NVIDIA o budoucnosti i sama o sobě

5. 11. 2009 | David Ježek | Hardware | 3657×

Dnes se opět vrátíme k nedávné GPU Technology Conference 2009 pořádané společností Nvidia, abychom se podívali na další informace, které z ní vzešly, odpověděli si ústy ředitele firmy (Jen-Hsun Huang) na řadu zajímavých otázek a současně si s šéfem vývoje v Nvidii (Bill Dally) popovídali o blízké i vzdálenější budoucnosti.

Obsah

• Jen-Hsun Huang obecně o firmě
• Bill Dally odhaluje plány až do roku 2017
• Závěr s komentářem

GPU Technology Conference 2009 přinesla v Nvidii řadu změn. Firma definitivně dala všeobecně najevo, že se hodlá v budoucnu zaměřit více na využití GPU k výpočtům, což ostatně již tři roky vývojem rozhraní CUDA a získáním Prof. Billa Dallyho (ještě o něm dnes bude řeč) pro pozici šéfa vývoje naznačovala dost silně.

Jen-Hsun Huang obecně o firmě

Na konferenci byla představena architektura Fermi a své přednášky zde měla řada vysoce postavených expertů z mnoha oborů, od nichž bylo nejčastěji slyšet volání po vyšším výkonu, speciálně v double-precision, a nadále pokračujících inovacích. Nvidia tato slova hodlá vyslyšet, věci, které sdělil její ředitel a spoluzakladatel Jen-Hsun Huang v rozhovoru, jsou i částečně revoluční.

Co bude pohánět růst Nvidie v budoucnu? Hardware, software, GeForce, Tegra, Tesla, …?

Jen-Hsun: No, Nvidia je softwarová společnost a to bude pohánět náš růst. Nepíšeme jen aplikace, ale vytváříme všechny klíčové technologie, vytváříme více klíčových technologií pro vizuální počítání než jakákoli jiná společnost na světě. Dáváme je k dispozici, jsme jako Google; ten dělá vyhledávání, ale dává jej volně k dispozici, prodávají reklamu. Jaký jste a jak vyděláváte peníze, nemusí být to samé. Nvidia je komplexní společnost integrující kompletní technologické řešení pro vizuální a paralelní počítání.

Jak tedy vyděláváte peníze?

Jen-Hsun: Prodejem hardwaru. Jistě víte, že Apple je softwarová společnost, která si ale vydělává prodejem hardware. V budoucnosti bude software nejdůležitější věcí, čipy může dělat každý, je to sice hodně drahé, ale může to dělat kdokoli. Těžká část je inspirovat lidi k tvorbě úžasných věcí. My máme software, systémy, architekturu, nástroje, kompilátory a jazyky, cokoli si to žádá.

Jak chráníte svůj tržní podíl?

Jen-Hsun: Způsob, jak si chráníme tržní podíl, nebo se také dá říct způsob, jak jsme se stali výjimečnou firmou, je nabídnout více. Takže když máte Tegru, váš výkon je vyšší bez ohledu na to, že je to týž čip vyrobený v TSMC; náš čip je lepší, protože má lepší architekturu.

Jiné společnosti jako TI, Qualcomm, Freescale si licencují části technologie od ARMu a dalších lidí a protože my máme schopnost vyvíjet naše vlastní řešení, je více integrované a části pracují lépe pospolu.

Jak plánujete být nadále nejlepší? Jak toho chcete dosahovat?

Jen-Hsun: Nejlepší způsob je nemít žádný záložní plán. Dám vám příklad, když jdete po visuté hrazdě, měli byste prý předstírat, že pod sebou nemáte žádnou síť. Ale když spadnete, je dobré mít síť pod sebou. My žádnou síť nemáme, mí zaměstnanci vědí že tu žádná není, není žádné bezpečí, není žádná záloha, v důsledku čehož musíme dělat dobré věci.

Nejsme vždy nejlepší, ale vždy se snažíme být úplně nejlepší, v průběhu posledních 15 let jsme takoví v průměru byli. Co je pro nás výzvou, je být více kreativní. Nejsou zde žádné záruky, a proto potřebujeme kvalitní lidi.

Je to 10 let, kdy jste uvedli značku GeForce, tehdy začaly GPU přebírat úlohu CPU v některých oblastech. Jak byste popsal výpočetní svět tehdy, dnes a jak si představujete budoucnost?

