TEL:元宇宙至少需要1萬倍算力？_AVERSE

元宇宙至少需要1萬倍算力？

理想的元宇宙在算力上，比現在至少要提升多少倍？感覺一直以來都是個迷。

先說一下本文的答案，至少1萬倍（云邊端融為一體，在IDC內，評估總算力；保守估計）：

下面我先引述一下中文媒體此前和元宇宙算力相關的報道。為了確保真實性，我做了一些調研，后面把英文報道（含Intel官網等）也列出來。

芯東西12月16日報道，本周二，英特爾在RTC 2021上首次公開談論元宇宙話題。

英特爾公司高級副總裁兼加速計算系統和圖形事業部總經理Raja Koduri撰文稱解讀了英特爾賦能元宇宙的三層技術基石，并在接受外媒QUARTZ專訪時稱，要想實現《雪崩》和《頭號玩家》中天馬行空的體驗，需將現在的算力提升1000倍。

最早見于報道的英文網頁是2021年12月14日的Intel官網：

https://www.intel.com/content/www/us/en/newsroom/opinion/powering-metaverse.html

工信部部長：加快謀劃布局元宇宙、量子科技等未來產業:金色財經報道，工信部部長金壯龍日前在接受央媒采訪時表示，2023年，將落實落細已出臺的各項政策和接續措施，充分釋放政策累積效應，適時推出更多政策措施。加快人工智能、生物制造、物聯網、車聯網、綠色低碳等戰略性新興產業創新發展。研究制定未來產業發展行動計劃，加快謀劃布局人形機器人、元宇宙、量子科技等未來產業。[2023/1/5 10:22:55]

這是英特爾第一次公開談論元宇宙。詳見：

https://valleyimallcom.b-cdn.net/intel-is-ready-to-talk-about-the-metaverse-quartz/

如果我沒弄錯的話，這也是全球第一次有IT巨頭，針對元宇宙所需算力，表明觀點：

后續也有其他IT巨頭針對元宇宙所需算力提出自己的看法，比較遺憾的是，當我通過各種途徑，詢問倍數的推算邏輯，或者出處時，沒有得到所需。

港股元宇宙概念股走低，栢能集團跌超8%:6月14日消息，港股元宇宙概念股走低，栢能集團跌超8%，百度集團跌超6%，阜博集團、阿里巴巴、心動公司跌近5%，瑞聲科技、商湯跌超3%。（金十）[2022/6/14 4:24:36]

上周，有位朋友仔細閱讀了《元宇宙十大技術》，并提到將在隨后的公開采訪想提出這個問題。我開始認真地思考，有了初步的結論。考慮并不周全，但有好過于無，期待今天的文章，能夠拋磚引玉，希望更資深的專家拿出更令人信服的說法。如下是計算公式：

n表示結果，也即倍數。

f包括 f1, f2, … f5, …，和g, h都代表影響倍數的變量，其中f主要指視覺、聽覺、體感、觸覺、嗅覺、味覺等感官，要達到逼真的感覺，相關的倍數。

一、視覺之分辨率和刷新率

1832x1920是2K的分辨率。2022年9月Pico 4頭顯剛剛發布，其單眼分辨率高達2160*2160，也大約為2K；市場上有少量高端的頭顯能達到4K分辨率，升級到14K，是一個平方的差距關系。

韓國科技信息部正招募公司參與元宇宙內容創作項目:6月6日消息，韓國科技信息部和信息通信產業促進局（NIPA）正在招募公司參與“2022元宇宙內容創作項目”，以支持該國創作者創作元宇宙內容，并在專業公司的幫助下支持NFT發行和交易所注冊，創建一個基于區塊鏈的可信元宇宙內容創作生態系統。

該項目由韓國科技信息部推出，招募時間為6月7日至7月8日，該部門計劃提供總計8億韓元（約80萬美元）的支持（4個項目，每個項目在2億韓元以內）。[2022/6/6 4:05:23]

