3D大时代的变奏曲 走进云计算渲染技术

将应用程序从本机搬到网络，由超级计算机集群负责运行，用户终端只需要通过Web就能访问到所需的应用——这便是“云计算”的概念。而普遍认为，适合云计算的应用主要为Office办公软件、电子邮件、即时通讯、多媒体播放等，但AMD在今年的CES上提出了新的构想：“云渲染”，即把繁重的3D渲染也搬至互联网上。这一构想提出之后，立刻引起外界的瞩目。现在我们就来看看这种渲染技术的奥妙吧。

技术基础——构建云渲染的要素

云渲染的模式与常规的云计算类似，即将3D程序放在远程的服务器中渲染，用户终端通过
Web软件并借助高速互联网接入访问资源，指令从用户终端中发出，服务器根据指令执行对应的渲染任务，而渲染结果画面则被传送回用户终端中加以显示—整个过程与常规的云计算并没有多少不同。

然而，云渲染所要面对的困难远比常规的云计算应用要更复杂，这主要来自于3D渲染对于硬件性能以及指令响应的苛刻要求。我们知道，今天的3D游戏对于GPU性能要求苛刻，假如你想获得
1080p的高清渲染，那么没有顶级图形系统将很难保证游戏的流畅运行。而云渲染系统要面对的可能是成千上万用户的渲染请求，这对于后端的服务器系统而言将是巨大的压力—与常规的云计算应用相比（比如Gmail、Google Docs等商用程序到科学计算），云渲染在满足同样数量的用户需要时、所需耗用的硬件性能至少要高出云计算数倍至数十倍，这意味着提供云渲染服务的计算系统将非常庞大。

云渲染系统要求服务器具备惊人的图形性能，否则无法满足大量用户同时渲染的请求

云渲染的第二个难题在于，3D游戏对于用户指令的响应高度敏感，譬如在CS之类的激烈对战游戏中，用户指令必须得到及时响应，若稍有延迟，你所控制的游戏对象就有被一枪爆头的风险。而指令延迟则取决于用户终端与服务器的网络接入性能—很显然，今天国内的网络无法承受这一点，但在日本、韩国和一些欧美地区，宽带接入普遍在50Mbps以上，其中网速快的日本都采用光纤到户、接入速度高达100Mbps，而能达到如此之高的网速，延迟时间一般都不会成为问题，因此客观上这些地区的网络环境，应该可以满足云渲染所需要的快速响应。

3D游戏渲染不仅要求高速传输，同时要求具有足够快的响应速度

用户通过终端发出控制指令，服务器收到指令后即时完成渲染任务，渲染出的画面同时传回给用户终端—那么这里又产生了新的问题：3D渲染一般要在30fps以上用户才会感觉画面流畅，而未来的游戏普遍要达到1920×1080分辨率，一般传输码率要高于10Mbps，对于基础设施好的地区，这样的数据要求可以轻易满足。

作为云计算的先驱，IBM和SUN都无力单独发展云渲染平台，因为云渲染的任务中枢在于
GPU，其次才轮到CPU。由于AMD同时拥有高性能处理器和高端图形技术，自身即已具备构建云渲染平台的实力，所以“云渲染”概念由AMD提出、而非IBM或SUN提出并不奇怪。尽管AMD没有对云渲染提出更多的具体实现方案，但它为3D游戏工业指明了一个崭新的方向，相对于传统的本机渲染，云渲染模式对于许多用户都有致命的诱惑力，这足以预示着云渲染的光明前景。

AMD展示云渲染应用

在CES展会上，AMD与OTOY、EA等合作伙伴一道演示了“AMD Fusion Render Cloud”云渲染技术。在该演示中，AMD首先采用一台配置Phenom Ⅱ X4处理器、Radeon HD 4870 X2的顶级台式机中渲染Electronic Arts的“雇佣兵2：战火纷飞”游戏，然后渲染画面通过有线网络发送到一部基于Yu kon平台的HP Pavilion dv2超薄笔记本电脑上，用户在笔记本电脑中对游戏进行控制，指令通过网络再传送至台式机，台式机则将渲染结果传回、显示在笔记本电脑的Web界面上。

AMD在CES 2009展会上演示“AMD Fusion Render Cloud”云渲染应用；以高性能台式机作为云渲染服务器，Yukon平台笔记本作客户端。

此时笔记本电脑就相当于一部客户机端、只做显示和键鼠输入控制功能，游戏的全部处理工作都在远程完成。同时，AMD还演示了云模式下的高清解码：用户在笔记本电脑上使用浏览器远程播放了一段1080p蓝光电影，而实际上视频解码工作则是在台式机中完成的。尽管用于演示的笔记本电脑性能只比普通Atom上网本强一点，但是无论3D渲染画面还是蓝光视频都表现得非常理想，这当然是背后那台高性能PC的功劳。

