當(dāng)前，全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、數(shù)字孿生等新技術(shù)與各行業(yè)加速融合，日益成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的強(qiáng)大“數(shù)字底座”。其中，數(shù)字孿生正在成為工業(yè)領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型與發(fā)展的重要力量。
今天，虛擬世界對(duì)下一代人工智能起著至關(guān)重要的作用。作為人工智能、數(shù)字孿生領(lǐng)域的重要代表，NVIDIA在虛擬世界中占有特定的位置。NVIDIA網(wǎng)絡(luò)專家崔巖先生表示，NVIDIA從創(chuàng)建之初就致力于虛擬世界的模擬，包括游戲、計(jì)算機(jī)圖形方面的技術(shù)。多年來(lái)，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)載的發(fā)展，NVIDIA從工業(yè)和工程的角度來(lái)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(wú)法區(qū)分的虛擬世界平臺(tái)，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(chē)、智能工廠和氣候研究等新的應(yīng)用領(lǐng)域。
NVIDIA Omniverse：幫助企業(yè)賦能數(shù)字孿生
據(jù)介紹，NVIDIA Omniverse數(shù)字孿生是對(duì)工業(yè)資產(chǎn)、流程或環(huán)境的大規(guī)模精確模擬的平臺(tái)，具有多個(gè)與現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)流完美同步的自治系統(tǒng)。崔巖表示，真正的數(shù)字孿生實(shí)際上是一個(gè)實(shí)物世界的現(xiàn)實(shí)翻版，從更大規(guī)模的角度看，數(shù)字孿生是和物理世界相連接的虛擬世界，真正的數(shù)字孿生必須滿足四大特征。一是物理上的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，必須遵循物理定律；二是不間斷的與物理世界進(jìn)行同步，基本上實(shí)現(xiàn)的是即見(jiàn)即所得的同步體驗(yàn)；三是精準(zhǔn)的時(shí)間運(yùn)行，在多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)同步；四是包括多個(gè)自制系統(tǒng)，多種的自治系統(tǒng)來(lái)支撐數(shù)字孿生技術(shù)。
崔巖特別以寶馬集團(tuán)借助 Omniverse 數(shù)字孿生構(gòu)建未來(lái)工廠為例，介紹了NVIDIA Omniverse與寶馬集團(tuán)在數(shù)字孿生領(lǐng)域的合作情況。據(jù)介紹，寶馬工廠平均每分鐘生產(chǎn)一輛新車(chē)，要滿足寶馬不斷改進(jìn)和創(chuàng)新的需求，需要復(fù)雜的生產(chǎn)場(chǎng)景仿真，快速的輸出，提高敏捷性，并從各方面優(yōu)化效率。NVIDIA Omniverse 能夠隨時(shí)隨地在寶馬需要時(shí)推出新的仿真功能，以便做出重要決策并引入自動(dòng)化。
為了實(shí)現(xiàn)寶馬工廠的數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景，數(shù)字孿生需要利用 NVIDIA 加速計(jì)算的全部力量。在今年的 GTC 春季大會(huì)上，NVIDIA 對(duì)外發(fā)布了 OVX 服務(wù)器，可以更好的來(lái)保持物理上的準(zhǔn)確性，遵循物理定律，讓數(shù)據(jù)中心具備可擴(kuò)展性、低延時(shí)和精準(zhǔn)時(shí)間的特點(diǎn)，來(lái)滿足數(shù)字孿生的四大特征，可以更好的支撐 Omniverse 數(shù)字孿生平臺(tái)，更好的為客戶提供一個(gè)專為 Omniverse 數(shù)字孿生需求而打造的基礎(chǔ)設(shè)施。
據(jù)了解，NVIDIA OVX 不僅僅是一臺(tái)服務(wù)器，它旨在擴(kuò)展以支持非常苛刻的數(shù)字孿生工作負(fù)載。據(jù)崔巖介紹，OVX 服務(wù)器由 8 顆 NVIDIA A40 RTX GPU、3 塊 NVIDIA ConnectX-6 Dx 200Gbps 智能網(wǎng)卡、2顆至強(qiáng)CPU、1TB 系統(tǒng)內(nèi)存和 16TB NVMe 存儲(chǔ)組成。OVX 加速計(jì)算系統(tǒng)可以從由 8 臺(tái)至 16 臺(tái) OVX 服務(wù)器組成的 OVX POD 擴(kuò)展到 32 臺(tái) OVX 服務(wù)器組成的 OVX SuperPOD，并通過(guò) NVIDIA Spectrum-3 交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行連接，來(lái)加速大規(guī)模數(shù)字孿生模擬。
NVIDIA Spectrum-4為數(shù)字孿生賦能網(wǎng)絡(luò)功能
據(jù)介紹，在 GTC 2022 春季大會(huì)上，NVIDIA 發(fā)布的全新Spectrum-4 端到端 400Gbps 以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，除了能提供更高的吞吐量、更好的服務(wù)質(zhì)量、更高安全性、更低功耗和成本外，還能實(shí)現(xiàn)納秒級(jí)的計(jì)時(shí)精度，將帶來(lái)5-6個(gè)數(shù)量級(jí)的提升。對(duì)于整個(gè)在OVX SuperPOD或多個(gè)SuperPOD組成的數(shù)字孿生計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)來(lái)講，它提供了一個(gè)更精準(zhǔn)的、實(shí)時(shí)性更高的數(shù)字孿生基礎(chǔ)設(shè)施。崔巖表示，Spectrum-4網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在云或邊緣數(shù)據(jù)中心更好的支持Omniverse數(shù)字孿生，成為Omniverse計(jì)算系統(tǒng)的骨干網(wǎng)絡(luò)。