Jen-Hsun: Když jsme před 10 lety spustili značku GeForce, většina obsahu aplikací používala CPU, GPU pouze na grafickou akceleraci, takže triangle setup, triangle transform, velmi jednoduché nasvícení scény, velmi jednoduché stíny, texture mapping, multi texture. Tato specifická funkcionalita byla vložena do grafické pipeline, vůbec první popsanou byla OpenGL pipeline, pak Microsoft vytvořil DirectX pipeline, která umožnila grafickým čipům některé věci specifikovat. Grafické čipy nebyly příliš chytré, mohly dělat jen jednu věc, ale byly v tom velmi rychlé, velmi dobré, a tak začaly být populární.

Aby mohlo CPU nahradit GPU, mělo by být 1000× rychlejší, a proto grafický trh roste a rostl a rostl, i když se CPU zrychlují, je pro ně nemožné dohnat GPU. A pak vývojáři her objevili, jak skvělé je, když je grafika tak neskutečně rychlá, a tak začali tvořit ještě hezčí grafiku. Pokud se podíváte na Quake 3 a Batmana [pozn: Arkham Asylum] dnes, ani je nemůžete porovnat. Takže tvůrci obsahu se zamilovali do nekonečně rychlejšího grafického subsystému a ten je stále krásnější, zvětšuje se obsah, zvětšuje se rozlišení, lidé chtějí lepší anti aliasing, a tak rostou nároky na GPU dál a dál.

Zhruba před 7 lety jsem začal pozorovat, že bez ohledu na to, jak rychlý uděláte grafický čip, jedna věc (texture mapping) je stejná a všichni vývojáři ji mají stejnou. Když se podíváte na texturové mapy ve starých hrách, obraz vypadá velmi ploše, každá hra tak vypadala, nebyl zde žádný styl, žádné umění. Takže jsme se rozhodli udělat GPU více programovatelné, což byl úvod k programovatelným shaderům. Přidali jsme jen tuto trošku programovatelnosti a vývojáři jakoby se zbláznili, protože jejich hry začaly vypadat úplně jinak a tak se objevila programovatelnost. My jsme tedy přinesli styl a umění do herního průmyslu [pozn: zde Jen-Hsun hovořil o GeForce 3, která jako první přišla s Pixel Shadery].

Jakmile představíte uměleckou formu, chtějí po vás [vývojáři] neomezené možnosti k vyprávění příběhů. V tu chvíli nám říkali, že chtějí mít všechno programovatelné. Nechtějí stovky shaderů, chtějí mít stovky procesorů, aby mohli psát jakýkoliv program chtějí. Za 10 let bude každé CPU heterogenní, každé jedno CPU bude mít pár CPU jader a GPU jádra, o tom není pochyb. Otázkou je pouze, jestli musí být všechny na jednom čipu. Absolutně ne. Někdy je máte na jednom čipu, někdy na dvou, někdy 1 CPU a mnoho GPU, v serverech je mix jiný, závisí na potřebách, ale je to budoucnost.

Věřím, že tato architektura, kterou jsme vytvořili, vydrží nejméně 30 let. Jakmile se vývojáři obsahu začnou učit architekturu, nechtějí ji měnit, protože chtějí, aby jejich dnešní programy běhaly i v budoucnu.

Jaké jsou plány pro čipsetovou divizi?

Jen-Hsun: Naše čipsetová divize uvede některé velmi vzrušující technologie v budoucnu, příští rok bude tato divizi dospívat, ale kvůli akcím Intelu na tomto trhu je pro nás nemožné postavit čipsety s DMI pro novou generaci CPU, takže tento trh opustíme [pozn: Intel neudělil Nvidii licenci na sběrnici v procesorech Core iX]. Naše čipsetová divize bude pracovat 1,5 až 2 roky, uvedeme některé vzrušující nové technologie, které nejsou čipset nebo GPU, takže jsme z nich nadšení, ale zatím to nebylo oznámeno. Sběrnici Pentium 4 FSB budeme podporovat tak dlouho, jak dlouho o ni bude na trhu zájem.

Jsou hráči nejziskovějším trhem pro Nvidii?

Jen-Hsun: Asi bych řekl, že ne. 2/3 našich příjmů jsou od hráčů, ale 2/3 zisků jsou z pracovních stanic s Quadro. Jistě víte, že Nvidia je světově největším dodavatelem technologií pro pracovní stanice, náš tržní podíl je 95 % v tomto segmentu, každá jednotlivá společnost, každá země, každý subjekt v oblasti automobilů, ropy, letectví, železnici, botách atd. používá naše technologie Quadro. Je to nejvyšší podíl na trhu pro jakoukoli společnost na trhu pracovních stanic v historii, byť trh pracovních stanic není moc velký, jakkoli je důležitý.

Hodně se toho očekává od Tegra, kdy můžeme čekat chytré telefony s Tegrou?

