Nvidia Iray: Physikalisch korrekter Fotorealismus in Echtzeit-Raytracing mit 23.040 CUDA-Kernen
Mit 23.040 CUDA-Kernen führt Nvidias brandneues Iray Visual Computing Appliance aufwendige Raytracing-Berechnungen in Echtzeit durch - ein Vielfaches schneller als vergleichbare Workstations. PCGH fasst die Erkenntnisse für Sie zusammen.
Ende 2012 veröffentlichte Nvidias Advanced Rendering Center in Berlin die ersten Informationen über Iray - eine Global-Illumination-Rendermethode, die auf Raytracing setzt und so fotorealistische Ergebnisse erzielt. Architekten, Autobauer und viele andere Produktdesigner nutzen Iray-Render-Addons für 3ds Max oder CATIA. Die Sache hat nur einen Haken: Raytracing ist extrem rechen- und damit zeitaufwendig.
Kerne ohne Ende
Auf der GPU Technology Conference in San Jose stellte Nvidia jetzt das Nvidia Iray Visual Computing Appliance, kurz: Iray VCA vor. Dahinter verbirgt sich ein Hochleistungsrechner, in dem acht GPUs der Kepler-Klasse mit insgesamt 23.040 CUDA-Kernen stecken. Jede GPU greift auf 12 GByte RAM zu - das gesamte System enthält also satte 96 GByte RAM. Mit zwei Gigabit-Ethernet- und zwei 10-Gigabit-Ethernet-Anschlüssen sowie einer InfiniBand-Schnittstelle unterhält sich das Iray VCA mit der Außenwelt - etwa weiteren Iray VCAs, denn die Systeme können zu Clustern zusammengeschlossen werden, um noch schnellere Berechnugen durchzuführen. Eine Load-Balancing-Software sorgt dann für die optimale Arbeitsteilung der CUDA-Kerne.
Original oder Fälschung?
In seiner Eröffnungsrede zeigte uns Jen-Hsun Huang zwei Beispiele für den Iray-VCA-Einsatz. War das Ratespiel "Welches Bild ist ein Foto, welches gerendert?" noch eine eher statische Demonstration einer Raytracing-Lösung, bei der wir auf Anhieb auf das richtige Ergebnis tippten, geht es bei der nächsten dynamischer zu. System Engineer Daisuke Ide von Hondas Forschungs- und Entwicklungsabteilung wirft ein Bild eines Autos seiner Firma auf die übermächtige Leinwand. Doch das ist kein statisches Bild: Es lässt sich beliebig drehen und wird dabei komplett neu berechnet: Global Illumiation und Raytracing sorgen für einen frappierend echten Look. Anschließend schneidet Ide das Fahrzeug scheibchenweise auseinander, bis wir die Fahrgastzelle und den Motor sehen können. Schließlich springt er ins Innere des Wagens, wo wir sehen können, wie die einzelnen Lichtstrahlen des Raytracing-Systems sich auf Metall, Kunststoff, Glas und Leder ausbreiten.
Supercomputer zum Sonderpreis
Eine solche Demonstration hätte vor sechs Jahren noch 500 Millionen US-Dollar verschlungen. So teuer war zu diesem Zeitpunkt der schnellste Supercomputer der Welt mit einer Leistung von einem PetaFLOP. Heute kommt "nur" ein Cluster von 19 Iray VCAs zum Einsatz. Bei einem Stückpreis von 50.000 US-Dollar kostet er gerade einmal 950.000 US-Dollar. Der Cluster berechnet den Verlauf von einer Milliarde Lichtstrahlen, die bis zu mehrere Tausend Mal reflektiert werden. Das Ergebnis ist physikalisch korrekter Fotorealismus in Echtzeit. Zum Vergleich: Die 19 Iray VCAs besitzen die 40fache Leistung einer Quadro-K5000-Workstation und die 60- bis 70fache Leistung einer CPU-basierten Workstation, kostet aber nur ein Sechstel dessen, was vergleichbare Workstations verlangen würden. Ein letztes Render-Beispiel zeigt den Honda jetzt auf der Bühne, Teppich inklusive. "Das könnte bei Autohändlern zum Einsatz kommen", sagt Jen-Hsun Huang. "Ich könnte mir vorstellen, dass ein 4,5 Millionen US-Dollar teurer Lamborghini Veneno nicht in jedem Autohaus zu finden ist."
@Topic: Krasse Hardware. In 10 Jahren hoffe ich hab ich diese Leistung spätestens im PC für maximal 500 Euro die Karte.
Man merkt aber, dass die Demo nicht für Grafiker gedacht war. Ein wenig hat Nvidia hier schon das Blaue vom Himmel gepredigt. So richtig vom Hocker gehauen hat es mich jetzt nicht, auf der anderen Seite rendert man auf der Leinwand sicher mit abartigen Auflösungen, was bei Raytracing ja sowieso unglaublich viel Performance zieht.
gRU?; cAPS
Die gerenderte Auflösung ist gar nicht so abartig, denn der Großteil des Bildes benötigt nur ca 1-2 Light Bounces (Der Hintergrund und der Boden).
Somit ist der Render-aufwendigerere Teil viel kleiner (Auto und Schatten).
Schaut man sich das verhältnis von der Maus zum Bild an, komme ich auf ca. 1900x800 px.
Auch die "so realistischen" Shader sind nicht die Besten: vor allem die Reifen und die Lederverkleidung im Auto sind nicht gerade Photorealistisch
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Eher erstaunlich ist, dass trotz der 152 GPUs (Cluster von 19 Iray VCAs mit je 8 GPUs) es ein paar Sekunden braucht, bis das gröbste Rauschen weg ist.
Meine GTX 780 braucht dafür ca. 4 Minuten (auf 152 GPUs umgerechnet ca. 1,6s).
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