崔巖進(jìn)一步介紹說(shuō)，Spectrum-4網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)是一個(gè)首款400Gbps端到端以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，它由四大部分組成，一是Spectrum-4交換機(jī)，可以加速云網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；二是ConnectX-7智能網(wǎng)卡，它是一個(gè)領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)適配器；三是BlueField-3 DPU，可以編程的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施；四是NVIDIA Cumulus Linux或SONiC網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和DOCA軟件框架，這些硬件和軟件共同組成了Spectrum-4端到端400Gbps以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。
因此，Spectrum-4網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)具備四大功能，一是加速，提供了很好的硬件性能和云規(guī)模的軟件效率，能夠給客戶提供很好的加速網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)；二是創(chuàng)新，在交換芯片設(shè)計(jì)上優(yōu)化云、人工智能、存儲(chǔ)工作負(fù)載，能夠讓網(wǎng)絡(luò)的性能更加加速；三是優(yōu)化，在整個(gè)成本和客戶的投資回報(bào)上給客戶優(yōu)化的方案，讓客戶用相對(duì)少的錢(qián)得到更好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；四是可靠，實(shí)現(xiàn)公平性、可預(yù)測(cè)性和可見(jiàn)性的功能，讓客戶可以看到或預(yù)測(cè)到一些情況的發(fā)生，可以很好的運(yùn)維網(wǎng)絡(luò)。所以說(shuō)，Spectrum-4網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可為大規(guī)模云計(jì)算、企業(yè)人工智能、模擬仿真提供性能更優(yōu)化的端到端以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，提供極致的性能，高級(jí)的安全性、強(qiáng)大的功能，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、高性能、虛擬化、模擬仿真功能，使現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心具有更完美的能力來(lái)支持NVIDIA應(yīng)用框架。
值得一提的是，在 Spectrum-4 交換機(jī)性能與創(chuàng)新方面，NVIDIA Spectrum-4 ASIC 基于 4N 制程工藝，包含千億個(gè)晶體管以及經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化的收發(fā)器設(shè)計(jì)，具有領(lǐng)先的能效和總擁有成本。憑借支持 128 個(gè) 400GbE 端口的 51.2Tbps 聚合 ASIC 帶寬，以及自適應(yīng)路由選擇和增強(qiáng)擁塞控制機(jī)制，Spectrum-4 交換機(jī)優(yōu)化了基于融合以太網(wǎng)的 RDMA（RoCE）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并顯著提升了數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用速度。
眾所周知，在數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求非常高。這要求數(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。崔巖進(jìn)一步解釋說(shuō)：“在數(shù)字孿生中需要這些能力，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)載增加做擴(kuò)展，低延時(shí)就是要提供更高的網(wǎng)絡(luò)性能來(lái)保證數(shù)字孿生的實(shí)時(shí)性。尤其是精準(zhǔn)時(shí)間要更好的同步數(shù)字中心的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)節(jié)奏，使整個(gè)虛擬場(chǎng)景跟實(shí)際的物理場(chǎng)景保持一個(gè)很好的同步。還要支持?jǐn)?shù)據(jù)中心一些算力彈性的需求，能夠提供更好的數(shù)字孿生體驗(yàn)，NVIDIA Spectrum-4 400Gbps端到端以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，可以在自動(dòng)駕駛汽車(chē)、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(lái)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、高性能、虛擬化和模擬仿真的應(yīng)用。”
據(jù)介紹，Spectrum-4網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，能夠與NVIDIA DGX、HGX、OVX這些計(jì)算系統(tǒng)做連接和整合，給客戶提供一整套加速的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施，來(lái)提供高吞吐量、高端口密度、高交換速率、高安全性開(kāi)放的骨干網(wǎng)，讓客戶在這些人工智能或者數(shù)字孿生應(yīng)用上有更好的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。
崔巖最后表示，當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)流量呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，并且要求數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施要提供極致的性能、高級(jí)安全、強(qiáng)大功能來(lái)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的高性能、高級(jí)虛擬化仿真需求。NVIDIA可以為大規(guī)模的云計(jì)算、人工智能需求的部署模擬仿真、數(shù)字孿生等整體設(shè)計(jì)和服務(wù)，結(jié)合NVIDIA 計(jì)算系統(tǒng)來(lái)滿足不同的應(yīng)用場(chǎng)景需求，從而發(fā)揮NVIDIA在AI，元宇宙、數(shù)字孿生等方面的能力的優(yōu)勢(shì)，從而助力企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，和企業(yè)一起降本增效，助力企業(yè)成長(zhǎng)和發(fā)展。
