最近，采用了圖靈架構(gòu)的新一代英偉達RTX系顯卡終于登陸了筆記本平臺，在全新技術(shù)的加持下，現(xiàn)在游戲本也同樣可以通過人工智能和光追的技術(shù)，實現(xiàn)更為細膩的畫面、更為真實的關(guān)照、以及更好的抗鋸齒效果了。

這無論是對于畫面黨，還是對于鋸齒深惡痛絕的玩家而言，都是一大喜事。但是，RTX系顯卡的架構(gòu)，緣何要用“圖靈”這個名字，來命名呢？

圖靈與計算機

不少朋友對于“圖靈“的了解，通常都來源于科幻電影中”圖靈測試“的概念—;—;作為人工智能領(lǐng)域經(jīng)典的名詞，艾倫·圖靈提出的”圖靈測試“，常常在科幻故事當(dāng)中被用作測試人工智能與人類差異的”故事設(shè)定“（而事實上，它也的確是針對這方面的測試被提出的）。

但在學(xué)術(shù)界，用機器實現(xiàn)抽象概念的想法其實并不新鮮—;—;早在17世紀，萊布尼茲就曾設(shè)想過用機械計算來代替哲學(xué)家的思考了，只不過，最終從數(shù)理邏輯的體系中，發(fā)明出今日能夠?qū)崿F(xiàn)抽象概念的計算機體系，卻已經(jīng)是上世紀的事情了。

而歷史上的艾倫·圖靈先生，也并不僅僅只是人工智能領(lǐng)域的優(yōu)秀人才，除了數(shù)學(xué)家的身份外，他還是現(xiàn)代計算機體系架構(gòu)初期的重要貢獻者之一，甚至于現(xiàn)代軟件的設(shè)計理念，也有他貢獻的一份力—;—;”圖靈機“就是在那個主流社會尚且認為機器智能做簡單計算的時代提出的。

二次世界大戰(zhàn)期間，圖靈曾在“政府密碼學(xué)?！保℅C&CS，今政府通信總部）工作—;—;它位于布萊切利園，是英國頂級的機密情報機構(gòu)之一。

圖靈在這里從事密碼破譯工作，有一段時間，他還領(lǐng)導(dǎo)了小屋8號（Hut 8）小組，負責(zé)德國海軍密碼分析，并在期間還設(shè)計了一些加速破譯德國密碼的技術(shù)，包括改進波蘭戰(zhàn)前研制的機器Bombe，一種可以找到恩尼格瑪密碼機設(shè)置的機電機器。

圖靈在破譯截獲的編碼信息方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用，使盟軍能夠在包括大西洋戰(zhàn)役在內(nèi)的許多重要交戰(zhàn)中擊敗納粹，并因此幫助贏得了戰(zhàn)爭。

1945年至1947年期間，艾倫·圖靈住在倫敦的漢普頓，彼時，他正在國家物理實驗室（NPL）從事ACE（自動計算引擎）的設(shè)計工作。

1946年2月19日，圖靈曾提交過一份文件—;—;這正是存儲程序計算機的第一個詳細設(shè)計—;—;雖然馮·諾依曼關(guān)于EDVAC報告的初稿和圖靈的論文時間相差不多，但它的細節(jié)卻要少得多。

可惜的是，雖然劃時代的ACE是一個可行的設(shè)計方案，不過戰(zhàn)時保密工作最終還是導(dǎo)致了項目的啟動延遲，1947年底，失望的他回到劍橋休了整整一年的假期，并在此期間開始創(chuàng)作一部關(guān)于智能機械的論著。

于此同時，Pilot ACE正在他缺席的情況下建造，并最終在1950年5月10日執(zhí)行了它的第一個程序，這也奠定了后來計算機體系的基礎(chǔ)—;—;甚至可以說，這，正是夢開始的地方 （但是Turing ACE的完整版本是直到圖靈去世后才建成的）。

1948年，圖靈被任命為了曼徹斯特維多利亞大學(xué)數(shù)學(xué)系教授，并于1949年成為了計算機實驗室的副主任，開始為最早的存儲程序計算機之一—;—;曼徹斯特馬克1（Ferranti Mark 1）開發(fā)軟件。

這一年，他繼續(xù)在數(shù)學(xué)，和“計算機械和智能”（Mind，1950年10月），以及現(xiàn)代計算機體系建設(shè)中做出了更多抽象的工作。

