对话摩尔线程CEO张建中：“元计算”来了，全功能GPU撑起元宇宙未来

数据中心将从“云计算”转向“元计算”。作者 |  ZeR0
编辑 |  漠影
芯东西1月24日报道，近日，摩尔线程CEO张建中接受芯东西等少数媒体的采访，以“元计算助力数字经济”为主题，分享了他眼中的元宇宙计算理念。这是张建中创业后首次接受媒体采访。他提到元宇宙计算理念将有助于理解摩尔线程今后要做什么事情，为什么要做这些事情，以及全功能GPU如何为元宇宙计算提供算力支撑。全功能GPU企业摩尔线程成立于2020年10月，2021年2月宣布完成数十亿元两轮融资，11月宣布完成20亿元A轮融资。摩尔线程创始人、CEO张建中在GPU行业深耕超过15年，曾带领世界顶级芯片企业英伟达开拓建立了GPU在中国的完整的生态系统，并推动中国市场成为该企业全球最重要的市场，使得摩尔线程在GPU相关系统软件开发商和主要行业的核心生态合作伙伴资源上具备天然优势。2021年11月，摩尔线程宣布其首颗全功能GPU芯片研制成功。该芯片内置自主研发的3D图形计算核芯、AI训练与推理计算核芯、高性能科学计算核芯、超高清视频编解码计算等核芯。首颗全功能GPU已经开始适配国产主流CPU和操作系统，目前摩尔线程已与数百个生态伙伴建立合作关系，共同推进国产GPU应用软件的联合开发、性能优化和应用创新。在此次会议期间，张建中主要分享了三点信息：1、元宇宙是数字经济发展的核心驱动力，也是支撑各行业数字化转型的重要技术。2、元宇宙计算需要一个全功能GPU，来提供支撑各方应用场景的算力。3、数据中心一定要从云计算中心转型成为“元计算”中心。随着全球数字经济崛起，张建中相信，元宇宙计算时代即将到来，而兼顾算力和效能的全功能GPU，可以成为助力数字经济发展的算力基石。01.元宇宙：物理世界数字化和数字世界物理化

张建中认为，在科技应用当中，元宇宙是将「物理世界数字化」和「数字世界物理化」这两个技术点融合得最完整的一个技术落地应用场景。如果把元宇宙和数字经济放在一起对比，你会发现数字经济的发展跟元宇宙的发展是一样的。元宇宙并不陌生，实际上，我们已经生活在一个数字虚拟世界中很多年。在互联网中，我们有自己的虚拟形象、身份，有自己的微信ID、有QQ币。游戏玩家在虚拟游戏世界也体验很久了。这些年，虚拟世界离现实世界越来越近，人们想在虚拟世界建立一个像物理世界的镜像。如今，科技正将我们从前想象的事情变成现实。1、物理世界数字化实现元宇宙，数字化的技术非常重要，即把物理世界在数字化当中呈现出来。为什么元宇宙在今年突然火爆起来，离不开「物理世界数字化」的技术（3D建模、数字人制作、数字孪生、AI模型训练、IoT传感器、CAD/GIS、知识图谱、脑机接口、低延时高速通信、区块链NFT等）的成熟。3D建模可以克隆一个物理世界，包括构建一个生物、建筑、环境、城市、国家甚至是地球的3D模型。我们身处的世界如此复杂，如果全靠人制作太麻烦了，必须借助AI等工具来实现自动生成。数字人制作也是如此，打造出一个写实的数字人，要有一个很好的高精度的扫描仪、高精度的成像系统，精修3D数字人需要各种不同的工具，如果仅靠人工，报价大约几百万元。这是因为，拟真人的很多工作依靠手工，不能大批量生产。但如果用AI方法自动生成皮肤、毛孔、表情，这件事情就能很快解决，每个人都可能有一个跟自己一样的虚拟形象。并且制作成本不会很高，就像去影楼拍写真集一样，几千块钱即可搞定。还有数字孪生、AI训练模型，都是大家很熟悉的数字化技术。另一个技术点是IoT传感器，因为把物理世界复制到数字世界去，不只是将外观长相复制，还要将特征值复制进去。这需要各种不同的传感器把物理信息数字化。最近比较火的脑机接口，虽然还不是很成熟，但现在已经有很多人做脑部电波深度学习的模型，把人脑的意识上传。也有人做一些面部的肌肉表情，能根据人脑所想的动作和脸部、嘴唇的动作，把语言文字翻译出来。CAD、GIS技术采集地理信息数据的准确度非常高，现在高精地图几乎已经采遍了全中国所有城市的高速公路。上述技术全部成熟后，所创造的数字世界，几乎可以覆盖物理世界当中的方方面面。2、数字世界物理化在数字世界里，大家需要的是在数字世界里，重新得到物理世界的体验。张建中将这称作「数字世界的物理化」。数字世界物理化需要的技术，有3D渲染、物理仿真计算、AR/VR/XR交互设备、大规模分布式并行计算、超高清视网膜成像显示技术、生物仿真、AI人机交互、机器人仿真等。人通过五官去体验物理世界，所以看得见、听得见很重要，有强大的3D渲染引擎将仿真效果渲染到跟物理世界近乎一模一样，数字世界带给人的体验才更好。现在很多3D渲染的难题尚未解决，比如嗅觉、气味很难模拟。物理仿真计算用于仿真物理中的特征，比如水是怎么流的、风是怎么刮的、树叶往地上落还是往天上飞，要根据流体力学、分子动力学、热力学、引力学等物理规律来计算。有了这样的物理效果，人们希望跟元宇宙能够有一个真实的沉浸式的体验和交互，则需要ARVRXRMR这些拥有沉浸感的新交互方式。此外，在数字世界里要做物理世界各种不同的大规模分布式并行计算。如果算力不够，延迟就长。比如感受一下水的流动，它的流速很快，风速也很快，要跟实际速度之间无延迟，大规模分布式计算就很重要。还有显示技术，用苹果手机来考虑就是高清视网膜成像显示技术，GPU必须要能渲染和显示出8K超高清图像显示效果，才能达到人眼满意的程度。生物仿真技术的发展，能让人们在数字世界获得更好的体验。自然界中各种材料有不同的质地，比如宠物皮毛、布料、钢铁、木制，要达到一个很好的仿真效果，生物仿真技术还需突破。张建中相信如果将人的视觉、听觉、触觉三件事做好，足以让人在元宇宙世界中拥有充分的体验。再者是近两年发展飞速的AI人机交互。比如自然语言处理（NLP）已经开始走向对话式AI，你可以跟它聊天聊很久，现在很多呼叫中心AI接线员的声音已经很难被分辨出是人还是机器。另一个是机器人仿真技术，各大机器人公司正在做人形机器人，如果说将数字世界里的这些技术输送给机器人，那这个机器人就可以跟真人在物理世界里进行互动。
02.全功能GPU必备的四项能力

