未來工廠，NVIDIA構建數(shù)字孿生實踐

數(shù)字孿生可以說是物理世界和智能世界的一次經(jīng)典交匯，也展示出了千行百業(yè)融合數(shù)字技術后的轉型實踐。NVIDIA認為，數(shù)字孿生需要具備四種特征：物理上的準確性與真實性，必須遵守物理定律;不間斷的與物理世界進行同步;以精準的時間運行;包括多個自治系統(tǒng)。自創(chuàng)立之初，NVIDIA就致力于對虛擬世界的模擬，并隨著AI/ML等技術的發(fā)展，構建了基于NVIDIA Omniverse平臺的數(shù)字孿生，為工業(yè)和工程提供了大規(guī)模精確模擬。

NVIDIA幫助寶馬集團構建了未來工廠的數(shù)字孿生實踐，后者在開工前就在模擬環(huán)境中構建了整條生產(chǎn)線和生產(chǎn)流程，以及機械手自動化配置等功能，預先實現(xiàn)了工廠內所需的所有設計和匹配。這一切離不開NVIDIA加速計算的協(xié)助。NVIDIA OVX專為通過數(shù)據(jù)中心進行大規(guī)模工業(yè)數(shù)字孿生提供技術支持，以實時創(chuàng)建和運行非常復雜的模型和逼真的仿真環(huán)境，該系統(tǒng)結合了高性能 GPU 加速計算、圖形處理和AI并配備了高速存儲訪問、低延遲網(wǎng)絡、精確計時，具備創(chuàng)建逼真數(shù)字孿生所需的性能。

“數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡必須具備可擴展、低延時和精準時間的特性，數(shù)字孿生需要這些能力，隨著數(shù)字孿生的應用，數(shù)據(jù)中心可以隨著這些應用負載增強擴展能力，低延時則是要提供更高的網(wǎng)絡性能保證數(shù)字孿生的實時性?！贝迬r表示，“NVIDIA Spectrum-4 400Gbps端到端以太網(wǎng)絡平臺可以在自動駕駛汽車、智能工廠、數(shù)字孿生方面提供極致的性能、高級的安全性和強大的功能，來實現(xiàn)大規(guī)模、高性能、虛擬化和模擬仿真的應用。”

從今年3月的GTC大會到6月的Computex展會，英偉達出場的主角都是Grace CPU和Hopper GPU，這意味著，從現(xiàn)在到未來，這兩者都將是英偉達公司在數(shù)據(jù)中心市場的絕對主角。英偉達希望通過命名自計算機編程界先驅Grace Hopper的最新GPU架構Hopper重新定義數(shù)據(jù)中心，搶占人工智能(AI)、高性能計算(HPC)和數(shù)據(jù)分析等需求市場，成為這波需求紅利的頭茬收割者。

不管品種繁多的消費電子產(chǎn)品市場如何消長，后端數(shù)據(jù)中心市場的增長從來不會放緩，這是為什么英偉達、英特爾、AMD等半導體廠商都把數(shù)據(jù)中心視為“兵家必爭之地”的原因。

目前這三家企業(yè)都把CPU+GPU超級混合芯片作為數(shù)據(jù)中心市場的最新“聯(lián)合作戰(zhàn)方案”，基于這樣的組合思路，原來沒有GPU的補GPU，沒有CPU的補CPU。在基本完成“補短板”行動之后，最近，英特爾宣布推出Falcon ShoresXPU芯片，AMD推出Instinct MI300芯片，英偉達則推出Grace，這幾款“CPU+GPU”的混合芯片都將在2023、2024年陸續(xù)登場。

在 7 月 19 日和 7 月 20 日至28日期間，有一場面向企業(yè)業(yè)務和技術決策者的人工智能應用領先活動。據(jù)悉 venturebeat 報道，高性能云計算服務商 Rescale 宣布與英偉達達成合作，將 Nvidia GPU Cloud (NGC) 集成到其用于高性能計算 (HPC) 應用程序的容器庫中，幫助企業(yè)構建數(shù)字孿生并打造工業(yè)元宇宙的基礎構建模塊。雙方合作實現(xiàn)工業(yè)虛擬世界的自動化，并針對數(shù)字孿生進行了優(yōu)化。

英偉達從創(chuàng)建之初便致力于虛擬世界的模擬，包括游戲與計算機圖形方面的技術。多年以來，隨著互聯(lián)的虛擬世界持續(xù)推動下一代人工智能工作負載的持續(xù)發(fā)展，英偉達從工業(yè)和工程的角度來重新審視虛擬世界，從而構建了Omniverse，創(chuàng)建和模擬與現(xiàn)實世界無法區(qū)分的虛擬世界平臺。這一系列舉措為實現(xiàn)數(shù)字孿生模型鋪平了道路，并廣泛應用于機器人仿真、數(shù)據(jù)科學建模、5G應用、自動駕駛汽車、智能工廠和氣候研究等等新的應用領域。

據(jù)了解，國內對數(shù)字孿生的應用更多地體現(xiàn)在智慧城市?！稊?shù)字孿生應用白皮書》預估，數(shù)字孿生在中國多場景當中的應用預測潛力不可小覷，中國新型智慧城市規(guī)模預計2023年超1.3萬億，智慧醫(yī)療2022年將達1500億元，智慧出行2025年則有望達7000億元。工欲善其事，必先利其器。在這個過程當中，Omniverse等構建數(shù)字孿生的平臺及其Spectrum-4以太網(wǎng)網(wǎng)絡平臺等的升級助力將會扮演重要角色。