Jen-Hsun: Pracuje se na mnoha smartphonech s Tegrou, na trhu se objeví v prvním, druhém a třetím kvartálu, každého čtvrt roku uvidíte nějaké nové.

S kým spolupracujete na chytrých telefonech, nějací velcí hráči? Protože jsme viděli pár čínských OEM výrobců pracujících na smartphonech s Tegrou. Víme, že Apple najal hodně lidí na vývoj čipů a Nokia má partnerství s Intelem na vývoj smartphonů založených na Atomu.

Jen-Hsun: Nemohu je zveřejnit, ale jsou to velcí hráči. iPhone je skutečně úspěšný produkt, ale je zde spousta dalších příležitostí mimo svět Apple. Každý telefon v budoucnu bude chytrý, trh je obrovský a my na něj budeme připraveni.

Budete Tegru licencovat nebo její části? Tak jako to dělá ARM.

Jen-Hsun: Nemáme žádný důvod ji licencovat, pokud máte opravdu rádi GeForce, kupte si prostě Tegru. Je tak malá.

Co očekáváte od ARMu na poli CPU a GPU? Vnímáte je jako konkurenci?

Jen-Hsun: Jsme přátelé. Tegra má v sobě GPU jádro a ARM jádro, ale to není Tegra. Je to procesor s osmi jádry uvnitř, je to jádrové zpracovávání dovedené do extrému. Ale lidé si nekoupí Tegru kvůli CPU nebo GPU, koupí si ji kvůli zážitkům, které přináší. ARM licencuje své technologie našim konkurentům, ale nám nekonkurují.

Bylo pro vás, jako herní společnost, těžké získat si pozornost vědecké komunity?

Jen-Hsun: Nejprve, jsme vnímáni jako herní společnost, protože GeForce jako značka je tak silná. A když děláte něco velmi velmi dobře po dlouhou dobu a děláte to pro lidi s obrovskou mírou vášně, pozvou vás nakonec domů.

Ale my nejsme skutečně herní společnost, jsme firma zabývající se počítáním obrazu/videa, nicméně jsme se tak dlouho věnovali hráčům, že jsme jedněmi z nich.

Samozřejmě by se mohlo stát, že by nás vědecká komunita nebrala vážně, ale nezapomínejte, že mnoho našich zákazníků jsou vědci. Včera jsem viděl prezentaci ředitele Technyscan, firmy, která dělá na včasném odhalování rakoviny prsu. O CUDA se dozvěděli od inženýra, který CUDA objevil, protože je sám hráč. Takže jakmile CUDA objevil, okamžitě poznal, jak s ní může lidem pomoci. Trvalo mu téměř jeden rok, než přesvědčil společnost k použití CUDA. On byl naším nejlepším prodejcem, pamatujte, že tu jsou milióny a milióny hračů a ti jsou chytří. Hráče chcete mít na své straně.

Co si myslíte o čipu Lucid Hydra 200?

Jen-Hsun: Já vám nevím, zní to jako hrozný nápad. Je tu [pozn: v multi GPU] potřeba tolik softwaru, ovladačů, aplikací a optimalizací, že by bylo hloupé si myslet si, že software není potřeba. Plus SLI a CrossFire jsou dostupné komukoli.

Můžeme si promluvit o příští generaci? Nabyl jsem dojmu, že Fermi nebude tak dobré na hry, jako bude na paralelní počítání. Můžete to komentovat?

Jen-Hsun: Nemusíte se obávat, Fermi jsme prezentovali jako paralelní procesor, protože GTC není herní akce.

Nové grafické schopnosti nových GeForce ještě nebyly odhaleny. Podělíme se o několik skutečně vzrušujících technologií a samozřejmě jednou z nich je ta, o kterou jsme se podělili včera: V budoucnu bude možná rasterizace i raytracing, nebudete si muset vybírat. A je tu více vzrušujících tajemství, o kterých budeme mluvit později.

Bude Fermi připravena pro hráče?

Jen-Hsun: Ano, testování pro hráče věnujeme stejné množství času jako pro vědce, není nic více frustrujícího, než když chcete hrát hru a počítač padá.

       

Komentáře

[Martin London]

hlavne by uz konecne mohli opravit ten hrozny bug v proprietarnom ovladaci, ktory rozhasi cely kwin a vyzera to potom ako rozhadzane kusky lega...

[bubo.]

Nerozumiem ako "nas obmedzuje" z hladiska herneho pozitku obnovovacia frekvencia 60 Hz? Samozrejme nemam na mysli stereoskopiu - 3D, a ked ano tak potom preco 240 Hz a kde je to obmedzenie pri 120 Hz? Vazne by som rad cital overitelne vysvetlenie tohoto tvrdenia, teda kuknem a vidim...

