元宇宙:元宇宙至少需要1萬倍算力？

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

虛擬游戲“第二城市”進軍元宇宙并推出NFT土地:金色財經報道，虛擬游戲\"第二城市\"宣布將于5月中進行元宇宙項目測試，同時推出NFT土地。根據“第二城市“官方網站稱，其元宇宙平臺將展現如何在虛擬世界中體現與現實相同的衣、食、住、投資、事業、商業交易、社交及游戲等環境，NFT 土地也與現實的土地具有相同意義，用戶可以購買、出售、租賃、建設房屋。另外，內容創作者可以設計游戲角色可穿的服裝、飾品、發型、道具、交通工具、皮膚等，通過游戲內市政府系統上傳，通過申請NFT商標即可發行正式的NFT作品。（acnnewswire）[2022/4/20 14:36:27]

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：

富達投資啟動兩只針對加密行業和數字支付、元宇宙的 ETF:金色財經消息，富達投資（Fidelity Investments）宣布啟動兩只針對加密行業和數字支付以及元宇宙的交易所交易基金（ETF），分別為Crypto Industry and Digital Payments ETF（FDIG）和Fidelity Metaverse ETF（FMET）。

其中，FDIG 會提供投資于支持更廣泛的數字資產生態系統公司的機會，包括涉及加密挖礦和交易、區塊鏈技術和數字支付處理的公司，而不會直接投資于加密貨幣；FMET 將提供針對開發、制造、分銷或銷售與構建和元宇宙相關產品或服務的公司的訪問機會。（businesswire）[2022/4/13 14:20:48]

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。

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：

智度股份宣布藝術元宇宙社區“Meta彼岸”公測:金色財經報道，3月1日，廣州智度宇宙技術有限公司宣布，公司旗下藝術元宇宙社區“Meta彼岸”產品正式開啟公測，目前支持VR端和移動端的“Meta彼岸”，已經在官網及PicoStore等VR設備應用商店上架，供用戶公開下載體驗。據介紹，“Meta彼岸”是智度股份、國光電器和智度集團結合區塊鏈技術和應用場景創新，共同打造的藝術元宇宙社區。“Meta彼岸”中不僅有藝術家個性風格的藝術展館，還可以通過社區中藝術策展等功能，能夠以更便捷有趣的形式，讓用戶在元宇宙里舉辦藝術展，為藝術提供新的打開方式。（新浪科技）[2022/3/1 13:29:27]

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。

Litentry推出元宇宙身份應用My Crypto Profile:8月23日消息，跨鏈身份聚合協議Litentry推出生態應用My Crypto Profile，通過關聯以太坊身份與推特賬戶讓用戶在推特上展示自己的NFT藏品，早期用戶還可獲得限量版NFT藝術品。據官網顯示，My Crypto Profile旨在連接元宇宙與社交網絡，并為用戶提供豐富的云宇宙身份展示。[2021/8/24 22:32:42]

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

元宇宙項目CoPuppy完成150萬美元初始種子輪融資:8月17日消息，元宇宙項目CoPuppy完成150萬美元初始種子輪融資，投資機構包括AxiaB Ventures、Everest Ventures Group，以及天使投資人Yield Guild Game (YGG)創始人GabtyDzon和Ainoca Brends市場總監James等。[2021/8/17 22:19:10]

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。

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：

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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