原标题：十年磨剑，Nvidia第一款光线追踪GPU登场，瞄准VR趋势，要让即时成像更真实

GPU技术龙头Nvidia执行长黄仁勋在SIGGRAPH△2018，正式发表了世界第一款具备光线追踪运算力的GPU显示卡Quadro△RTX。（摄影／王宏仁）

全球最大的电脑图学和互动技术大会SIGGRAPH△2018年度大会今年三度在温哥华举行，GPU技术龙头Nvidia执行长黄仁勋，在SIGGRAPH第二天也举办了一场新产品和技术发表会，正式发表了Nvidia第8代新GPU架构Turing（图灵），也推出了采用此架构的第一款具备光线追踪运算力的GPU显示卡Quadro△RTX和伺服器Quadro△RTX△Server。

黄仁勋强调，RTX△GPU是世界第一款光线追踪GPU（Ray△Tracing△GPU），采用了Nvidia最新第8代的GPU架构Turing架构（图灵）。

光线追踪是源自1979年电脑科学家Turner△Whitted一篇论文，他提出了光线追踪的电脑图形计算新演算法架构，改从追踪光线在不同表面上的反应，来模拟真实世界的光影变化。通过追踪光线碰到物体表面时产生的反射、折射和阴影效果，再加上光线继续遇上其他物体于场景中所有光线互动的情况等。当年他已经可以做出每秒64个像素的光线追踪几何图形视频。

但就算到了去年，要做到即时光线追踪的计算，仍旧是一大难题，只能通过大量运算事前产生，尤其在VR虚拟世界，这是一直无法实现的技术门槛，无法即时创造出如真实世界般的立体影像体验。

黄仁勋指出，皮克斯开启了电脑动画时代，也反映出创意产业爆发式的成长，但CPU的进展如摩尔定律所描述，越来越缓慢，唯有GPU效能的进展，也同样是爆发性的指数成长。

摄影／王宏仁

RTX△GPU采用了Nvidia第8代新GPU架构Turing，除了SM多核心处理器外，也内建张量核心Tensor△Core，还新增加了光线追踪核心RT△Core负责光线追踪计算。

即时光线追踪是电脑图形计算圣杯

为了实现即时真实影像的能力，电脑从图形模拟开始，在Nvidia推出GPU之后，开始可以计算材质、进行模拟，后来可以进一步进行角色模拟（Character△Animation），甚至结合AI后可以进行脸部表情模拟（Facial△Animation）。 但是，即时光线追踪的计算一直是个难题，迟迟无法实现，黄仁勋指出，光线追踪可谓是电脑图形计算的圣杯。

直到在今年3月，Nvidia先在GTC大会上发表了光线追踪框架RTX，来加快即时光线追踪的计算。可以利用现有GPU的运算力，来执行RTX框架需要的计算，从而实现了即时光线追踪的计算。

为了展现即时光线追踪的效果，Nvidia今年3月还展示了一段《星际大战》光线追踪特效示范视频Reflections，来呈现即时光线追踪的光影渲染效果。

从视频中，反映在两位卫兵金属盔甲上的光影渲染效果，利用即时光线追踪计算产生的阴影和反射、折射效果，显得格外真实。3月当时，为了制作这个视频，Nvidia利用了配备4个人工智能专用的Volta△GPU以及价值7万美元的人工智能工作站DGX△Station才得以实现。

不过，这个软件上的即时光线追踪成果，不到半年，Nvidia就随即实践在新的GPU产品上，而且再度被超越了，现在只需用单张新推出的光线追踪GPU卡Quadro△RTX△8000就能做到。

Nvidia花了10年，上万名工程师，累积一层层技术才打造出这款光线追踪GPU。他甚至用了新的单位每秒追踪光线数，来描述RTX△GPU的新能力，黄仁勋说，RTX最大可追踪到每秒10 Giga道光线（100亿道），整体计算能力可以达到16 TFLOPS，每秒500兆次张量计算，GPU也采用了NVLink传输技术，每秒可传输100Gb资料。

RTX△GPU所采用的第八代GPU架构Turing，除了SM多核心处理器外，也内建张量核心Tensor△Core，另外还新增加了光线追踪核心RT△Core负责光线追踪计算，最大可提供125 TFLOPS的半精度浮点数计算。RTX△GPU可以提供8K即时影音编码，传输介面上也支援USB△Type-C以及Nvidia最新提出的VR介面标准VirtualLink。

摄影／王宏仁

Nvidia在SIGGRAPH发表会上也展示了同一张图，通过不同图形运算技术处理过的效果，从左上角的传统图形处理，最右下角最后一张，就是运用RTX△GPU，来实现即时光线追踪和AI降噪处理的成果，甚至还运用了大量记忆体来实现全域照明。

RTX△GPU是为了VR打造的GPU

Nvidia资深副总裁Tony△Tamasi指出，Nvidia早在10年前开始研究光线追踪技术，5年前开始展开架构设计，但要拿捏光线追踪计算和AI计算能力的搭配，也就是RT△Core和Tensor△Core的搭配，因为RTX△GPU完全是为了VR而打造的GPU。而RTX伺服器锁定的目标是内容产业和数位创意社交，甚至可以支援多人共用。不像DGX人工智能伺服器，主要锁定AI科学家训练AI模型之用。

Tony△Tamasi一席话，点出Nvidia两大企业级GPU产品线和伺服器的定位。RTX将主攻VR应用，而DGX则以AI应用为主。黄仁勋更指出，全新的Turing架构将推生出一个2,500亿美元的影像特效产业，遍及设计、数位内容、建筑、模拟、电影和娱乐业。

新一代光线追踪GPU产品线将先推出3款Quadro△RTX显示卡，这也是第一款使用三星超高速GDDR6记忆体的显示卡，包括了单卡内建16GB记忆体的RTX△5000（内建3,072个CUDA核心和384个Tensor核心，可提供每秒6 Giga△Rays），售价2,300美元（台币6.9万元），24GBk的RTX△6000（内建4,608个CUDA核心和576个Tensor核心，可提供每秒10 Giga△Rays），售价6,300美元（台币18.9万元），以及最高阶内建48GB记忆体的RTX△8000（同样内建4,608个CUDA核心和576个Tensor核心，可提供每秒10 Giga△Rays），要价10,000美元（台币30万元）。Quadro△RTX△GPU可两张通过NVLink串连，达到记忆体倍增，例如两张RTX△8000最大可提供96GB的全域照明计算（Global△Illumination）。除了Quadro△RTX显示卡之外，Nvidia后来8月中又发表了 同样采用Turing△架构的RTX游戏用GPU，包括三款GeForce△RTX△2080 Ti、2080 与 2070 GPU显示卡。Nvidia预计第四季开始出货RTX△GPU，先提供给OEM供应商，包括Dell△EMC、HPE、HPI和Lenovo或其他系统供应商。

Nvidia还同步发表了RTX伺服器，内建Quadro△RTX△8000，一台RTX伺服器可安装8张RTX显示卡，两两串连。在功耗上，4台各内建8张GPU卡的RTX伺服器，约需要13kW。结合新的Quadro△Infinity软件，还可以支援远端控制或多个虚拟机器共享同一个RTX△GPU。目前包括Dell△Precision工作站，HP△Z工作站，HPE△ProLiant伺服器，以及联想的ThinkStation和ThinkSystem，都支援Quadro△RTX产品。

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