当物理世界数字化和数字世界物理化的技术点非常成熟之后，每一个技术点的底层算力，基本上都需要一个强大的全功能GPU。元宇宙整个物理化和数字化的计算过程中，实际上是通过不同的计算，张建中将这个计算称之为“元宇宙的计算”，或者是“元计算”。“元计算”需要的，就是刚刚提到的所有技术点的计算能力，即需要全功能GPU。今天的计算环境需要一个元计算的能力，其中有几个技术点，是算力必须要提供的。第一，要做到实时渲染、物理渲染以及照片级逼真的渲染，这是GPU的第一大特点，无论做游戏、AR、VR、3D建模、特效等等，都要靠实时渲染，这也是GPU的本行。第二，要达到人眼沉浸式的体验，超高清的视频处理能力和显示技术。这对于GPU的算力非常重要。要想编解码快，不仅是2K、4K，还要支持8K，8K计算力是做元宇宙计算的基础算力。能够做全景视频、360度扫描、AR/VR的显示、360度全范围立体显示，都是视频领域的基本能力。第三，AI算力，包括训练和推理。这里的算力要把今天几乎各个行业领域里面AI的研究成果都结合在一起，提升人工智能的计算效力。第四，工业仿真、科学计算。做各种不同大规模的仿真，都是解方程，比如说蛋白质重构、基因检测、天气预报、流体力学、电磁仿真、碰撞检测、地质、爆炸、石油勘探等，要用到科学计算，这些都是元宇宙中所需的不同算力。总体来说，3D图形、AI训练推理、大规模科学计算、高速视频编解码，是全功能GPU必须具备的四项能力。在计算机体系结构中，数据搬运一次，效率就会下降一半，减少数据搬运则能提高效率，将这四项能力打包在一起的全功能GPU，其结构效率会更高。张建中认为，各类芯片中，最难做的还是图形。阻碍其发展的因素有很多，计算图形学是一个大的生态系统，包含游戏引擎、操作系统、OEM和软件应用等，这些必须综合考虑，才能将你的产品适配到这个生态系统中。因此，第一个难点是如何能够融入全球化大的生态系统中，第二个难点是稀缺的人才，第三个难点是需要找到很有胆识的投资人。这一系列的问题，致使中国到今天都很难有一家很强大的、在计算机图形行业取得成功的公司。
03.“元计算”中心需要全功能GPU

在张建中看来，今天建人工智能计算中心，远远不能满足对“元计算”的算力需求。他认为，今后元宇宙的互联网会推动数据中心新的转型，即从以前传统的云计算中心转向一个“元计算”中心，而“元计算”中心需要全功能GPU。为什么“云计算”要转向“元计算”？因为数字经济的推动靠元宇宙，元宇宙在每一个场景下都可以产生大量的经济价值。“元计算”的基础是Graphic图形计算，AI算力中心如果没有Graphic图形计算，则根本做不了“元计算”。张建中相信“元计算”中心以后肯定会有一个计量单位，但现在是按有多少个全功能GPU来算，如果说你1颗都没有，基本上没有办法做“元计算”。“我们要鼓励大家建立未来的计算中心的时候，应该要考虑到，首先要选一个全功能GPU，因为它什么都能干。”他谈道，“否则，现在咱们国家花了很多钱去建算力中心，如果最后元宇宙计算起来它没办法用，还要把那些处理器拔掉再重新升级购买全功能GPU的话，那将会是巨大的浪费。”
04.元宇宙落地进行时，从工业农业到文旅、生物医药