[Heron]

Opravdu ten závěr s komentářem psal tentýž David Ježek, který tu před nedávnem souhlasil s jistým herním vývojářem? Ten tvrdil, že GPU je na fyziku škoda.

Mě by zajímala jiná věc. Před lety GPU nebyl plnohodnotný procesor a chybělo mu právě to, co "velké" cpu nejvíce zpomaluje. Tedy instrukce skoku a rozhodování (mimo jiné). V high level jazyce tedy nejzákladnější příkaz if a jakýkoliv cyklus. Tyto instrukce dělají paseku v cache a předpočítávání.

GPU nic takového řešit nemusí (nemusela) bere data tak jak jdou a jejich "programy" jsou tak malé, že se vlezou do interních cache jednotlivých stream procesorů.

Tak by mě zajímalo, zda už je toto vyřešeno a pokud ano, jak s touto megakoulí na noze mohou být 1000x výkonnější.

[David Ježek]

ano, jisteže ten samý. můj názor se nijak nezměnil. na "současnou fyziku" je gpu opravdu škoda, ale na "fyziku, jaká by mohla být, kdyby byl výkon" takového gpu rozhodně škoda není.

[Martin Stransky]

Hlanvni problem soucastnych systemu (GPU/CPU) je hlavne velikost RAM/Video RAM. Muzete mit 100x rychly GPU co spocita milion simulaci/pixelu/trojuhelniku ale do nekolika malo GB ram verne textury nenacpete ani se sebelepsi kompresi. (nebo tam nacpete par hi-res textur ktere se donekonecna opakuji) A s rostoucim rozlisenim / velikosti monitoru to bude cim dal vice zretelne. A pokud se vykon GPU zvysuje geometrickou radou tak velikosti pameti rostou spis slimejsim tempem.

[David Ježek]

přiznám se, že tenhle aspekt jsem zatím hlouběji nezkoumal. ale dnes si můžeš do běžné x58 desky nacpat 6x4=24GB ddr3 od kingstonu v pohodě (akkorát paměť teda vyjde na celkem 45k) a na quadro/tesla kartách nvidia mí běžně 4GB paměti. teď nevím jistě, ale vsadím boty, že fermi bude 8 a 16GB . je toto dle tebe málo?

[Martin Stransky]

Ano, je to smesne malo :) A hlavne je treba porozumnet jak se hry vyvyjeji. Kazde studio navrhuje svuj produkt tak aby fungoval pokud mozno vsude a pokud 80% hracu bude mit za 3 roku v prumeru 4GB ram a 1GB videokartu, bude na to ta hra optimalizovana. A 1 GB video ram neznamena 1GB textur ale kazda textura potrebuje light-mapu (osvetleni), bump-mapu (pokud pouziva), dale jsou ve VRAM vertex buffery s geometrii sceny, frame buffery a podobne. Takze ciste pixmapy mohou byt cca. 1/2-2/3 celkove video-ram.

[David Ježek]

já se aspoň z vlaku budu muset na "to programování" podívat. díky za popis, už mi docvaklo.

[Hynek (Pichi) Vychodil]

A co takhle Marconi to zkusit bez drátů? Co takhle místo pixmap textur používat fraktálové? Pak vám na jejich uložení stačí pár kB.

[Bilbo]

Idea pekna, ale vygenerovat fraktalni texturu aby vypadala aspon priblizne tak jak chci (napr. posprejovana betonova zed s graffiti) je celkem dost netrivialni uloha.

V praxi se casto vysledna textura sklada z nekolika pixmap - jedna pixmapa pro betonouvou zed (textura betonu), pak "detail texture" kde je opakujici se vzor zrniteho betonu (s jemnym rozlisenim, takze je vlastne videt az kdyz je clovek u zdi blizko, cimz taky pak neni ani videt ze se to opakuje) a na to pripadne textury s napisy, graffiti nebo dalsimi "dekoracemi" (pochopitelne kazda pixmapa se muze skladat z vice typu - barevna slozka, bump mapa, ...). Splacat X textur je pro GPU celkem trivialni a usetri se tim celkem dost pameti pri prakticky stejnem konecnem vizualnim efektu.

[Adam Pribyl]

A zkusili ste se nekdy podivat z okna? To je 3D, v neporovnatelne vetsi vzorkovaci frekvenci, neprebernou paletou barev ted na podzim a to rozliseni..:)

[Robert Krátký]

Jenže tam pořád nefunguje Pause a Undo... nepříjemné.

[David Ježek]

nehledě na to, že se tam dost blbě hraje Carmageddon .

