演讲题目：《创作，拒绝等待——Nvidia Maximus 世界最强大的视觉超级计算平》

主讲嘉宾：NVIDIA高级系统架构师 刘明达

工程师、设计师以及专业的内容制作人士所面临的难题是，需要不断寻找新方法来更快地探索和证实更多理念。 通常涉及到的内容制作既需要视觉设计又需要物理模拟。 例如，设计一款汽车或制作一个数字电影人物、了解空气如何流经汽车或人物服装在动作场景中如何运动。不幸的是，设计与模拟过程通常是脱节的，两种过程发生在不同的系统上或发生在不同的时间。英伟达 MAXIMUS技术--基于英伟达 Maximus 技术的工作站在一台工作站中将英伟达 Quadro GPU 的可视化和互动设计功能与英伟达 Tesla GPU 的高性能计算能力集于一身。 英伟达 Tesla 协处理器可自动执行繁重的超逼真渲染任务或工程模拟计算。 如此一来，CPU 资源便能够从中解放出来，以便处理那些最适合由 CPU 来执行的工作，例如输入/输出、运行操作系统以及多任务处理。另外这种工作站还让英伟达 Quadro GPU 能够专门负责处理丰富的 全性能互动设计。 设计师和工程师现在能够在处理设计工作的同一台系统上同时执行 CAE、渲染或结构/流体分析。 专业的内容制作人士可以更快地执行视频编辑、特效以及动画的操作。

BIRTV 2012：NVIDIA Maximus——拒绝等待，GPU加速开启视觉计算新时代

在BIRTV 2012“创作，拒绝等待”专题论坛上，NVIDIA高级系统架构师刘明达系统介绍了NVIDIA Maximus技术及GPU加速在影视特效、渲染、非线性编辑等领域的革命性应用。通过Quadro专业显卡与Tesla计算卡的协同工作，设计师可以实时预览粒子模拟、光追渲染及多层视频编辑，将数小时的等待压缩至分钟级，彻底改变传统工作流程。

从游戏显卡到专业计算：NVIDIA的四条产品线

刘明达首先介绍了NVIDIA公司的整体布局。这家成立于1992年的硅谷企业，如今在全球拥有7000名员工，CEO黄仁勋是华人。NVIDIA不仅提供传统的PC显卡，其芯片已广泛应用于平板、手机乃至超级计算机。产品线分为四类：移动处理器（Tegra系列，用于平板和手机）、消费级游戏显卡（GeForce品牌，中国网吧市场份额超90%）、通用计算加速卡（Tesla品牌，全球Top500超算前五名中有三台使用Tesla加速），以及今天重点讲述的Quadro专业显卡——面向行业用户，所有主流独立软件开发商（ISV）均100%推荐与Quadro配合使用。刘明达强调，NVIDIA约60%至70%的员工从事软件研发，正是背后大量的中间层驱动和专用特性（如10bit灰阶、SDI输入输出、多屏同步等），使得专业显卡在稳定性、兼容性和功能上远超游戏卡。

Maximus技术：Quadro与Tesla联手，图形与计算并行

Maximus是NVIDIA推出的一项突破性技术。它让一台工作站同时搭载一片Quadro专业显卡（负责图形界面与实时交互）和一片Tesla计算卡（负责大规模并行计算）。对于影视特效行业，这意味着流体模拟、粒子系统、毛发运算等传统上由CPU承担、耗时极长的任务，可以无缝迁移到GPU上。由于这些计算具有“单一属性、大量并行”的特点，GPU的硬件架构天生适合此类工作。通过CUDA语言，软件厂商可以将相应的运算移植到GPU上。驱动层会自动将图形API和计算API分配给不同的处理器，用户只需额外插入Tesla卡，即可将支持的软件加速起来。

现场演示了Maya中的粒子仿真对比：传统的CPU粒子（约8000个）运行卡顿，无法实时交互；而开启GPU加速后，同一场景中可以实时观察离子碰撞、流动，甚至通过高度贴图引导粒子运动形成图案。设计师不再需要等待数小时才能看到模拟结果，完全可以“一边设计，一边看效果”，与导演实时沟通调整，大幅提升创作效率。

渲染革命：实时光线追踪，所见即所得

刘明达澄清了一个常见误区：传统最终渲染由CPU完成，显卡再强也无法加速。但在CUDA和Maximus方案下，渲染工作也可移至GPU。他引用了好莱坞案例：为完成《阿凡达》，NVIDIA派出团队与维塔工作室合作，编写了基于GPU加速的专属着色器“潘塔瑞”（Panther），才使得影片在档期内完成。《黑衣人3》中阿波罗火箭发射的全CG场景，其火焰与烟雾模拟同样依赖索尼内部开发的GPU加速着色器。

以V-Ray RT渲染器为例，选择CUDA加速后，用户可实时看到光线追踪的渐进式渲染效果——从麻点逐渐清晰，几分钟内即可达到接近最终输出的质量。且光线追踪算法对灯光设定要求极低，无需复杂参数调整，即能渲染出逼真场景。同样，iray渲染器也基于GPU光线追踪，设计师可快速预览材质及灯光方向，等上一分钟就能获得高精度参考。这种“所见即所得”的快速真实预览，是传统硬件渲染无法比拟的。

非编与合成：GPU加速带来数倍性能提升

在非线性编辑领域，主流的Avid、Flame、Smoke、Media Composer等软件均已支持GPU加速，性能提升可达7至11倍。Adobe Premiere从5.0版本开始集成“水星引擎”（Mercury Playback Engine），利用GPU加速预览及输出编码。测试显示，即便是中低端Quadro 2000显卡，也比八核至强CPU快4至5倍。当视频层数超过三层后，CPU会变得几乎无法操作（例如10层1080p叠加后，鼠标移动响应需1-2分钟），而GPU可保证流畅编辑。After Effects CS6新增了3D功能，集成了OptiX光线追踪SDK，使合成师可以直接在AE内做简单3D操作并以光线追踪渲染，性能加速可达到10倍甚至20倍。

此外，达芬奇等专业调色软件也已采用GPU降噪及调色，NVIDIA展台上有四片Tesla卡驱动的实时演示。3ds Max从2011版集成iray，2013版支持Active Shader和运动模糊（motion blur），解决了以往GPU渲染器无法处理运动模糊的痛点。Maya中也加入了基于GPU的物理引擎，用于刚体模拟。

专业卡 vs 游戏卡：稳定性与认证的价值

针对现场观众关于“是否可用游戏卡替代”的疑问，刘明达明确建议：在资金允许的情况下，应选择专业显卡。专业卡在驱动层面与ISV软件厂商有联合认证和测试，即使使用盗版软件，游戏卡出现问题也无法获得支持。专业卡还提供游戏卡不具备的功能（如10bit输出、帧同步、SDI I/O等）。价格相近的情况下，Quadro 4000级别专业卡远比GeForce GTX 580更适合专业工作流。他举例：某参与奥运会数字制作的大型公司，一帧建筑渲染需4-5小时，在测试Maximus方案后，有望缩短至半小时以内。

结语：热爱与效率并行

刘明达最后表示，影视特效行业必然伴随加班，但对CG的热爱是坚持的动力。Maximus技术让设计师从“等待计算”中解放出来，将精力真正投入到创作中。更多性能测试、案例视频及软件兼容列表，可访问NVIDIA官网行业解决方案专区。他强调：“做我们这行，一定要有真的热爱的情怀在里面，否则你会觉得非常辛苦。”

讲座视频

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