英特尔® oneAPI 渲染工具包加速赞奇科技视觉计算效率

概述

  • 依托英特尔® neaps 渲染工具包、第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器等英特尔软硬件技术的应用,赞奇科技进一步加速视觉计算负载运行,节省了成本。

author-image

作者

作为物理世界与虚拟世界 “数实交融” 的重要桥梁,视觉计算已经成为建筑设计、VR/AR、互动游戏、影视动漫、工业设计等行业领域赖以发展的关键计算形式,有助于为专业工作者提供更加高效的生产力工具,为消费者带来更具感染力、沉浸感的视觉体验。但同时,三维渲染等视觉计算负载会带来庞大的算力需求,对于软硬件的协同创新带来了严峻挑战。

为了给用户带来更加高效的视觉计算体验,江苏赞奇科技股份有限公司 (以下简称:赞奇科技) 采用了英特尔® oneAPI 渲染工具包,在英特尔® 硬件平台的基础上了加速了视觉计算效率,同时能够更好地控制视觉计算的总体拥有成本 (TCO)。特别是在高分辨率、大文件的渲染工作负载中,基于英特尔® oneAPI  渲染工具包的渲染方案具有突出的优势。

视觉计算给后端基础设施带来巨大挑战

视觉计算能够通过图像初始略图、三维重建等方式,将事物与场景特征以图片、视频等视觉方式表现出来,从而支撑建筑设计、 VR/AR、互动游戏、影视动漫、工业设计等领域的应用。近年来,由于用户对于视觉计算的信息密度 (如分辨率、粒子系统、体积采样、材质纹理、光线模拟)、计算效率都有了更高的要求,因此视觉计算对算力的需求也在不断提升,后面基础设施面临巨大性能挑战:

  • 如何充分发挥硬件在视觉计算中的潜能: 即使在相同的硬件平台上,不同软件优化方案也会在视觉计算中出现巨大的性能差异。尤其是在三维渲染等负载中,高性能的渲染工具会带来更高的视觉计算效率。
  • 如何应对新图形技术所带来的挑战: 光线追踪等重大的图形技术给视觉计算带来了巨大的革新,但同时这些新技术也意味着新的技术难题,如高于三角形的模型复杂度、路径追踪、合并量、几何渲染等,很可能会导致需要处理的数据爆炸式增长。
  • 如何应对不同架构的视觉计算需要: 为了满足不同场景、不同任务的需求,视觉计算任务常会需要跨架构进行扩展,这带来了额外的工作量与品牌锁定等顾虑。

解决方案:赞奇科技三维视觉计算云采用英特尔® oneAPI  加速视觉计算

赞奇科技构建了天蝎 PLUS 系统,以支撑渲云及赞奇超高清云工作站的相关业务。该系统分为基础设施层、多云互联、服务中台、应用平台层和服务层,其中 CPU、 GPU、网络和内存等关键的基础资源以云化的形式提供,支撑上层的在线协同、云端解算、云上仿真、离线渲染、实时渲染等应用。

为了加快视觉计算效率,赞奇科技采用了基于第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器的渲染平台。第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器基于平衡、高效的架构,该架构可提升内核性能、内存和 I/O 带宽,为处理从数据中心到边缘的各种工作负载提速。与第二代英特尔® 至强® 可扩展处理器相比,性能、吞吐量和 CPU 频率显著提高。该处理器内置 AI 加速功能,可提供无缝性能基础,有助于加快多云、智能边缘和后端等数据的变革性影响。

赞奇科技利用了英特尔® oneAPI 渲染工具包来提升渲染效果。英特尔® oneAPI 渲染工具包拥有 Embree、 Open Image Denoise、 OpenVolume Kernel Library、 OSPRay、 OpenSWR 等组件,旨在加速繁重的计算工作负载,例如光线跟踪、立体渲染和图像去噪,提供了一个高性能、高保真度、可拓展、性价比高的平台,将渲染能力提升至新的台阶。赞奇科技主要使用了英特尔® oneAPI 渲染工具包中的 Embree 以及 Open Image Denoise 组件。

 

  • 英特尔® Embree 显著提升 Vray 渲染引擎性能

英特尔® Embree 是英特尔开发的高性能光线追踪内核的集合,能够提高光线跟踪应用程序的性能。 Embree 内核针对支持 SSE、AVX、 AVX2 和 AVX-512 的最新英特尔® 处理器进行了全面的渲染优化。同时, Embree 支持运行时代码选择,以选择与 CPU 的指令集最匹配的遍历和构建算法。

为了验证英特尔® Embree 启用前后对于性能的影响,赞奇科技首先使用了 Vray 渲染引擎,并在不同的软硬件平台上进行了测试。测试数据表明,启用英特尔® Embree 之后,在英特尔® 至强® E5 - 2680 v4 处理器和英特尔® 至强® 金牌 6278C 处理器上获得了 1.3-1.5 倍的性能提升。从英特尔® 至强® E5 - 2680 v4 处理器升级到英特尔® 至强® 金牌 6278C 处理器获得了 1.6 倍的性能提升。

 

  • 英特尔® Embree 大幅提升赞奇科技渲染引擎性能

赞奇科技还将英特尔® Embree 集成到自研的渲染引擎上,并验证英特尔® Embree 启用前后的性能表现。测试数据显示,在英特尔® Embree 开启之后,性能有了 20% - 30% 的提升

 

  • 英特尔® Open Image Denoise 助力高效降噪

为了在渲染中实现高效降噪,赞奇科技采用了英特尔® oneAPI 渲染工具包的英特尔® 开源渲染降噪系统 (Open Image Denoise) 加速降噪。英特尔® Open Image Denoise 是一种 AI 加速降噪器,其目的是为开发人员提供一个开源的、高质量的解决方案,显着减少渲染时间。它通过滤除光线追踪方法 (如路径追踪) 常见的蒙特卡洛噪声来实现这一点。赞奇科技分别基于不同的渲染软件进行了测试。测试结果显示,英特尔® Open Image Denoise 的使用能够实现理想的降噪效果,同时对于渲染时间的影响较低。

英特尔携手赞奇科技加速视觉计算,提升设计效率

视觉计算行业从内容制作到最后项目渲染合成对本地电脑配置要求极高,企业需投入大量硬件成本。通过使用赞奇科技解决方案,可通过云端算力完美解决此问题,并助力企业提高工作效率,按时交付,让专业工作者把更多时间花在专业设计上。而依托于英特尔® oneAPI 渲染工具包、第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器等英特尔软硬件技术的应用,赞奇科技进一步加速了视觉计算负载的运行,并节省了成本。

 

  • 提升计算效能: 通过采用英特尔新一代的硬件设备,并通过英特尔® oneAPI 渲染工具包进行优化,赞奇科技有效提升了视觉计算的效率,可以帮助视觉设计师更高效地完成设计工作。
  • 高性价比: 英特尔® oneAPI 渲染工具包的采用提供了更高的性能密度,支持赞奇科技以更低的硬件成本实现性能目标。这在高负载的视觉计算任务中有着尤为突出的优势。
  • 降低应用门槛: 英特尔® oneAPI 渲染工具包提供了高扩展、跨架构的渲染平台,可帮助赞奇科技在优化可视化性能的同时,评估多种最新英特尔硬件的工作负载。该功能无需进行任何安装、设置或配置即可直接使用。