創科廣場｜NVIDIA應用大爆發 Omniverse可快速建立虛擬世界

GPU廠商NVIDIA舉行GTC秋季大會，股價亦再創新高，市值超越7000億美元，上萬億似指日可待。NVIDIA市值如此貴，全因推動了炙手可熱的AI市場，GTC從開場音樂到影片效果，都是AI的傑作。NVIDIA的CUDA加速平台，已成全球AI訓練和推論最流行工具。

事實上，除了CUDA加速平台上，出現愈來愈多算法以加速應用，配合分散運算，以超大型數據中心，除了加速AI，以模擬算運、電腦遊戲、電影特技、工業設計、超級運算、科學研究、自動駕駛、數碼孿生，甚至「Meta Platforms（前facebook）不斷吹捧的「元宇宙」（Metaverse），沒有超強的平行運算，基本上紙上談兵。

NVIDIA創辦人黃仁勳一開始就談到，應用改以CUDA取代CPU，速度以百倍跳升；各行各業以CUDA加速，NVIDIA的SDK已超過150個，今年升級或推出65個SDK。

最新的SDK則可加速設計自動化，包括與Ansys、Synopsys、Cadence、Dassault等自動設計軟件，加速各種電腦輔助工業設計，其中ANSYS Fluent是全球流動分析軟件，以一個DGX系統取代30個高階雙處理器服務器。

賦能百業大小通吃

其中，針對物流揀貨和路徑計算的REOPT SDK，可優化於速遞送貨路徑。例如Domino以一次送遞14個薄餅為例，就有870億種不同途徑，REOPT可瞬間找到答案。

NVIDIA也推出了Omniverse，透過3D合成，多個GPU作實時模擬和協作運算平台，去年底以來下載超過70000次，作為產生AR/VR的場景，透過Omniverse Replicator合成數據生成引擎，即可在符合物理定律原則，產生大量的合成數據，模擬現實世界的場景，從地球暖化預測，以至模擬電波穿透強度，以部署5G的基站，都可在數碼孿生內完成，省回以億計部署成本。

NVIDIA進一步介紹去年推出BlueField DPU。2019年NVIDIA收購了智能網卡Mellanox，2020年10月，黃仁勳給Mellanox的產品改了一個新名字，叫DPU（數據處理器），令DPU頓時成投資界新寵兒。NVIDIA曾以圖形處理器GPU，改寫了平行處理的歷史，DPU也令人有無限的遐想。

數據孿生幾可亂真

BlueField的DPU跟以往Mellanox智能網卡一樣，功能上其實沒分別，目標都是卸載、加速、隔離數據中心內各種流量，更好管理網絡和分配儲存，不過改了名字的BlueField，突然身價百倍以外，還可在數據中心內，建立「零信任」的環境。

Mellanox智能化操作，以往強調可從CPU，「卸載」數據中心的網絡的運算工作，例如是虛擬交換和路由功能，另外是「卸載」數據中心的儲存處理，例如是RDMA和NVMe，以簡化分配儲存等。

從數據角度，以往上述服務和應用，通常靠軟件來實現，也就是在數據中心CPU處理器內運行，而DPU卸載上述功能以後，就是以特定硬件去運行上述網絡、儲存和安全，原理也是以硬件加速，速度當然可比CPU快上倍數計，更容易打造超級運算的數據中心。

Mellanox的NVMe SNAP可解決了本地儲存難於分配的問題，針對雲運算必須提供儲存分配的靈活性，數據中心可運用NVMe over Fabrics（NVMe-Of）等技術，遠程分配儲存物盡其用。

DPU改善數據中心安全

Mellanox以往沒有強調DPU另外一項重要優點，就是隔離上述多個應用和用戶的應用之後；DPU建立的數據中心，網絡、儲存、安全都控制位同一個設備內，另外再加上數據中心安全，包括防火牆和加密解密，就可做到隔離和保護，甚至實施安全分析，也相對地簡單。

DPU可望大幅改善數據中心的安全，BlueField讓防火牆在DPU內運行，故此NVIDIA與多家防火牆服務廠商合作；包括CheckPoint、F5、Fortinet、Juniper、Guardicore、PAN、Trend Micro、VMWare，利用BlueField實踐零信任。數據中心的網絡儲存，巨細無遺經DPU來處理，防火牆供應商也可提供Zero-trust security as a service，驗證所有數據交換。

較早前，NVIDIA推出Morpheus深度學習平台，配合BlueField DPU，則讓網絡每個運算節點，扮演邊緣網絡防衞的感測器。Morpheus也是以GPU加速，可以綫速分析每個封包。傳統AI工具通常只能檢測網絡流量的約5%，所以獲得的威脅檢測演算法，並不完整模型。

開發人員可靠深度學習模型打造本身的Morpheus AI技術，以辨識出之前幾乎不可能察覺的網絡威脅或異常。

未來的數據中心，會否是CPU、GPU、DPU組成的鐵三角？目前還難以定論。DPU作為網絡保安的一種新維度，肯定殆無疑義。