通过Web访问到服务器渲染的3D画面，中间件由AMD合作伙伴OTOY提供

AMD的这套云渲染演示系统目前还是基于有线网络，AMD表示该方案将支持无线互联网传输，虽然AMD未透露云渲染需要多大的带宽，但我们在前文中已经通过分析得到结论。必须提到的是，这套云渲染系统并非由AMD单独构建，关键的中间件则是AMD的技术合作伙伴OTOY所提供，双方还计划在2009年下半年推出一款基于AMD Fusion Render Cloud的超级计算机—这款超级计算机将突破每秒千万亿次浮点运算大关，并配备1000多个顶级图形处理器来处理100万个的计算线程，预计它也将成为史上图形效能出色的超级计算机。

AMD与OTOY将建设云渲染服务器，采用顶级四核Opteron处理器

AMD与OTOY计划将这部超级计算机作为云渲染服务器，借助这套系统，内容提供商可以在互联网上提供云渲染服务，将视频游戏、PC应用以及其他图形密集应用传输给任何有高速网络接入的访问终端。同时这套超级计算机还将面向电影工业和游戏工业，比如帮助制片厂提高电影的交互性、缩短特效制作时间以及帮助游戏开发公司开发更逼真的游戏等诸多用途。

AMD Radeon HD 4870 X2显卡，拥有双GPU，它将成为AMD云渲染服务器的核心部件

在展示会上，AMD的合作伙伴均表达了对云渲染的乐观看法，EA公司首席内容官Richard
Hilleman认为云渲染将对视频游戏未来发展的深远影响，未来带有Web浏览器和互联网连接的任何设备都可以运行高复杂度的3D游戏，而在过去这些游戏只能在具有顶级配置的台式机中进行。
Troublemaker Studios的导演Robert Rodriguez则表示：“AMD云渲染技术将可用于创建互动性电影和游戏视觉效果，然后通过新的传播方法提供给更广泛的用户，这将会带来内容创建和消费领域的复兴。”OTOY首席执行官Jules Urbach也认为：“AMD云渲染技术将业内领先的CPU技术与计算密集、大规模并行的图形处理器融为一体，可以与世界上强大的工业计算设备相媲美，但是所需要的空间、功耗以及成本只是许多超级计算机的零头。而AMD云渲染技术与OTOY软件平台相结合，将改变了整个娱乐业，打破技术障碍，为消费者带来一流的内容体验。”

云渲染具有哪些优势

假如AMD云渲染平台走入实用化，我们便会发现电子游戏的模式将产生深刻变革：

●云渲染让玩家可以在任何轻量级的终端上获得高质量的3D渲染，比如说你可以在智能手机之类的掌上设备中玩《极品飞车13》或者更新的3D大作，终端性能变得不那么重要；

●云渲染服务商可以根据资费多寡提供不同质量的云渲染服务，比如愿意多花费的用户可以获得高清、全效果的渲染，租用更多的计算资源；而那些使用掌上终端或费用有限的用户则可以选择质量较低的渲染，这样只需支付较少的费用，使用方式十分灵活。

●云渲染模式意味着全球玩家可以在同一个计算集群中共同分享游戏快乐，当然他们也可以构建惊人数量的协作，比如上百万玩家可以在一起连线打类似CS的战地游戏，只要服务器集群能够提供足够强大的3D渲染能力，就能够构建起媲美真实的战场，换言之现实的战争可以完全被虚拟化—在目前的单机模式时代，上述情形更多只是幻想，能够在同一个局域网内玩这些游戏都已快成为奢望，而现在流行的网络游戏大多只有升级打怪之类的无聊玩意。

●云渲染能够让用户摆脱对于地域和设备的依赖—假如你现在想玩大型3D游戏，那么高配置的台式机是必然的选择，虽然各大PC厂商都有推出配置奢侈的游戏笔记本，但这类产品普遍是配备17英寸大屏幕的“重量级”产品，基本上别指望能拿它经常到处走，也就是说你只能老老实实坐在电脑桌前享受3D大作的快感。云渲染令这种羁绊消弭于无形，用户可以在任何一种终端设备中干同样的事情，通过智能手机也能获得过去高性能游戏PC才能提供的卓越效果。

HP基于AMD Yukon平台的超薄笔记本电脑，虽然硬件效能较低，
但可通过云渲染系统获得高质量的图形或视频内容

云渲染不仅仅只是给3D游戏带来变革，在生产力创建领域，云渲染同样将发挥巨大的威力。目前在建筑、汽车、飞机、轮船等设备的设计中，普遍已使用到3D技术，设计师可以在屏幕上随时变更设计方案和快速验证，但如果要进行多部门的协作就不是那么容易—因为跨国公司的设计部门往往分布在许多国家和地区，要让他们一起协作，好的办法就是将设计人员派驻到某地；但假如需要多部门的全方位密切合作，问题就随之出现。而改用云渲染可以很好地解决这些问题：一个设计中的产品在云服务器中渲染生成，来自各个国家或各个地区的设计师可以在同一个平台中进行设计，彼此直接交流看法并作出结论，修改后的设计共同验证，这相当于将所有设计者紧密地联结在一起：内耗因素完全消除，个人创意均可得到发挥，终整个团队能够以高效率完成设计工作，而且也意味着能够获得高质量的设计作品。

