芯片如何变革VR行业

David Kosslyn 和 Ian Thompson 是虚拟现实公司 Angle 的创始人，Angle 是一个秘密项目，有800万美元资金的支持，该项目运行了两年，他们不会对所构建的虚拟世界透露的太多，至少不会公开谈及。但他们会说，他们正在创建的虚拟世界，在某种程度上改变了计算机硬件和软件之间的关系。当使用 PC(个人电脑)或游戏机运行这个虚拟世界时，GPU 芯片发挥了意想不到的巨大作用，为中央处理器承担了很多负担。

GPU 是图形处理单元的简称，芯片最初是为了更好地为游戏和其他软件绘制图形而设计的，但它们对于Angle公司创建的虚拟世界的发展仍然发挥了重要作用。此外，由于 GPU 擅长并行很多计算，Kosslyn 和 Thompson 将无数其他任务转移到这些芯片上。一台机器可以容纳数百个GPU芯片，而且每个芯片很大程度上可以自动运行。Kosslyn 和 Thompson 说，通过同时处理数百个数字任务，这些芯片可以让你更接近处于另一个宇宙的错觉。

当他们第一次开始建设自己的虚拟世界时，Kosslyn 和 Thompson 在 CPU(计算机的中央处理器)上运行大部分的任务。但那样行不通。正如Kosslyn所解释的，他们使用CPU来创建新的对象作为你进入这个世界所看见的——树木、灌木、岩石和其他任何他们需要模仿现实中存在的物体。把每一个对象加载到芯片中需要花费大约五分之一毫秒的时间——考虑到它们需要加载多少对象就能感觉需要的时间太长了。

Kosslyn说：“如果你对1000万个物体进行缩放，你会被量级突然整垮。仅仅是加载世界就非常慢了。我们当时想，‘天啊，要是我们所做相当多的独立操作能同时进行就真的很快了。’而这正是GPU所擅长的。”

在世界各地的硬件和软件里，他们的做法是一个更广泛的转变的一部分。几十年来，根据经常引用的摩尔定律，个人电脑芯片的处理能力每18个月左右就会有一次升级。但近年来，这种趋势已经开始放缓，即使现代软件应用程序比以往任何时候都要求更强的处理能力。Google 芯片工程师Norm Jouppi说：“有人把它称为摩尔定律的终结，而我更喜欢称之为摩尔定律的隐退，因为它还没有完全结束，但只是工作的没那么卖力了。”结果是：公司和编码员现在将工作任务从CPU中转移到更广泛的替代处理器上。如果单独一个芯片无法给他们提供足够的处理能力，他们就需要很多处理器(共同处理)。

这些变化已经推动了庞大的支撑着Google 、Facebook 、微软和亚马逊的数据中心。因为他们的全面在线服务可以不再只依赖CPU处理所有的任务，这些公司正把主要处理任务加载到GPU、可编程芯片FPGA以及定制的芯片，如Jouppi在设计谷歌用到的人工智能(AI)处理器。神经网络和其他形式的人工智能往往是这种转变背后的驱动力。

这种转变如此之大，以至于给全球芯片市场传来涟漪。世界上最大的GPU制造商的财富正在节节攀升。而在GPU上没有太多涉足的Intel，已经花费了数十亿美元收购制造FPGAs和各种人工智能芯片的公司。

如今，正如Kosslyn和Thompson所展现的，这一趋势又移动到互联网的另一端，推及个人电脑和游戏机。神经网络也有助于推动这一变化，但从长远来看，VR 可能是更大的驱动力。在虚拟现实中，必须在客户端而不是在数据中心进行很多处理。VR 必须实时操作，它不能节省通过电线发送计算的毫秒时间，这会降低效率。同样地，它也不可能在客户端的中央处理器上节省毫秒时间进行所有计算。Kosslyn说：“有些任务对于CPU来说完全难以处理。”

为了他们的虚拟世界，Kosslyn和Thompson正试图利用这些可在用高端PC和游戏机的额外的GPU处理能力。Thompson说：“我们主要是想尝试着填补除了GPU绘制图形额外可做工作的那些毫秒。”但从长远来看，随着虚拟世界变得更加普及——且甚至更加复杂——这可能会推动硬件卖家把更多的GPU安装到PC和控制台里。设备制造商也可能推动GPU或其他替代芯片到VR耳机中，这样他们可以无需PC和控制台而操作了。而且这种趋势可能会延伸到通常被用来代替专用耳机的智能手机中。

NVIDIA的消费者VR总经理Zvi Greenstein说，公司认为虚拟现实具有巨大的市场。Kosslyn和Thompson提醒说，GPU里运行创建代码的工具在边缘仍然有点粗糙，但NVIDIA等公司正致力改变现状。

Intel公司虚拟现实与游戏集团总经理Frank Soqui质疑到底有多少开发商真的会将工作负载转移GPU上。但请记住，GPU主要是NVIDIA的领域，而NVIDIA是Intel的主要竞争对手之一。尽管如此，Soqui确实认为市场将继续转向替代处理器。Intel最近收购了一家名为Movidius的新兴企业，它制造使设备能感知周围世界的专业芯片——包括类似机器人和无人驾驶汽车等发明。但Soqui说，Movidius的芯片也可以使VR耳机感知现实世界中发生的事情，比如指出你前进的方向。

同时，微软已经为其Hololens强化现实感耳机建立一个专门处理器，除了其他效果之外，还可以有助于设备追踪你的运动轨迹。这是计算任务从CPU移到别的上面的另一个例子。

结果呢?像Kosslyn和Thompson一样的开发者必须以不同的方式思考如何开发自己的软件。但这只是这种变化的其中一个后果。它也意味着全球芯片市场的另一个转变，进一步向GPU和其他处理器发展。而且，最值得注意的是，它意味着虚拟现实将演变得与编码者将大部分任务储存在CPU非常不同，VR会变得更快、更好。