圖1 VR 頭顯需要多高的分辨率才能實現「視網膜」效果？（源自知乎）

我們先來看一下VR頭顯的視覺，涉及到兩個變量，a1代表因分辨率所需提高倍數，a2代表因刷新率所需提高倍數。

分辨率：a1= 14*14 /4/4 = 12.25，就按十倍計算

刷新率：a2= 180/90 = 2，也即兩倍

僅兩者就有20倍的算力需求了，也即f1=20

二、其他感覺

個人認為視覺和聽覺，即使是三維空間，也難以讓遠程的交互有身臨其境的感覺。觸覺和體感會大大增強交互的體驗，筆者在2022年春節時，體驗了PICO Neo 3，即使是手柄，當人在三維空間和他人握手時，手柄的震動帶來的觸覺的感受，也令人印象深刻。如果觸覺手套、觸感背心逐漸普及，會讓人感覺到比鄰若天涯，例如2021年6月，觸覺反饋公司bHaptics推出觸感背心bHaptics TactSuit，用戶佩戴該產品玩支持的游戲，可體會到游戲中角色受到的擊打感。

蔡維德：中國目前最需要打造元宇宙治理科技:金色財經消息，在由中國科技新聞學會籌備成立的元宇宙科技傳播專業委員會，并與《中國科技信息》雜志共同推出“認知與途徑：元宇宙百人訪談錄”上，北京航空航天大學教授、博士生導師蔡維德認為，現在盛行的元宇宙思想，主要是小說內的科技部分，包括交互、增強現實（AR）、虛擬現實（VR）、云技術等，但是，對于中國來說目前最需要的元宇宙技術是治理科技。元宇宙大致指的是一個由虛擬現實(VR)和增強現實(AR)技術促進的通用虛擬世界，一個集體的虛擬開放空間，由虛擬增強的物理和數字現實（digital reality）融合創造。

這個世界需要多元科技，包括計算機科技，例如人工智能、通訊、計算（新型超算，隱私計算等）、VR、AR、區塊鏈、游戲；早期元宇宙的科技領域；游戲，地圖，數字貨幣（包括NFT）。

更為重要的是，元宇宙系統包含數字經濟，包括新型數字經濟（數字資產、交易等）和傳統數字經濟（電商、社交網絡、搜索引擎等）。新型數字經濟發展需依托各式各樣的新型金融科技，例如合規數字貨幣。（《中國科技信息》雜志社）[2022/5/3 2:46:14]

從視覺拓展到更多維的感官，甚至包括未來可能要普及的嗅覺、味覺，算力需求提升10倍，已經是非常保守的數據了，也即：

HECO商務負責人趙蕾：元宇宙世界的經濟體系可以跨越現實世界和數字世界:9月6日，HECO聯合Animoca Brands、OlympArts、IcarusArt.AI、EpikPrime與AI&加密藝術家宋婷女士，在Twitter發起主題為“如何構建生機蓬勃的元宇宙生態？”的線上直播討論。

在直播過程中，HECO商務負責人趙蕾表示，元宇宙世界的運轉離不開背后全面運作的經濟體系，這個經濟體系可以跨越現實物理世界和虛擬數字世界。從功能上來看，元宇宙是一個可以執行虛擬活動的平臺。用戶可以在其中從事社交、娛樂、創作、展示、教育、貿易等社會精神活動。元宇宙為用戶提供了豐富的消費內容、公平的創意平臺、穩固的經濟體系和身臨其境的互動體驗。

