详解 NVIDIA Omniverse 五大基础平台组件及实时仿真模拟加速

1、NVIDIA A40 GPU 加速OMNIVERSE创建和连接虚拟世界的卓越平台33D设计在远程协同中面临的挑战4供应商和工具过多设计团队如果经常被不兼容的工具所困扰， 则会导致导入导出耗时、引发错误、造成时间 损失和模型破坏。3D 工作流日益复杂对实时光线追踪、AI 和物理精确模拟等计算 密集型技术的需求不断攀升。3D 设计是一项极其复杂的团体工作掌握各种技能的大型团队世界各地掌握专业技能的复合型人才正在 使用不同的系统和应用办公。5远程办公使 3D 协作的难度大幅提升数据引力是一个迫在眉睫的问题 3D 数据集非常庞大，且还在无限增长。 在边缘复制以及从中复制虚拟世界限制了 规模和迭代。追逐

2、单一事实来源普遍存在的文件不一致、低效复制和来回 发送文件是极大的瓶颈。算力的广泛普及3D 工作者需要能够灵活获取可媲美 物理工作站的高性能计算能力。63D 工作流对各行各业至关重要机器人自动驾驶汽车科学可视化媒体、娱乐、游戏开发建筑、工程和施工产品设计与制造OMINIVERSE协作平台介绍8PhysicsAIUSDNVIDIA OMNIVERSE ENTERPRISE创建和连接虚拟世界的平台设计师、创作者、工程师合 作团队MaterialsPath-TracingNVIDIA 核心技术RTX RendererNucleus外部接口9先进工具和技术基础平台组件10允许多个软件工具实时同步工作流

3、程通用资产交换可以容纳任何文件类型的资产支持大型、超复杂场景的协作，仅传递变更增量因为只变更了增量，所以启用了极快的创建/复制不再需要长达一小时或一夜之间上传/下载整个场景 文件一切都是实时的和现场的启用单一事实来源并消除凌乱的冗余文件副本PluginOmniverse ConnectUSDLibraryScene GraphCLIENT APPLICATION 2PluginOmniverse ConnectUSDLibraryScene GraphPersistent StoreOmniverse NucleusCLIENT APPLICATION 1*Only changes are t

4、ransmittedOMNIVERSE NUCLEUS资产数据库和协作引擎11CONNECTING TO OMNIVERSE ENTERPRISEBI-DIRECTIONALCONNECTOR单次导出/导入后在应用 程序之间共享的实时更 新。 支持材质转换。GENERALLY AVAILABLEUNI-DIRECTIONAL CONNECTOR来自应用程序的实时更 新会反映在 Omniverse 中，但不会共享回来。 支持材料转换。.GENERALLY AVAILABLEEXPORT / IMPORT通过直接导入或第三方 应用程序转换为USD。 材料通常是手动转换的。EXPORT AND IM

5、PORTIMPORT ONLY12MORE CONNECTIONS CONSTANTLY IN DEVELOPMENTBI-DIRECTIONAL CONNECTOR单次导出/导入后在应用 程序之间共享的实时更 新。 支持材质转换。GENERALLY AVAILABLEBETAUNI-DIRECTIONAL CONNECTOR来自应用程序的实时更 新会反映在 Omniverse 中，但不会共享回来。 支持材料转换。.GENERALLY AVAILABLEBETAUSD EXCHANGE VIA OMNIVERSE DRIVE类似于单向但没有连接 器。 允许USD或纹理导 出。.BETAKIT

6、EXTENSIONS由合作伙伴开发的套件 扩展，将他们的应用程 序或工具“连接”到平 台。BETAEXPORT / IMPORT通过直接导入或第三方 应用程序转换为USD。 材料通常是手动转换的。EXPORT AND IMPORTIMPORT3D PDF, 3DS, 3DXML, 3MF, ACIS, Alembic, CATIA V4, CATIA V5, Collada, DWF, DWG, E57, IFC, IGES,Inventor, JT, LXO, MD5, NX, Parasolid, PRC, PRO/E, ShapeNet, Solid Edge, SOLIDWORKS,

7、STL, STP,U3D, URDF, VDA-FS, VRML, X3D13在运行时加载命名和版本化的包，在运行时热重新加载扩展可以依赖于其他扩展基于套件的 Omniverse 应用程序的基本构建块Omniverse Kit SDK 包括对 NVIDIA 制作的 200 多个扩展的源代码访问大部分用python编写OMNIVERSE KIT用于构建 Omniverse 工具的强大 SDK14PHYSICS SIMULATION IN OMNIVERSEAdvanced Libraries Providing Foundations for Accurate Virtual WorldsPhy

