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在元宇宙里造智能工厂、训练自动驾驶 英伟达Omniverse靠什么“翻版”物理世界?

来源:爱集微

#英伟达#

07-18 14:35

图源:英伟达

集微网消息,虚拟世界对下一代人工智能至关重要。当下十分火热的“元宇宙”里,除了游戏、社交、娱乐外,还可以做更多硬核的事,比如造一座智能工厂、进行机器人仿真、或者训练动驾驶汽车。不同于Meta(Facebook母公司)等社交平台公司,芯片公司英伟达则基于工业和工程等角度来重新审视虚拟世界,从而构建了Omniverse,通过数字孪生技术将实物世界进行“数字翻版”。用英伟达创始人兼首席执行官黄仁勋话来说,“数字孪生的思路相当于对现实世界进行规模扩展”,创造出一个与物理世界连通的虚拟世界。他认为,这无疑将是下一波互联网进化的方向。

但是要让虚拟世界和现实世界无缝同步,一个超低延时、精确定时的骨干网络是关键。在不久前的GTC 2022春季大会上,英伟达带来了Omniverse 的新版本,以及作为Omniverse 数字孪生的运行载体的新的数据中心规模“英伟达 OVX 计算系统”,它负责在同一时空内为多个自主系统运行大规模模拟。同时,英伟达还发布了新一代的NVIDIA Spectrum-4以太网网络平台。这些构成了Omniverse数字孪生的骨干网络。

在虚拟世界建造智能工厂 

在虚拟世界里建造智能工厂有哪些好处?

宝马集团在设计它的未来工厂时,在没有开工建设,没有真正机器设备安装调试的情况下,先在数字孪生环境中构建整条生产线,甚至生产流程、机器手自动化的配置等功能都能够在虚拟环境里预先实现。这样一来,当现实中的工厂真正开工建设的时候,很多流程上的问题、可能的风险都已经率先在虚拟时间里提前预演并得到了解决和改善,使它的生产线达到一个非常优化的状态。

宝马集团就是与英伟达的Omniverse数字孪生进行合作来实现这一切的。不过,想要实现宝马未来工厂这种比较完美的数字孪生的应用场景,数字孪生需要利用英伟达加速计算的全部力量。

英伟达网络技术专家崔岩在近日的一场媒体会上,对包括集微网在内的媒体解释,真正的数字孪生的必须满足四个特征:一是物理上的准确性与真实性,必须遵守物理定律;二是不间断的与物理世界进行同步;三是以精准的时间运行;四是包括多个自治系统。这就需要包括服务器、网络平台等基础设施的支撑,英伟达发布的OVX计算系统就是为了支持数字中心规模、物理精确的工业数字孪生的模拟而设计,让数据中心具备可扩展性、低延时和精准时间的特点,来满足上述四大特性,为客户提供一个数字孪生的基础设施。

而同步发布的全球首个400Gbps 端到端网络平台NVIDIA Spectrum-4同样是必不可少的解决方案。因为当前中心数据流量呈现指数级增长,并且要求数据中心的基础设施要提供极致的性能、高级安全、强大功能来实现大规模的高性能、高级虚拟化仿真需求,这就需要一个强大的以太网网络平台的支持。

更高效安全的互联互通技术创新是关键

在3U一体数据中心新加速计算架构中,CPU承担通用计算业务应用的工作负载,GPU解决并行计算的工作负载,DPU承担加速数据移动的工作负载,这其中,互联互通技术和网络平台的重要性不言而喻。

崔岩指出,Omniverse 数字孪生对现有网络也提出了挑战。他指出,当前庞杂的传统叶脊数据中心网络结构,已经不适合数字孪生对扩展部署的需求,在网络性能、网络速度、网络延时方面不能满足实时性能数字孪生的要求,而且计时精度也无法满足数字孪生对精准时间运行的标准。

这也进一步凸显Spectrum-4以太网网络平台的价值。集微网了解到,Spectrum-4是英伟达发布的新一代的以太网网络平台,可以为大规模数据中心基础设施提供所需的超高网络性能和强大安全性。它由四大部分组成,一个是Spectrum-4交换机,可以加速云网络架构;二是ConnectX-7智能网卡,它是一个领先的网络适配器;三是BlueField-3 DPU可以编程的数据中心的基础设施。在这三大硬件组件基础上还有NVIDIA Cumulus Linux或SONiC网络操作系统,以及DOCA软件框架,这些硬件和软件共同组成了Spectrum-4端到端400Gbps以太网平台。

据崔岩介绍,它可以和英伟达推出的OVX、EGX、HGX形成很好的整体计算系统解决方案,通过以太网的方式进行连接,提供现代数据中心工作负载所需的精确定时、强大的安全性、低延时、自适应路由和复杂的拥塞控制机制,来满足相关的计算系统对网络加速的要求。此外,这样一个端到端以太网网络平台除了在网络可扩展性、低延时和纳秒级计时精度方面可全面满足需求外,在安全性、低功耗方面也表现优异。据悉,Spectrum-4 ASIC和SN5000交换机系列基于台积电4N工艺,包含1000多亿个晶体管以及经过简化的收发器设计,具有领先的能效和总拥有成本。

崔岩强调,当下,数据中心正在向着基础设施平台的方向发展,用来支撑从科学探索到民生服务的各类应用,包括用于支持5G应用、智能工厂、自动驾驶汽车等各类新的应用领域,高带宽、低延迟、数据安全和性能隔离——是现代数据中心对网络的直接需求。随着数据中心的加速拓展,网络平台以及互联互通技术的革新也必须与之同步。

(校对/Sharon)

责编: 刘燚

干晔

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作者简介

集微网IC频道副主编,关注人工智能、智能制造、智驾及AIoT产业链。

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