数实融合为载体，元宇宙智算中心呼之已出背后隐藏了什么？

十九大报告指出：“实体经济是一国经济的立身之本，是财富创造的根本源泉，是国家强盛的重要支柱”。每一次技术革命带来的不仅是生活方式的变化，更是产业升级的大机遇。发展元宇宙绝不是“脱实向虚”，而是实现数字经济与实体经济深度融合，从而切实赋能实体经济全面升级。

我国“十四五”规划中指出，要“促进数字技术与实体经济深度融合，赋能传统产业转型升级，催生新产业新业态新模式”。数字经济与实体经济融合发展已经成为确定性趋势，在这个过程中，元宇宙的兴起为数实融合的实施提供了全新思路。


如此大背景之下，近日，浙江省青田县人民政府与浪潮信息、谷梵科技签署战略合作协议，三方共建国内首个元宇宙智算中心的新闻引发了业内的关注。而之所以引发如此关注，是因为它背后所隐藏和揭示的业内对于元宇宙的正确认知、挑战与机遇。

▶ 元宇宙是数实融合载体，市场空间广阔

近年来，元宇宙正成为科技界和产业界竞相探讨和实践的热点，作为数字经济的新力量、新引擎、新基建、新模式和新生态，元宇宙相关产业的发展有助于促进数字技术升级与融合，赋能数字经济与实体经济全面升级，推动数字经济高质量发展。


对此，有业内认为，元宇宙是数字经济与实体经济融合发展的新型载体，不仅带来了全场景和数实融合运用，也推动着新型商业模式的不断涌现。

以数字孪生为例，它是元宇宙的数字空间基础，可以将物理对象以数字化的方式在虚拟空间进行动态呈现，它的应用体现在多个方面。


比如孪生工厂，可以动态的呈现从生产制作的全过程动态管理，实现运转效率的大幅提升；孪生城市可以在数字世界推演天气环境、人口土地、产业交通等要素的交互运行，绘制城市画像，帮助城市规划、城市治理的效率提升；孪生基建可以让我们在修建高速公路、楼体建筑时，在数字世界对工程进行仿真模拟，评估结构和承力，在工程交付后的维护阶段评估工程是否可以承担特殊情况的压力，以及监测可能出现的事故隐患。


事实是，在数字孪生方面，英伟达旗下Omniverse已经利用它从根本上改变了复杂的设计工作流程，同时也是现阶段最靠近元宇宙的数实融合应用。


2021 年初，英伟达为宝马打造的数字工厂，全程模拟工作流程，创建数字孪生，从而优化流程，使其生产一辆完全定制宝马汽车的时间压缩至一分钟以内，效率提高约为 30%。同时，电信设备制造商爱立信也利用英伟达Omniverse Enterprise构建数字孪生城市进行5G研究，使得研究人员可以实时精准查看城市每个地方的信号质量。

据此，IDC数据显示，2020 年全球数字孪生市场规模为52.2亿美元；预计2025年整体市场规模将达到264亿美元，年复合增长率为37.1%，行业有望持续良好发展。


具体到中国，IDC预测，2022年，中国将有30%的城市开始使用数字孪生的数字空间规划工具，以加快社会经济从疫情中逐步复苏；2024年，中国约40%的城市将通过人工智能及数字孪生技术实现现实世界与虚拟世界的融合，提高城市运行效率。


由上述不难看出，元宇宙发展空间之大，市场前景之广阔。



▶ 算力是元宇宙之源，落地面临“软、硬”挑战


众所周知，元宇宙应用实时地映射现实世界，可以说是一个认知世界、再现世界的过程，用户“身临其境”地在其中社交/娱乐/会议/协作/旅游/购物/教育，所有人都可以在其中互动，海量数据、海量计算等，均对算力提出了全新的要求。


而随着进一步发展，元宇宙还会带来应用场景的大爆发，产生不同的业务类型，更需要不同类型的算力来应对，即元宇宙的算力基础设施。


对此，有专家称，要想实现元宇宙的高度拟真画面和数亿用户实时交互，算力规模更是需要提升1000倍以上，甚至到100万倍。甚至有的专家观点更激进地认为，元宇宙的最终理想形态，对算力资源需求近乎无限。


而目前的事实的确呈现出上述的趋势。


以iMax 3D电影《战斗天使阿丽塔》为例，这部电影的高度拟真的视觉特效一直广受好评，但与之带来的却是巨大的算力消耗。据了解，主角13万根发丝每根都需要进行单独渲染，仅1帧画面渲染就要耗费100个小时，而元宇宙不仅仅只涉及一个虚拟人，还会包括建筑、城市等其它元素，这些都需要巨量的计算来支撑。


但现实是，前期围绕通用算力构建的算力体系，无论是在技术能力，还是经济性，都已经无法有效满足这些算力的需求，因此如何做好更为经济划算的专属算力建设，用好已有的通用基础算力，做好通用算力和专用算力的统筹协调发展，是当下和未来算力建设的重中之重。