8、sX BlastFracture & DestructionPhysX FlowCombustible Fluids, Smoke, FirePhysX 5Rigid, Soft Body, and Vehicle Dynamics15由 Pixar 开发为 NVIDIA Omniverse 奠定基础用于复杂场景图的开源 API 和文件框架 可轻松扩展，简化行业软件间资产交换 引入新颖的分层概念使在同一场景工作的不同部门的大型团队能够协同工作源于 M&E 行业，现逐步成为 AEC、制造、产品设计、 机器人等行业的标准通用场景描述3D 虚拟世界的“HTML”16基于EGX平台的OMINIVERS

9、E17基于 EGX 的 NVIDIA OMNIVERSE ENTERPRISENVIDIA 企业支持VMware vSphereNVIDIA RTX GPUNVIDIA 智能网卡/DPU行业领先的系统专业可视化远程协作应用虚拟化和交付工作负载Nucleus沟通Kit模拟RTX 渲染器CreateViewNVIDIA OMNIVERSE ENTERPRISEOmniverse 应用Omniverse 平台NVIDIA RTX 虚拟工作站18实现真正的远程协作NVIDIA EGX 平台的优势高效、实时协作Omniverse 依托于 EGX 平台运行，其通过支持 原生云和多 GPU 普及了实时逼真渲

10、染和不同 位置间的同步协作，令用户可以使用不同工具 而无需付出任何机会成本。随时随地保护 IP 安全无需将敏感文件分发至世界各地，基础架构能够 确保 IP 的敏感性，从而保护资产安全轻松实现灵活计算EGX 一次性简化了用户和服务器节点的分类， 而 Omniverse 令所有 NVIDIA RTX 系统（本地 或云端）上的用户实现了实时协作。19OMNIVERSE ENTERPRISE 运行在NVIDIA RTX之上不同用例的部署选项NVIDIA OVXReference Architecture 8 x NVIDIA A40NVIDIA-CERTIFIED SERVERS1-8x A6000/

11、A40NVIDIA-CERTIFIED WORKSTATIONS1-4x A5000/A6000CREATING 3D WORLDSOPERATING DIGITAL TWIN20Rigid Architecture For Scalability and Performance8 NVIDIA A40 GPUs3 ConnectX-6 Dx 200Gbps NICs2 Intel Xeon Platinum 8362 Processors16TB In-node NVMe storagePurpose-Built for the Demands of Digital TwinsRDMA en

12、abled for the lowest latencySupport for precision timing (PTP)Scalable to meet the workload needNVIDIA OVX用于工业数字孪生的数据中心级 Omniverse 计算系统FPO- ExplodingRender21基于A40的EGX平台22英伟达视觉计算平台过去 20 年改变世界的创新平台Transforming Cityscapeswith NeoscapeCourtesy of Image Engine. NETFLIXBreaking TV Barriers with Image Engi

13、neAdvancing Science with Proprio VisionCourtesy of Disguise. PUBG Global InvitationalMassive Live Experiences with DisguiseGround Exploration with Oero PretoImage courtesy of Florian CoenenRevolutionizing Automotive DesignCourtesy of MPC. 2018 Walt Disney Pictures.Stunning Animations with MPC FilmsS

14、olar Analysis with NASA23扩展数据中心工作负 载的范围需要最大化性能/效率工作负载的规模和复杂性不断增长人工智能、数据分析、可视化等先进技术变得越来越 普遍RenderingVirtual WorkstationsSimulationAIVisualizationAR/VRCollaborationHPCData Analytics & ML24对远程工作的需求不断增长Altered Carbon: Season 2 - 2020 NetflixImage courtesy of HondaImage courtesy of HKSBlockbuster Visual

15、EffectsDesign Engineering from AnywhereRemote Architectural Design and Collaboration25GPU 产品组合不断扩大的工作负载推动了对专业加速器的需求DL TrainingScientific ResearchData AnalyticsHighest Perf Compute AI, HPC, Data ProcessingFastest Compute, FP64 Up to 7 MIG instancesA100250W & 300W | 40G & 80G2-slot FHFL | NVLINKVersat

16、ile Mainstream Compute FP64, Up to 4 MIG instancesLanguage ProcessingConversational AIRecommender SystemsAI Inference & Mainstream ComputeA30165W | 24GB2-slot FHFL | NVLINK4K Cloud Gaming Graphics, Video with AIVirtual WorkstationVideo Conferencing4K Cloud GamesMainstream Graphics & Video with AIA10

17、150W|24GB1-slot FHFLCloud RenderingCloud XROmniverseHighest Perf Graphics Visual ComputingFastest RT Graphics Largest render modelsA40300W | 48GB2-slot FHFL | NVLINKHigh-res, multi-monitor Max # of encode/decode streamsA16250W| 4 x 16GB2-slot FHFLVirtual DesktopTranscodingComputeGraphics26NVIDIA A40

