未來工廠，NVIDIA構(gòu)建數(shù)字孿生實(shí)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(shù)后的轉(zhuǎn)型實(shí)踐。NVIDIA認(rèn)為，數(shù)字孿生需要具備四種特征：物理上的準(zhǔn)確性與真實(shí)性，必須遵守物理定律;不間斷的與物理世界進(jìn)行同步;以精準(zhǔn)的時(shí)間運(yùn)行;包括多個(gè)自治系統(tǒng)。自創(chuàng)立之初，NVIDIA就致力于對(duì)虛擬世界的模擬，并隨著AI/ML等技術(shù)的發(fā)展，構(gòu)建了基于NVIDIA Omniverse平臺(tái)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(tuán)構(gòu)建了未來工廠的數(shù)字孿生實(shí)踐，后者在開工前就在模擬環(huán)境中構(gòu)建了整條生產(chǎn)線和生產(chǎn)流程，以及機(jī)械手自動(dòng)化配置等功能，預(yù)先實(shí)現(xiàn)了工廠內(nèi)所需的所有設(shè)計(jì)和匹配。這一切離不開NVIDIA加速計(jì)算的協(xié)助。NVIDIA OVX專為通過數(shù)據(jù)中心進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)數(shù)字孿生提供技術(shù)支持，以實(shí)時(shí)創(chuàng)建和運(yùn)行非常復(fù)雜的模型和逼真的仿真環(huán)境，該系統(tǒng)結(jié)合了高性能 GPU 加速計(jì)算、圖形處理和AI并配備了高速存儲(chǔ)訪問、低延遲網(wǎng)絡(luò)、精確計(jì)時(shí)，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(luò)必須具備可擴(kuò)展、低延時(shí)和精準(zhǔn)時(shí)間的特性，數(shù)字孿生需要這些能力，隨著數(shù)字孿生的應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心可以隨著這些應(yīng)用負(fù)載增強(qiáng)擴(kuò)展能力，低延時(shí)則是要提供更高的網(wǎng)絡(luò)性能保證數(shù)字孿生的實(shí)時(shí)性?！贝迬r表示，“NVIDIA Spectrum-4 400Gbps端到端以太網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可以在自動(dòng)駕駛汽車、智能工廠、數(shù)字孿生方面提供極致的性能、高級(jí)的安全性和強(qiáng)大的功能，來實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、高性能、虛擬化和模擬仿真的應(yīng)用?！?

從今年3月的GTC大會(huì)到6月的Computex展會(huì)，英偉達(dá)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(dá)公司在數(shù)據(jù)中心市場的絕對(duì)主角。英偉達(dá)希望通過命名自計(jì)算機(jī)編程界先驅(qū)Grace Hopper的最新GPU架構(gòu)Hopper重新定義數(shù)據(jù)中心，搶占人工智能(AI)、高性能計(jì)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(fèi)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(huì)放緩，這是為什么英偉達(dá)、英特爾、AMD等半導(dǎo)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(jí)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(bǔ)GPU，沒有CPU的補(bǔ)CPU。在基本完成“補(bǔ)短板”行動(dòng)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(dá)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(wù)和技術(shù)決策者的人工智能應(yīng)用領(lǐng)先活動(dòng)。據(jù)悉 venturebeat 報(bào)道，高性能云計(jì)算服務(wù)商 Rescale 宣布與英偉達(dá)達(dá)成合作，將 Nvidia GPU Cloud (NGC) 集成到其用于高性能計(jì)算 (HPC) 應(yīng)用程序的容器庫中，幫助企業(yè)構(gòu)建數(shù)字孿生并打造工業(yè)元宇宙的基礎(chǔ)構(gòu)建模塊。雙方合作實(shí)現(xiàn)工業(yè)虛擬世界的自動(dòng)化，并針對(duì)數(shù)字孿生進(jìn)行了優(yōu)化。

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

據(jù)了解，國內(nèi)對(duì)數(shù)字孿生的應(yīng)用更多地體現(xiàn)在智慧城市?！稊?shù)字孿生應(yīng)用白皮書》預(yù)估，數(shù)字孿生在中國多場景當(dāng)中的應(yīng)用預(yù)測潛力不可小覷，中國新型智慧城市規(guī)模預(yù)計(jì)2023年超1.3萬億，智慧醫(yī)療2022年將達(dá)1500億元，智慧出行2025年則有望達(dá)7000億元。工欲善其事，必先利其器。在這個(gè)過程當(dāng)中，Omniverse等構(gòu)建數(shù)字孿生的平臺(tái)及其Spectrum-4以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)等的升級(jí)助力將會(huì)扮演重要角色。