[Václav Kramář]

Ale tak on by se asi i hrál v pohodě... Ale ty následky...

[Miloslav Ponkrác]

Hraje se tam velice dobře a ta dokonalá fyzika, to na GPU nezažijete.

[trekker.dk]

A save/load je taky nějakej rozbitej.

[alkoholik]

Neni. Jenom ovladaci tlacitko nekdo moc dobre schoval.

[anti]

Blázni, nic jiného. V této době, kdy stojíme na samém počátku kvantových počítačů oni přemýšlí o budoucnosti v roce 2017. K smíchu.

[trekker.dk]

Nebude to tak trochu tím, že na tom počátku stojíme dost dlouho? Oni potřebují vydělávat peníze, takže jim nezbývá, než se pohybovat.

[Bilbo]

Pocatek kvantovych pocitacu? No, mam pocit ze s kvantovymi pocitaci je to podobne jako s energiii z jaderne fuze - tam uz se poslednich X let rika, ze za 30 let to dotahnou vedci do obecne pouzitelneho stavu (tedy ze by si to elektrarenske firmy mohly koupit a provozovat, jako treba dnes provozuji jaderne elektrarny), ale zatim existuje akorat par prototypu tokamaku...

U kvantovych pocitacu zase s poctem qubitu roste prudce narocnost jeho postaveni a soucasne kvantove pocitace s 5-12 qubity jsou zatim jen hracka, na to aby to bylo realne pouzitelne (= rychlejsi nez klasicky pocitac o stejne cene) by musel mit kvantovy pocitac radove aspon stovky az tisice qubitu. Mozna budu nakonec prekvapen, ale tipuju ze v roce 2017 jeste takovy pouzitelny kvantovy pocitac k dispozici nebude.

I kdyz celkem vidim budoucnost v kvantove kryptografii - tam staci pro realnou pouzitelnost i dnesni kvantove systemy, ale zase je problem se stinenim aby predavanou kvantovou informaci po ceste mezi odesilatelem a prijemcem nic neprecetlo (staci nejaky foton z kosmickeho zareni nebo skoro cokoliv co nahodou "cvrkne" do prenasene informace a ta se tim znici)

[Andrtalec]

Příloha:

• moje-naroky-na-hernu-grafiku.png (0 bytů)

IMHO zážitok z hry nesúvisí s dokonalosťou grafického zobrazenia. Viď príloha.

[Grunt]

Bývávalo.

[xyz]

Amen. A kdo to tvrdí něco jiného, nikdy podobné hry doopravdy nehrál. A je úplně jedno, co tu bude v případných dalších reakcích upouštět do éteru.

[Grunt]

No, Nvidia je softwarová společnost a to bude pohánět náš růst.

A toho se vždycky zhrozím. Když se HW firma sere do softwaru.

z hlediska herního prožitku nízká 60Hz obnovovací frekvence typických LCD monitorů.

A to jako konkrétně v čem? Obnovovací frekvence lidského oka je prej právě kolem 60Hz, takže zase vygenerovat polovinu dat co je kvůli limitům lidského vnímání zase úplně k ničemu?

Momentálně ještě většina z nás funguje s rozlišením 720×576, někteří s 1280×720, či dokonce 1920×1080, ale filmy v Industrial Light & Magic se dnes většinou renderují ve „4k“ (tedy 4096×3072, resp. spíše 4096×2048) a ani to nebude konečná. 1080p kamerám také za „pár let odzvoní“ a přijde něco lepšího.

Další mezník by prej mělo být Super Hi-Vision. 33MPix. Jinak zatím si myslím, že nám právě něco v oblasti frekvencí a rozlišení uniká(něco jako maskovací efekt v oblasti zvuku), protože si myslím, že už i u 1080p dochází k nějaké ztrátě dat. Takže to lepšího bych nechal ležet. V mém případě HD určitě neznamená automaticky lepší.

[alkoholik]

60Hz? Nenechte se vysmat.
Clovek, ktery hraje FPS nemuze jit ani do kina, protoze u CGI efektu vidi rozdily mezi jednotlivymi snimky. Rekneme, ze bitvy z Pana Prstenu nebyly animace, ale hodne rychle slide show.

[Grunt]

Nenechte se mýlit, ale to to že vidíte na obrazovce 500FPS ještě neznamená, že je skutečně dostanete. Já viděl max. 120Mhz CRTčko. U LCD ani nevím pořádně jak to je, ale myslím, že moc nad 60Hz to nebude. Tzn. že 500FPS může být klidně, ale 3/4 těch snímků bude pohřbených ve framebufferu a hráč je nikdy neuvidí.