18、用于视觉计算的世界上最强大的数据中心 GPU*Performance measures gen to gen comparison of RTX 6000 to NVIDIA A403x Display Port 1.4 outputs*2-way NVLinkQuadro Sync supportvGPU software supportHardware secure bootNVIDIA 安培架构 CUDA 内核高达上一代 FP32 吞吐量的 2 倍*第二代RT Cores高达上一代 FP32 吞吐量的 2 倍*第三代Tensor CoresTF32 吞吐量的 5 倍*48 GB GDDR

19、6 显存用于专业图形计算的最大显存PCIe Gen 4PCIe Gen 3 的 2 倍带宽* A40 is configured for virtualization by default with physical display connectors disabled. The display outputs can be enabled via management software tools.27NVIDIA 安培架构 2NDRTX可编程着色器用于光线追踪的 RT 核心用于人工智能的TENSOR CORES50 +RTX 加速应用程序28NVIDIA 安培架构 SM图形、模拟和计算的

20、 FP32 吞吐量提高 2 倍用于 32 位 CAE 模拟、HPC 的更快计算同步计算和图形*Performance measures gen to gen comparison of RTX 6000 to NVIDIA A4029NVIDIA 第二代RT CORES高达上一代光线追踪吞吐量的 2 倍逼真渲染的巨大加速与渲染场景的更高程度的交互性加速运动模糊渲染*Performance measures gen to gen comparison of RTX 6000 to NVIDIA A40Car Copter 25 model was provided by artist carbo

21、dyart and Cybertech Drone Pack was provided by artist IggyDesign through TurboSquid30TF32 训练速度提高 5 倍*Performance measures gen to gen comparison of RTX 6000 to NVIDIA A40. Sparsity support requires coding changes.具有稀疏性的加速推理*AI图形加速NVIDIA 第三代TENSOR CORES更快的模型训练、推理和数据处理Denoise OFFDenoise ON31产品参数比较NVIDI

22、A A40RTX 6000 / 8000 PassiveGPU ArchitectureNVIDIA Ampere ArchitectureNVIDIA Turing ArchitectureCUDA Cores107524608Tensor Cores336 (3rd Gen)576 (2nd Gen)RT Cores84 (2nd Gen)72 (1st Gen)Peak FP32 TFLOPS37.414.9Peak Tensor TFLOPS299.4119.4Memory Size48 GB GDDR6 w/ECC24/48 GB GDDR6 w/ECCMemory Bandwidt

23、h696 GB/s672 GB/sNVLink2-way (low profile)2-wayDisplay Connectors3 x DP 1.4*NoneQuadro SyncYesNoMax Power Consumption300W250WGraphics BusPCI Express Gen 4 x 16PCI Express Gen 3 x 16To view more NVIDIA A40 specs visit: /en-us/data-center/a40/* A40 is configured for virtualization by default with phys

24、ical display connectors disabled. The display outputs can be enabled via management software tools.32图形性能提升高达 40% 1训练性能提升高达 3 倍2单精度 (FP32) HPC 性能提升高达50%21X1.4RTX 6000A4013.46.4RTX 6000A40A10011.52RTX 6000A40A100渲染性能提高 2 倍112RTX 6000A40Rendering and Graphics tests run on 2x Xeon Gold 6126 2.6GHz (3.7

25、GHz Turbo). 256GB system memory. NVIDIA Driver 461.09. Rendering test: Iray 2020.1, Render time of NVIDIA Endeavor scene. Graphics test: SPECviewperf 2020 Subtest, 4K medical-03 CompositeAI and HPC tests run on AMD EPYC 77422.25GHz (3.4GHz Turbo). 512GB system memory. NVIDIA Driver 460.14.AI Trainin

26、g: BERT pre-training throughput. PyTorch (2/3) Phase 1 and (1/3) Phase 2. Precision FP32 for RTX 6000 and TF32 for A40 and A100. Sequence length for Phase 1 = 128. Phase 2 = 512. Single Precision HPC: NAMD version 3.0a7, stmv_nve_cuda ; Precision=FP32; ns/day, CUDA Version: 11.1.74更多信息可在: /en-us/data-center/a40/产品性能对比33NVIDIA EGX 平台企业加速计算容器编排和管理集成裸金属虚拟化 (NVIDIA vGPU)加速应用和框架生态系统NVIDIA 认证主流企业服务器NVIDIA GPUNVIDIA Mellanox 智能网卡/DPU企业级支持数据中心AI 训练和推理边缘AI 推理数据分析和机器学习专业可视化远程协作传统应用NVIDIA硬件、管理和 ISV 合作伙伴容器34边缘的 AR/VRCAE 仿真人工智能与数据科学虚拟工作站加速渲染用于专业可视化的 NVIDIA EGX 平台数据中心的高性能视觉计算NVIDIA