趙蕾認為元宇宙應該是人們情感的載體，讓用戶有心理上的歸屬感。用戶可以在元宇宙世界中體驗不同的內容，在數字世界中玩游戲，交朋友，創作自己的作品，進行交易、教育、會議等社交活動。“這就是我們所看到的元宇宙的未來。為了這個長期愿景，我們將不遺余力地支持海內外優質開發者們，為他們提供項目發展過程中所需的多種資源支持。”趙蕾表示到。[2021/9/6 23:04:44]

f2 x f3 x f4 x f5 = 10

三、多人并發

其實硬件的各個方面距離元宇宙雛形所需算力，差距都不小。我自己曾經用過一款元宇宙會議APP，大約二三十人，運行了20多分鐘后，手機就比較燙了。

Matthew Ball在其新書《元宇宙改變一切》里提到：

《自由之火》中的大逃殺僅限50個玩家同時參與。

當《堡壘之夜》或Roblox等游戲在更狹窄的空間，比如在虛擬演唱會現場開展社交活動時，它們會將并發用戶減少到50個或更少。與標準游戲模式相比，它們還限制了用戶可以做的事情。例如建筑項目可能會被關閉，另外舞蹈動作的數量也會從正常的十幾個或兩個減少到只有一個預設選項。

Roblox現在起保真度相對較低的世界中支持多達200名玩家。

英偉達黃仁勛設想把“粒子物理定律、引力定律、電磁定律、電磁波（包括光）和無線電波……壓力和聲音”應用到元宇宙中。

不難感覺，如果要構建多人并發的持續共享且實時響應的元宇宙，道路還很漫長。我們假設高保真度，或者較逼真的三維游戲，目前的并發人數為100；如果我們希望完成一個較為簡單的任務，在一個能夠容納5000人的元宇宙會議室。這就意味著需要50倍的算力提升，也即：

g=50

綜上所述，n=20 x 10 x 50=10000，也即1萬倍。

這已經是最保守的數據了，例如除了視覺以外，其他多維感官，可能帶來不止10倍的算力提升；并發人數從100到5000，可能不是線性的提升，有可能更多？假設一個場景，周杰倫要在能容納5000人的“元宇宙音樂廳”開大型演唱會，他的數字化身，突然一時興起，邀請200個粉絲的化身上臺分組比賽。這時，要讓5000個人（包含周杰倫、200個粉絲、臺下的觀眾的化身們）看到的景象保持基本的一致，渲染的工作量比100個人的“元宇宙音樂廳”，提升很可能不止50倍。

另外，更理想的元宇宙，是不是需要百萬、千萬，甚至上億的人并發？

還有，很可能還存在本篇文章沒有考慮到的因素，也將成為算力倍增所需考慮的變量。

元宇宙的算力給我們帶來巨大的挑戰。另外，眾所周知，近些年來，摩爾定律放緩，每年晶體管密度的提升不到3%，如下圖，一方面，算力可能會成為元宇宙迅猛發展的掣肘，但同時元宇宙也會倒逼算力提供商們，盡其所能發展相關軟硬件和算法。

當前可以看到，采用異構加速、多元融合等方式來應對。借助AI，英偉達在過去的4年內將性能提升了16倍。

需要指出的是，應用場景（元宇宙）和底層基礎設施（算力、存儲、網絡等元宇宙五大地基）是相輔相成，相互促進的；算力也是逐漸增加的，應用場景會“鞭打”算力。總算力每提升10倍，預計就有一批新的應用橫空出世。正如，通信的2G成就了短信和自由通話，3G成就了移動互聯網下的彩信和語音，4G成就了在線視頻和直播。5G會成就什么呢？

參考文章：

2021-12-14，Powering the Metaverse- Intel is working on the plumbing for a persistent and immersive internet.

https://www.intel.com/content/www/us/en/newsroom/opinion/powering-metaverse.html

2021-12-13，INTEL IS READY TO TALK ABOUT THE METAVERSE – QUARTZ

https://valleyimallcom.b-cdn.net/intel-is-ready-to-talk-about-the-metaverse-quartz/ 

2016-12-13 10:28, hillin 編輯

VR 頭顯需要多高的分辨率才能實現「視網膜」效果？刷新率要多高才能足夠真實？ 

https://www.zhihu.com/question/39630265/answer/2318670666

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