云渲染将引发产业界的连锁反应

作为用户，我们期待云渲染能够进入现实。但对于IT业界而言，云渲染将带来深远的变革，某些公司可以从中获得广泛的商机，而有些公司则将因云渲染受到严峻的冲击。

只要互联网接入不成为瓶颈，云渲染就会像病毒一样快速流行，传统的单机游戏销售模式也将被迅速边缘化。不过，作为内容提供者的游戏厂商将成为云渲染时代的大赢家：虽然游戏不再销售给终端用户，但云渲染服务商对于优质游戏资源如饥似渴，游戏作品更可能采用开发商与云服务商分成的模式进行运作，假如一个玩家一个月在某款游戏中花费10元，那么若按五五分账计算，游戏开发商就能净得5元，目前普遍存在的盗版行为或许会不复存在，同时云渲染需要耗资巨大的服务器集群，私服之类的东西根本不可能出现，游戏开发商将在云时代变得更为强势—正比如好莱坞在
Blur-ray Disc和HD DVD之间掌握主导权一样。

CPU和GPU厂商同样要面对新时代的到来—既然高性能PC不是那么必要，用户也更愿意将资金花费在更能带来效果增益的屏幕或云服务花费上，那么面向个人的处理器和图形产品不可避免陷入萎缩。但另一方面，云渲染对于高性能处理器和GPU如饥似渴，这样看来，AMD和NVIDIA的GPU虽然面临个人市场的萎缩，但云渲染领域对于高性能GPU的需求却将大幅增长，显然这对于图形工业将是非常有力的促进。

NVIDIA的Tesla桌面超级计算机，只要有中间件支持，它同样可以转变为云渲染服务器

作为云渲染概念的发起者，AMD又同时拥有两项关键资源，理论上说如果AMD直接转型为云渲染服务商，是没有任何技术问题的。不过，AMD自身财力有限，且一贯作为平台的幕后驱动者，它不太可能直接成为云服务供应商，IBM、SUN、Google、微软、索尼这样的企业更有机会成为云渲染的实施者。谈及云渲染时我们不得不谈到游戏机产业—同样，它们在云渲染时代将以新的面目存在：索尼未来的PS4与微软的下一代Xbox，或许既可以作为游戏机终端，也可以直接用于构建云渲染服务器系统，索尼与微软将在线上为玩家们提供游戏服务。鉴于互联网带来的用户基数放大，朝向云渲染转型能够让它们获得更多的收益。此外，掌握互联网基础资源的电信运营商也有望成为云渲染时代的胜利者—这些运营商普遍拥有雄厚的资金实力，加上掌握基础资源，直接构建云渲染服务平台是非常现实的选择。由于带宽成本方面的优势，电信企业所提供的云渲染服务将会极具竞争力。

而Intel公司或许将成为首个正视云渲染挑战的企业：首先，云渲染让高性能PC不是那么重要，Intel的PC处理器业务将因此受到冲击，唯有服务器业务能够保持惯有的竞争力水平。其次，Intel目前积极发展自己的Lar rabee高并行处理器，它也将用于图形渲染，但假如Larrabee无法提供与
NVIDIA、AMD同时代产品相当的性能，那么很难获得云渲染服务商的青睐。同样将面临挑战的还有
Intel的盟友、传统意义的PC厂商们—PC的重要性将不断下降，智能手机、Netbook等便携终端的重要性不断提升，未雨绸缪谋求转型是好的选择。

ARM、VIA与Linux们或将成为云渲染时代的受益者。ARM处理器以出色的功耗表现统治了嵌入市场，现在又朝向Netbook领域伸出触角——在云渲染时代，用户用哪一种设备根本无关紧要，用Windows抑或Linux同样不是那么重要，而设备的电池续航力与成本则地位凸显。终我们将看到
ARM之类的非X86处理器进入用户终端市场，现在铁板一块的X86 PC将逐渐瓦解。软件方面，Linux系统会给Windows带来越来越大的压力，云渲染的出现更加剧了这种趋势。

迎接改变——云渲染之未来

作为一项构想，云渲染从概念到现实也许仍需漫长的行程，但我们今天已清楚地意识到，云渲染并非科学幻想，而是即将到来的现实。宽带网络发达的日本和韩国现在就有条件构建云渲染环境，美国和欧洲发达国家也即将有条件实施云渲染。不过我们应该清楚地意识到，云渲染永远都不可能将现有的本机运行模式淘汰—无可否认，云渲染拥有许多优点，但它同样存在可靠性不高的致命不足：服务器总会遭遇宕机，或者网络线路因某种原因中断，这些偶然因素都会导致云渲染服务无法正常提供。完全依赖云渲染的用户此时会茫然不知所措，而传统的本机渲染模式此时可以派上用场了。

身处于技术密集变动的行业，IT企业应该时刻做好响应变革的准备。云计算意味着一个新时代的到来— 假如你有清醒的头脑，应该意识到云计算不是一张空头支票，它将带来生产力的进化，同时也将改变人类社会的未来。