计算机:“智”造TMT系列之二十七暨CAE系列深度之四-Nvidia Omniverse:物理生成式AI入口,下一代“软核”
申万宏源·2024-12-12 10:33

行业投资评级 - 看好 [1] 报告的核心观点 - 英伟达将Omniverse布局为下一代"软核心",验证在GPU快速发展背景下,工业端未来的3D设计、模拟仿真将成为科技发展重点 [4] - AI的下一步是走向物理AI,既包括在符合物理规律软件中对机器人、智能驾驶做算法验证,也包括通过生成式AI将符合物理规律的数据提供给端侧模型进行训练 [4] - 核心关注具备3D图形学能力、物理求解能力的厂商,未来有望发展成为机器人、智能驾驶领域的核心平台软件,主要包括CAE、CAD厂商及具备核心图像算法的公司 [4] 根据相关目录分别进行总结 1. Omniverse"软核心",进入3D协同时代 - 英伟达2019年提出Omniverse,作为3D的实时协作平台,通过对主流3D软件的接口整合,以及RTX在图像领域的超强能力,为用户提供简单高效的3D协作环境 [16] - 在平台推出之后,元宇宙、工业协作、人形机器人等领域均在该平台实现相关应用,英伟达的提前布局,或将Omniverse作为继CUDA之后的又一个"软核心",成为下一个阶段硬件增长的重要支撑 [16] 1.1 GPU支持下的实时模拟协同平台 - Omniverse具备鲜明特色,本节论述其实现路径两大步骤,从而介绍其实现的底层能力包括:RTX四大核心技术,历代处理器架构升级的影响,以及Omniverse的底层平台三大核心 [17] - Nvidia Omniverse是多GPU实时模拟和协作平台,可以简化理解为3D软件的连接平台 [17] - 用户通过Omniverse可实现跨设备、跨应用的同步 [17] 1.2 模拟仿真能力是关键 - Omniverse进入工业领域实践,主要是仿真能力重要提升 [37] - 仿真能力是实现工业等领域的关键 [37] 2. AI走向物理化,人形机器人实现的重要工具 - 2024年GTC大会上,Nvidia CEO黄仁勋展示了9款类人机器人,并在Computerx 2024演讲中强调AI与机器人的融合,"AI的新一波浪潮是物理AI,AI能够理解物理定律" [49] 2.1 AI走向真实物理世界的两个层次 - 本节论述AI与物理世界融合两层次,以及Nvidia构建物理AI使用流程 [51] - 目前AI与物理世界的结合有两种层次:第一层是将物理AI模型集成在机器人、自动驾驶等自主机器中,帮助自主机器感知、理解并在现实世界中执行复杂的操作;第二层是运用生成式AI能力,创造输出更多的数据(构成物理体、物理场等)供模型进行大量的训练,以提升模型能力 [52] 2.2 物理AI是人形机器人的核心工具 - 机器人的模拟仿真是落地的一大核心 [69] - 安全调试是目前机器人仿真的本质需求 [69] 3. 图形学+AI+物理求解,全球厂商多角度布局 - 目前CAE的全球核心厂商Ansys、Cadence、Siemens等,均可以借助英伟达平台开发实时仿真软件,仿真速度实现数量级提升 [46] 3.1 Altair:历史数据快速预测仿真结果 - Altair PhysicsAI是基于几何深度学习的仿真+AI工具,核心功能是基于样本数据进行训练,从而对相似结构的模型机型仿真结果预测 [74] 3.2 Ansys:接入Omniverse加速智能驾驶仿真 - Ansys AVxcelerate Sensors可以通过NVIDIA Omniverse进行访问 [81] 3.3 索辰科技:生成式AI实时模拟 - 索辰依靠其具备的物理能力及大量的物理数据积累,目前生成式AI已经应用于多个环节 [88] - 传统的仿真方法往往伴随着繁琐的参数设置、长时间的计算周期以及对专业知识的高度依赖 [89] - 生成式仿真可以轻松生成实时变化仿真条件,如自动设置连续变化的温度、压力、流速等参数,为物理AI的实时环境模拟奠定基础 [91]