近日,采用了图灵构架的最新一代RTX显卡登陆了移动端,在新显卡的加持下,现在的游戏本也同样可以通过人工智能和光线追踪技术,来使得画面更上一层楼,简直就是画面党的福音,而你们又是否知道,为什么最新一代构架要被冠名为图灵构架呢?
不少朋友对于"图灵"的了解,可能只是来源于电影《模仿游戏》中的图灵,卷福将这个角色塑造的活灵活现,小编觉得哪怕图灵在世,可能也会是这样的一个人物。
在二次世界大战期间,图灵曾在"政府密码学校"(GC&CS,今政府通信总部)工作——它位于布莱切利园,是英国顶级的机密情报机构之一。图灵在这里从事密码破译工作,有一段时间,他还领导了小屋8号(Hut 8)小组,负责德国海军密码分析,并在 期间还设计了一些加速破译德国密码的技术,包括改进波兰战前研制的机器Bombe,一种可以找到恩尼格玛密码机设置的机电机器—— 图灵在破译截获的编码信息方面发挥了关键作用,使盟军能够在包括大西洋战役在内的许多重要交战中击败纳粹,并因此帮助赢得了战争。
1945年至1947年期间,艾伦·图灵住在伦敦的汉普顿,彼时,他正在国家物理实验室(NPL)从事ACE(自动计算引擎)的设计工作。1946年2月19日,图灵曾提交过一份文件——这正是存储程序计算机的第一个详细设计——虽然 冯·诺依曼关于EDVAC报告的初稿和图灵的论文时间相差不多,但它的细节却要少得多。
可惜的是,虽然划时代的ACE是一个可行的设计方案,不过战时保密工作最终还是导致了项目的启动延迟,1947年底,失望的他回到剑桥休了整整一年的假期,并在此期间开始创作一部关于智能机械的论著——于此同时,Pilot ACE正在他缺席的情况下建造,并最终在1950年5月10日执行了它的第一个程序,这也奠定了后来计算机体系的基础——甚至可以说,这,正是梦开始的地方 (但是Turing ACE的完整版本是直到图灵去世后才建成的)。
好了,说了这么多,我们再回头,聊聊为什么会被成为图灵构架。
图灵是由Nvidia开发的GPU微体系结构的代号——作为Volta架构的继承者,它以著名的数学家和计算机科学家艾伦·图灵命名。该架构于2018年8月首次在SIGGRAPH 2018上推出,是第一个能够进行实时光线追踪的GPU,它实现了计算机图形工业的长期目标之一——包括专用的人工智能处理核心(Tensor cores)和专用的光线跟踪处理核心(RT cores)在内,是业界的一大进步。
光线追踪|Ray-tracing
图灵架构实现光线追踪的功能,是通过RT核心来完成的,它执行的光线跟踪可用于产生反射,折射和阴影,取代传统的光栅技术——如立方体贴图和深度贴图(uv法线贴图),带来更为写实的光影效果。虽然全面替换光栅技术尚且只是理论层面的构想,但图灵架构已经能实现从光线追踪中收集更加贴近现实的光影参数,来增强阴影和复杂的光影效果了,这不仅减轻了游戏开发人员的制作成本(包括操作层面和渲染时间问题),也同时为玩家们带来了更为细腻可信的画面效果——按照 Nvidia的说法,RTX系的显卡,在实行光线追踪技术的时候,所能提供的性能比之前的Pascal架构增加了约8倍。
而具体到实际运作的图形API,目前业界则主要有这几种可选方案,包括英伟达的NVIDIA OptiX、微软Microsoft的DXR,和VulkanAPI。
光线追踪的功能,主要是计算机架构、计算机图形学,以及软件层面的技术应用,虽然同图灵先生早期的工作有一定交际——但这还不足以让Nvidia的工程师们把新架构命名为"图灵架构"——真正促成这一命名的,还是人工智能的因素——人工智能正在推动历史上最伟大的技术进步,而图灵架构则将其带入到了计算机图形领域——凭借提供人工智能计算能力的Tensor Cores,图灵GPU可以实时运行强大的AI算法,提升计算机渲染游戏场景时抗锯齿,以及图像锐度的呈现效果,创造出前所未有的,清晰而又逼真的图像和特效。
于我个人而言,游戏的图像和建模复杂度在游玩游戏时其实并不是最重要的——最重要的是抗锯齿问题,它深刻地影响着游玩过程中视觉疲劳的问题,如果没有好的抗锯齿技术的话,满屏的狗牙在长时间游玩后,是足以劝退我对于一款游戏的热爱的——这对于用眼健康的危害太大了。
Tensor核心就是被用作进一步加速游戏场景最终图像的生成——Tensor核心用于填充部分渲染图像中的空白,这种技术被称为去噪。经过在超级计算机上进行的深度学习, Tensor内核学会了如何提高图像的分辨率——它会在超级计算机上学习并分析首要解决的图像问题,最终通过驱动程序更新的方式提供给消费者。
这一切,都是继Max-Q命名之后,英伟达工作人员的另一波情怀行为——为了纪念前文这位伟大而又天资聪慧的人物。
可惜,这位天才一般的数学和计算机、人工智能研究者,并没有得到他应得的善终结局——在他四十岁那年(也就是1952年),遭受入室行窃的他,被英国警方经调查后控以"明显的猥亵和性颠倒行为"罪,并进行了化学阉割——1954年,一颗被咬过一口、浸过氰化物溶液的苹果,孤零零地掉落在了地上,与此同时发生的,是一位数学及现代计算机体系的伟大贡献者的陨落。
2012年,曾有21,000多人签名请愿,要求英国政府追授图灵死后赦免状,但被当局拒绝了——直到2013年12月24日,英国司法大臣才宣布,英国女王伊丽莎白二世赦免了1952年因同性恋行为被定罪的艾伦·图灵。今日,我们都活在受益于图灵的研究而得来的信息时代里,而图灵架构这一命名,也正是对前人最好的致敬。
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