這一年，圖靈還與他的前同學(xué)D.G. Champernowne進行了合作，開始為”一臺尚未存在的計算機“編寫國際象棋程序，并在1950年完成了該項目—;—;1952年的時候，圖靈開始試圖在Ferranti Mark 1（Ferranti Mark 1，在其銷售文獻中也被稱為曼徹斯特電子計算機，因而有時被稱為曼徹斯特Ferranti，是世界上第一臺商用通用電子計算機）上實現(xiàn)這一程序。

但很可惜，這臺最早的存儲程序計算機卻并沒有辦法流暢執(zhí)行該程序—;—;因而，圖靈開始改用翻閱算法的頁面，并在棋盤上執(zhí)行計算機指令的方式來“運行”程序（想象一下，這就好比現(xiàn)代沒有交互界面的情況下，一邊閱讀代碼，一邊手動操作的體驗），這也使得這一“程序”每次移動都需要大約半個小時的時間來完成。

按照加里卡斯帕羅夫的說法，圖靈這可是玩了一場可識別的國際象棋游戲（當(dāng)然，結(jié)果是程序輸了）。

后來美國新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國家實驗室的研究組根據(jù)圖靈的理論，在ENIAC上設(shè)計出了世界上第一個以電腦程序形式存在的的國際象棋游戲—;—;洛斯阿拉莫斯國際象棋。

圖靈與人工智能

此外，圖靈還解決了人工智能的問題，1950年，圖靈發(fā)表了一篇劃時代的論文，文中預(yù)言了創(chuàng)造出具有真正智能的機器的可能性，由于注意到“智能”這一概念難以確切定義，他還提出了一個名為圖靈測試的實驗，試圖為稱為“智能”的機器定義標準—;—;這個想法是，如果人類審訊者不能通過談話將人與人區(qū)分開來，可以說，計算機是會“思考”的。

”如果一個人（代號C）使用測試對象皆理解的語言去詢問兩個他不能看見的對象任意一串問題（對象為：一個是正常思維的人（代號B）、一個是機器（代號A）），在經(jīng)過若干詢問以后，如果C不能得出實質(zhì)的區(qū)別來分辨A與B的不同，則此機器A通過了圖靈測試?！?/p>

圖靈測試對人工智能的辯論具有重要的，特征性的挑釁性和持久性的貢獻，人工智能在半個多世紀后仍在繼續(xù)，并且，圖靈測試還是人工智能哲學(xué)方面的第一個嚴肅提案。

而且，歷史和現(xiàn)實還發(fā)生了驚人的重合點—;—;早在學(xué)界不斷碰壁，放棄模擬成人心靈的努力錢，圖靈就曾在論文中建議道，人工智能，不是建立一個模擬成人心靈的程序，而應(yīng)是制作一個更簡單的程序來模擬孩子的思維，然后讓它接受教育課程，就如同今日的深度學(xué)習(xí)智能一般。

2014年6月8日，人類歷史上首次出現(xiàn)了電腦通過圖靈測試的情況：”尤金·古斯特曼（Eugene Goostman）“成功地在雷丁大學(xué)（University of Reading）所舉辦的測試中騙過了研究人員，令他們以為“它”是一個13歲男孩（不過后來也有文章稱，它其實并非真正地通過了測試）。

圖靈架構(gòu)與圖靈

好了，說了這么多，我們再拐回來看看—;—;為什么剛剛登陸了筆記本平臺的RTX系顯卡，使用的架構(gòu)要叫做“圖靈架構(gòu)”呢？

圖靈是由Nvidia開發(fā)的GPU微體系結(jié)構(gòu)的代號—;—;作為Volta架構(gòu)的繼承者，它以著名的數(shù)學(xué)家和計算機科學(xué)家艾倫·圖靈命名。

該架構(gòu)于2018年8月首次在SIGGRAPH 2018上推出，是第一個能夠進行實時光線追蹤的GPU，它實現(xiàn)了計算機圖形工業(yè)的長期目標之一—;—;包括專用的人工智能處理核心（Tensor cores）和專用的光線跟蹤處理核心（RT cores）在內(nèi)，是業(yè)界的一大進步。