如果将元宇宙视为一个全功能GPU的落地场景，实际上，它驱动的行业发展非常多。比如虚拟数字人可以应用在音乐节、新闻主持、直播带货等各个领域，全年无休。张建中分享了一些他所关注的成功案例。1、工业元宇宙一个云南玉溪的钢厂用GPU三维重构他们的厂区。在这个3D数字孪生工厂中，你可以切换摄像头，通过5G网络实时看到厂区里面的任何地方，就像你看到游戏里的场景一样。工厂员工可以通过VR头盔远程操控设备，避免让人做一些危险作业。VR、AR、5G通讯、数字建模和远程操控以及Wi-Fi等都是很成熟的科技。2、农业元宇宙美国农机巨头John Deree跟微软合作农业元宇宙，利用一些高精度的农作物图像去做训练，然后能够精确到每一株的农产品，实现单株的无人化的控制管理，基因栽培、虫害治疗等等都可以利用它在虚拟环境中操作。借助机器人、无人机，你可以远程操作完成农作物的生产制造。所有农作物信息被放在微软Azure的云端，信息采集量越大，对于当地提高其产量就能产生很多新的算法，这些信息将给农业生产带来帮助。只要有GPU这样的基础算力搭建这样的农业元宇宙平台，就能提供这样的服务。3、文旅元宇宙文旅元宇宙的空间是巨大的。它也相当于创造了一款付费游戏，允许你在虚拟空间参观各种不同艺术作品或历史文物，甚至有导游帮助你讲解其具体的历史、故事、文化以及当中的奇文趣事。VR技术如果能跟文化作品、甚至以后新的NFT技术绑定在一起，那IP消费就会变成有一个较好的营收环境，有NFT技术去保护，它是复制不走、拿不走的，只能到这个元宇宙里看。以后数字文创作品的设计、制作、体验，都是可以在元宇宙中提升的数字经济。现在元宇宙都是云原生的，你只能在终端体验，但是拿不走，这对IP的保护非常有价值。同样，这些也离不开全功能GPU的支持。4、生物医药元宇宙在生物医药领域，蛋白质折叠、蛋白质重构是寻找靶向药最重要的路径。但基因非常复杂，要找到靶向药、找到基因的突破点和变化点，仅仅看数据是看不出来的。而如果将其可视化，进入元宇宙之后，沿着基因的变化路线去看DNA，你就可以一点点地去找到那些靶点，进而寻找相应的靶向药物，去治疗这些因为基因突变产生的癌症。近几年疫苗研发那么快，也与此相关。基因分析、数据分析、模拟生化的反应等，都对算力要求非常高，一般的CPU难以满足。云南白药的一个工厂已经建成一个空间计算和IT技术支持的元宇宙计算平台。这个平台支持分析各种药材的成分，做不同的反应，甚至可以生产制造出一些新的药物。一些AR/VR的技术也引入该平台，用于对药材的评估、观察甚至实验。5、虚拟数字人张建中认为，数字人应该是元宇宙当中落地最快的一个应用场景。今天的科技已经做到很好，可以利用计算机图形学，实现逼真的图形渲染，可以用语音合成技术合成拟人的声音，通过动作捕捉还原真人的动作、行为，然后利用深度学习变成虚拟人的一整套系统性的动作。从2020年到2021年，做虚拟数字人的企业数量翻了10倍有余。银行、医疗、保险行业急需数字人去帮助他们做服务。在文娱领域，很多AI虚拟主播上岗或成为品牌代言。“我们大概统计了一下，基于我们这种全功能GPU，可以赋能整个数字行业当中的上游、中游和下游，”张建中说，“无论哪一个企业，只要我们用全功能GPU赋予算力给他，他们可以从金融、文娱、企业服务、品牌代言等等方面去做各种不同的服务。”
05.结语：元宇宙将是未来数字世界的载体

总而言之，张建中认为，数字经济的发展一定是依赖于基础设施的，而元宇宙是它的基础设施，GPU是它的基本产品，它比CPU的算力更加环保、绿色。如果看过去一年当中数据中心的采购，90%的算力来自于GPU的，余下10%的算力来自于CPU和其他ASIC芯片。如果将这90%的GPU算力换成CPU，则功耗可能要增加10倍。如何在有限的碳排放基础上提升算力呢？答案是用全功能GPU去替代，用更经济的能源去输送更强大的算力。从发展路线上来看，元宇宙将会是数字经济的基石，一旦这个基石铺好了，国家将在这上面发展很快。谁占领了先机，谁的发展就有优势。“我认为今天所有的应用场景，都会形成元宇宙的技术路径，”张建中相信，未来元宇宙将是数字世界的一个载体，每个企业、每个人都会在上面，就像今天所有人都在互联网上一样。

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