与此同时，元宇宙还会涉及到人机交互等AI应用场景，由AI驱动的数字人往往需要结合语音识别、NLP、DLRM等AI算法从而实现交互能力，这些模型的背后也需要强大的AI算力来支撑其训练和推理需求。但目前用于AI测试的全球算力需求每3.5个月就会翻一倍，远远超过当前算力的增长速度。

更为重要的是，上述应用和每个环节都需要对应的关键技术、软件栈和算法工具。


此外，由于算力的获得具有高投入、高风险、强外部性和高垄断特征，决定了现阶段元宇宙还是以极少数大企业参与为主的竞争和游戏，而这种不均衡势必使得元宇宙的广泛落地大打折扣。


综上我们认为，虽然元宇宙市场前景广阔，但因其场景规模大和复杂度高，以及多设计师和多部门协作、极高逼真数字元素制作，实时渲染、仿真和交互等诸多挑战，对支撑元宇宙构建和运转的核心源动力——算力提出更高的要求。而这种要求不仅是高性能、低延迟、易扩展的硬件平台，还要有端到端、生态丰富、高易用的软件栈。


那么问题来了，是否有一种方式或者形态可以解决上述挑战？答案是肯定的，那就是元宇宙智算中心。


▶ 元宇宙智算中心登场迎挑战，加速落地促数实融合


提及元宇宙智算中心，作为数实融合的重要基础设施，其应通过“算力基础设施+全栈元宇宙”解决方案，为元宇宙的构建和运转提供核心源动力。高效搭建从“虚拟世界”到“虚拟与现实相结合的世界”，承载高度拟真、大规模、可操作性且能够实现渲染的3D虚拟世界，依托云计算、人工智能、AR/VR、物联网等先进技术协同，为数亿用户提供实时同步和持续有效的交互体验。


以文中开头引发业内关注的首家青田元宇宙智算中心为例，其设计采用全球领先的智算架构，是算力、算法、开发平台一体化的新型元宇宙基础设施，建成后每秒算力性能将超过10亿亿次，可通过协同创建、高精仿真、实时渲染、智能交互四大作业环节，面向企业管理、工业、交通运输、金融、城市等多产业的元宇宙场景提供高效的算力支撑。



具体来看，在协同创建层面，通过强大的云端协同能力、AIGC、多模态模型等技术手段，对元宇宙的复杂场景和实体进行自动化创建；针对数字空间中场景和实体的建模仿真需求，通过领先的算力平台，实现仿真计算和科学可视化计算；在实时渲染环节，支持高逼真、沉浸感的3D场景构建和渲染；在智能交互环节，提供AI驱动的数字人所需的语音识别、NLP、DLRM等AI算法支持能力，实现物理世界和数字世界的的超低延迟的网络数据传输交互，承载流畅的沉浸式的数字世界体验。


而之所以能够实现上述功能，作为青田元宇宙智算中心算力基础设施支撑平台的浪潮元宇宙服务器MetaEngine可谓功不可没。

例如其承载了元宇宙构建和运行所需的技术和工具，提供对AI、渲染、仿真、建模等负载的算力支持，满足元宇宙创建四大环节――“协同创建、高精仿真、实时渲染、智能交互”的不同类型算力需求，并通过高速、无阻塞的网络信道，按需扩展至大规模算力集群。


此外，MetaEngine还支持业内最靠近元宇宙数字孪生的数实融合应用，助力用户更高效地创建更逼真的数字人和数字孪生。使用MetaEngine和浪潮“源”大模型，用户能够创建可以看见、听见人类并与人类交流的数字人。大规模数字孪生物理仿真库则让3D世界更遵循物理规律，支持与20+种3D工具进行连接，协同构建数字资产；将支撑使用神经网络加速2D图片到3D模型的自动重构。


值得一提的是，浪潮元宇宙服务器MetaEngine还集成了合作伙伴的丰富生态成果，其内置企业级管理和编排软件，为用户准备了丰富的建模、渲染、仿真套件，依托浪潮AIStation资源平台、算法平台和应用优化服务、浪潮“源”大模型，与业界最强人工智能软硬件生态――元脑生态结合，能够为全行业全场景的元宇宙应用提供能力支持，协同优化加速数字孪生世界构建，为用户打造高效的元宇宙协同开发体验。


看未来，青田元宇宙智算中心将为青田县乃至浙江、长三角地区的元宇宙产业提供基础设施支撑，推动数字人、数字孪生、数字经济、数字政府、数字社会等领域的发展，加快推进数实融合产业进程。


从上述青田元宇宙智算中心的功能，我们认为其已基本具备应对目前元宇宙落地所面临挑战的能力，而且从发展和合作方式具备的公共属性看，还利于打破当下元宇宙仅是寡头玩家的垄断，降低元宇宙落地的门槛，实现元宇宙的普适普惠，促进数实融合的进一步发展。


写在最后：


俗话说：挑战与机遇并存。面对当下如火如荼的元宇宙浪潮，作为业内，尤其是参与其中的相关企业一定要对其存在的挑战有理性、全面的认知，并在此基础之上，发挥己长，只有这样才能化挑战为机遇。而首家元宇宙智算中心的出现，就是上述综合作用后的典型结果。

尽管如此，但在我们看来，一切才刚刚开始。

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