光線追蹤|Ray-tracing

圖靈架構(gòu)實現(xiàn)光線追蹤的功能，是通過RT核心來完成的，它執(zhí)行的光線跟蹤可用于產(chǎn)生反射，折射和陰影，取代傳統(tǒng)的光柵技術(shù)—;—;如立方體貼圖和深度貼圖（uv法線貼圖），帶來更為寫實的光影效果。

雖然全面替換光柵技術(shù)尚且只是理論層面的構(gòu)想，但圖靈架構(gòu)已經(jīng)能實現(xiàn)從光線追蹤中收集更加貼近現(xiàn)實的光影參數(shù)，來增強陰影和復(fù)雜的光影效果了。

這不僅減輕了游戲開發(fā)人員的制作成本（包括操作層面和渲染時間問題），也同時為玩家們帶來了更為細膩可信的畫面效果—;—;按照 Nvidia的說法，RTX系的顯卡，在實行光線追蹤技術(shù)的時候，所能提供的性能比之前的Pascal架構(gòu)增加了約8倍。

而具體到實際運作的圖形API，目前業(yè)界則主要有這幾種可選方案，包括英偉達的NVIDIA OptiX、微軟Microsoft的DXR，和VulkanAPI。

人工智能處理核心|Tensor core

光線追蹤的功能，主要是計算機架構(gòu)、計算機圖形學(xué)，以及軟件層面的技術(shù)應(yīng)用，雖然同圖靈先生早期的工作有一定交際—;—;但這還不足以讓Nvidia的工程師們把新架構(gòu)命名為“圖靈架構(gòu)”—;—;真正促成這一命名的，還是人工智能的因素—;—;人工智能正在推動歷史上最偉大的技術(shù)進步，而圖靈架構(gòu)則將其帶入到了計算機圖形領(lǐng)域—;—;憑借提供人工智能計算能力的Tensor Cores，圖靈GPU可以實時運行強大的AI算法，提升計算機渲染游戲場景時抗鋸齒，以及圖像銳度的呈現(xiàn)效果，創(chuàng)造出前所未有的，清晰而又逼真的圖像和特效。

于我個人而言，游戲的圖像和建模復(fù)雜度在游玩游戲時其實并不是最重要的—;—;最重要的是抗鋸齒問題，它深刻地影響著游玩過程中視覺疲勞的問題，如果沒有好的抗鋸齒技術(shù)的話，滿屏的狗牙在長時間游玩后，是足以勸退我對于一款游戲的熱愛的—;—;這對于用眼健康的危害太大了。

Tensor核心就是被用作進一步加速游戲場景最終圖像的生成—;—;Tensor核心用于填充部分渲染圖像中的空白，這種技術(shù)被稱為去噪。經(jīng)過在超級計算機上進行的深度學(xué)習(xí)，Tensor內(nèi)核學(xué)會了如何提高圖像的分辨率—;—;它會在超級計算機上學(xué)習(xí)并分析首要解決的圖像問題，通過示例和技術(shù)人員引導(dǎo)，得出想要的結(jié)果，并最終通過驅(qū)動程序更新的方式提供給消費者。

這一切，都是繼Max-Q命名之后，英偉達工作人員的另一波情懷行為—;—;為了紀念前文這位偉大而又天資聰慧的人物。

后記

可惜，這位天才一般的數(shù)學(xué)和計算機、人工智能研究者，并沒有得到他應(yīng)得的善終結(jié)局—;—;在他四十歲那年（也就是1952年），遭受入室行竊的他，被英國警方經(jīng)調(diào)查后控以“明顯的猥褻和性顛倒行為”罪，并進行了化學(xué)閹割—;—;1954年，一顆被咬過一口、浸過氰化物溶液的蘋果，孤零零地掉落在了地上，與此同時發(fā)生的，是一位數(shù)學(xué)及現(xiàn)代計算機體系的偉大貢獻者的隕落。

2012年，曾有21,000多人簽名請愿，要求英國政府追授圖靈死后赦免狀，但被當(dāng)局拒絕了—;—;直到2013年12月24日，英國司法大臣才宣布，英國女王伊麗莎白二世赦免了1952年因同性戀行為被定罪的艾倫·圖靈。

今日，我們都活在受益于圖靈的研究而得來的信息時代里，而圖靈架構(gòu)這一命名，也正是對前人最好的致敬。