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：

分辨率10倍x刷新率2倍x其他感官10倍x并發人數50倍=10000倍

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，后面把英文報道也列出來。

芯東西12月16日報道，本周二，英特爾在RTC2021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RajaKoduri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

北京：重點發展通用人工智能、6G、元宇宙等細分產業:金色財經報道，北京市人民政府辦公廳印發《北京市促進未來產業創新發展實施方案》，目標到2030年，形成一批顛覆性技術和重大原創成果，構建一批應用場景、中試平臺和技術標準，培育一批行業領軍企業、獨角獸企業，建設一批創新中心和創新聯盟，培養引進一批戰略科學家、產業領軍人才、產業經理人和卓越工程師。到2035年，集聚一批具有國際影響力和話語權的創新主體，不斷開辟產業新領域新賽道，塑造發展新動能新優勢，形成若干全球占先的未來產業集群，建成開拓世界科技產業前沿的人才高地，成為全球未來產業發展的引領者。面向未來信息通信和先進計算需求，在海淀、朝陽、石景山、通州、北京經濟技術開發區等區域，重點發展通用人工智能、第六代移動通信（6G）、元宇宙、量子信息、光電子等細分產業。[2023/9/8 13:27:14]

Trulypersistentandimmersivecomputing,atscaleandaccessiblebybillionsofhumansinrealtime,willrequireevenmore:a1,000-timesincreaseincomputationalefficiencyfromtoday’sstateoftheart.

元宇宙游戲平臺AvatarLife完成150萬美元種子輪融資:6月26日消息，元宇宙游戲平臺AvatarLife完成150萬美元種子輪融資，Info Edge Ventures領投。此輪融資資金將用于產品研發、社區建設以及擴大其全球團隊。

據悉，Info Edge Ventures是Naukri.com母公司Info Edge India Ltd的投資部門。這是Info Edge Ventures在游戲領域的第三次投資，此前曾投資奇幻電子競技平臺Fanclash、基于VR的玩具制造商Mirana。[2023/6/26 22:00:53]

翻譯：真正持久和身臨其境的計算，大規模且數十億人實時訪問，將需要更多：計算效率比當今最先進的提高1000倍。

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：

京東陶大程：三五年后元宇宙技術會質變，未來整個世界都將成體驗終端:金色財經報道，在今年的世界人工智能大會上，“元宇宙（Metaverse）”成為聚光燈下的主角。京東集團高級副總裁、京東探索研究院院長陶大程在接受專訪時，他談到了自己對元宇宙的暢想，希望通過構建元宇宙供應鏈降低實體經濟參與數字經濟的門檻，幫助實體經濟完成數實融合的商業轉型，創造經濟價值和社會價值。?

陶大程稱，元宇宙目前還是前沿探索技術，目前還沒有大規模使用。除了游戲、娛樂、虛擬NFT等場景，我們認為元宇宙更大的價值體現在產業上，一方面如果我們能夠做到全息人機交互和精準的數字重建、數字仿真，對整個產業界都會有極大效率提升；另一方面依托元宇宙鏈接產業上下游，構建數實融合的供應鏈，也能夠幫助實體經濟實現盈利能力的提升。[2022/9/5 13:08:51]

"OnefoundationalthingwealwaysknewisthatforwhatweimaginedinSnowCrash,whatweimaginedinReadyPlayerOne,forthoseexperiencestobedelivered,thecomputationalinfrastructurethatisneededis1000timesmorethanwhatwecurrentlyhave."

元宇宙項目Bloktopia更改代幣釋放機制，投資者需持有25%代幣或延長至10年歸屬期:8月9日消息，元宇宙項目Bloktopia宣布在與私人投資者協商后，決定改變剩余75%代幣的釋放方式，以支持Bloktopia的長期增長并保護BLOK代幣價格。

具體而言，Bloktopia提供了兩種方式供投資者選擇，第一種方式是在最近5次分配中持有至少25%的代幣，并繼續持有所有未來分配的40%，只允許出售60%。

未能滿足該要求將自動觸發投資者轉移到第二種方式，即延長歸屬時間表以在10年內分配代幣，從下一次分配時間開始有5年的鎖定期。

如果投資者選擇第一種方式，需要從公開市場回購代幣，并在2022年8月16日之前存入最低要求的25%。[2022/8/9 12:13:14]

翻譯：我們一直知道的一件基本的事情是，對于我們在《雪崩》中想象的，以及我們在《頭號玩家》中想象的，為了提供這些體驗，所需要的計算基礎設施是當前的1000倍。

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。

正元智慧：公司數字貨幣等技術場景應用具備元宇宙特征:11月18日消息，正元智慧在投資者互動平臺表示，公司物聯網、數字孿生、人臉識別、數字身份、數字貨幣等技術場景應用具備元宇宙特征，公司十分關注元宇宙技術與應用的動態，積極探索未來數字教育領域的應用。（每日經濟新聞）[2021/11/18 22:01:32]

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=f1(a1,a2,a3,…)xf2(b1,b2,…)xf3(c1,c2,…)xf4()xf5()x…xg()xh()…

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

MetaQuest2的頭顯可提供1832x1920像素的分辨率，90Hz刷新率。但要達到沉浸感所需的視網膜級別的顯示效果，需要12450*6840的分辨率，也即最好在14K以上，如下圖1；且刷新率fps最好在180以上。

1832x1920是2K的分辨率。2022年9月Pico4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。

圖1VR頭顯需要多高的分辨率才能實現「視網膜」效果？

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PICONeo3，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bHapticsTactSuit，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：

f2xf3xf4xf5=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。

MatthewBall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=20x10x50=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，應用場景和底層基礎設施是相輔相成，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？

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