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●仮想空間での共同作業やハイパフォーマンスなGPUを投入

12月12日と13日の2日間にわたって、NVIDIAが技術者向けイベント「GTC Japan 2017」を開催した。GTC Japanは、日本最大のGPUテクノロジーイベントであり、多くの講演やワークショップ、展示などが行われた。ここでは、その中でも最も注目すべき講演である、ジェンスン・ファンCEOによる基調講演の様子をレポートする。

ジェンスン氏の基調講演は2日目に行われたが、一番広い会場もあっという間に満席になり、立ち見がでるほどの盛況となった。基調講演のタイトルは「新しいコンピューティングの時代」であり、その要旨は以下の通りだ。

○仮想世界で物理法則に基づいたコラボを提供「NVIDIA Holodeck」

この5年間で、GPUの性能は10〜50倍に向上し、世代はKeplerからVoltaへと3世代進化している。また、NVIDIAのGPUを活用する500以上ものアプリケーションやツールが登場している。

NVIDIAは、コンピューターグラフィックスの長年の夢であるバーチャルリアリティ(VR)を実現した。何かが創造される世界をフォトリアリスティックに、物理学の法則に従いながら、距離を超えてどこにいても多人数が同時に分かち合うことができる。これがNVIDIAの新技術「NVIDIA Holodeck」である。

基調講演の中で、3人の人間がHolodeckで、コミュニケーションを行うデモや車のボンネットの中からエンジンをとりだし、その部品をバラバラにして確認することなどのデモが行われた。

Holodeckはまだ開発途中であるが、アーリーアクセスでの提供が開始されている。Holodeckは、CATIAやCreoなどの3D CADで3DモデルをMayaや3dsMAXでレンダリングしたものを、そのまま利用できるようになっているため、さまざまなアプリケーションが考えられる。SFのような世界がもうすぐ実現されるのだ。

○1PFを実現したAIスーパーコンピューター「DGX」「DGX Station」

また、NVIDIAは2017年に125TFLOPSの演算性能を持つVoltaを発表。初の1PF AIスーパーコンピューター「DGX」と「DGX Station」も投入し、多くのクラウドやサーバーベンダーに採用された。

さらに9月に発表した「TensorRT 3」は、プログラマブルな推論アクセラレータで、ディープラーニングの推論を数十倍高速化する。DGXとTensorRTにより、データセンターのTCOは10倍改善されるという。

ラック4本を占有する160個のCPUを搭載したサーバーの処理能力と同じ処理能力を、Tesla V100 GPUを8基搭載したNVIDIA HGX1台で実現可能であり、コストは6分の1、消費電力は20分の1になるほか、4本のラックが1つのボックスで済むので設置スペースも大幅に削減できるとアピールする。

2017年は、125TFLOPSの演算性能を持つVoltaが登場。また、初の1PF AIスーパーコンピューター「DGX」と「DGX Station」も、多くのクラウドやサーバーベンダーに採用された

●AIが困難な問題を次々に解決

Skylake+TensorFlowというシステム構成において、ディープラーニングによる花の識別を行わせると、1秒間で4.7枚の画像を識別できる。それに対して、Tesla V100+TensorRTでは、1秒間で913枚の画像を識別でき、Tesla V100を8基搭載したDGX-1Vでは、1秒間で実に7067枚もの画像の識別が可能であった。Skylakeと比べると、性能差は約1500倍にもなる。

○AIが困難な問題を次々に解決

こうしたGPUの性能向上により、AIは飛躍的に進歩し、これまで解決不可能だったさまざまな問題を次々に解決しているという。例えば、レンダリングが完了していない画像を補完するオートエンコーダーや、音声に基づく顔のシミュレーション、レンダリング画像をフォトリアリスティックなスタイルに変換するセマンティックマニピュレーション、現実の顔から存在しない人物のリアルな顔を生成するプログレッシブGAN、音楽を作曲するRNNなどがその成果だ。

ディープラーニングは、画期的なソフトウェア開発のアプローチだが、一方で強力なPCインフラを必要とする。NVIDIAは、PCからスーパーコンピューターまで、シングルアーキテクチャで学習と推論ができ、あらゆるフレームワークに対応していることが魅力だという。

また、日本におけるAIの現状だが、富士通のサーバーや産総研のABCIスーパーコンピューターにVoltaが採用されたほか、FANUCもNVIDIA AIを利用。PFNのChainerは、トレーニング速度で世界記録を達成した。さらにSC17では日本から55件のAI論文が発表され、60ものAIスタートアップが生まれているなど、AIについても日本では先進的な取り組みが行われている。

AIは、現代の最も強力な技術であり、日本が自動車、製造、重工業、医療のような重要な領域で世界的なリーダーシップをとるために、AIは不可欠だと強調する。

○自動運転車はソフトウェアによって定義される

AIは、自動運転車や産業・福祉ロボットのような未来を実現する技術だ。AIが活用される最も重要な分野といえるのが、自動運転車である。自動運転車は新しいタクシーサービスを可能とするほか、長距離運転の負担軽減などを実現するという。

さらに、自動運転技術は車のスタイルや使われ方をも変える。将来の車は、単に目的地に向かう手段ではなく、リラクゼーションとエンターテインメントの場になるとしている。

自動運転車はソフトウェアによって定義され、NVIDIAでは「NVIDIA DRIVE」と呼ばれる自動運転アーキテクチャを開発している。完全自動運転車の開発は、コンピューティング史上、大きなチャレンジの1つであり、高速センサー、スーパーコンピューター、複雑なAIとソフトウェア、複雑で多様な運転状況をナビゲートする最高レベルの安全性と信頼性が求められる。

自動車メーカーは、L2 ADAS、L3/4自動走行、L5ロボットタクシーまで共通のアーキテクチャの作成に挑戦する。レベルが上がるごとにより多様な道路状況への対応、より高解像度のセンサ、より高い冗長性および柔軟性が必要になり、開発は指数関数的に複雑になる。

NVIDIA DRIVEでは、自動トランクオープンや自転車警告、わき見運転警告機能などを実現しており、今後もさまざまな機能を実装する。

そのためには、生産性の高い開発ツールが揃った、強力でスケーラブルなアーキテクチャが求められるとして、NVIDIAは世界初をうたう自律動作マシン用プロセッサ「XAVIER」を開発した。XAVIERは、高い電力効率に加えて、豊富なI/O、30TOPS(trillion operations per second)の演算性能を備える。

○日本の産業の未来にはロボティクスが不可欠

新技術は将来の建設現場も変える。AIを搭載した建機が障害物を検出し、自律的にナビゲートしてタスクを処理するほか、環境をスキャンして遠隔地に送り、オペレーターはVRで建機を遠隔操作することができるようになるという。

日本の建設業界では、コマツがAI建設のために、NVIDIA Jetson TX2を建機に搭載することを発表。4,000の現場で導入を開始する。日本の産業の未来には、ロボティクスが不可欠だとして、今後も取り組みを進める。

IREX 2017(国際ロボット展)には200以上の産業用ロボット企業、150以上のサービスロボット企業が出展した。将来的には全てのロボットがAIによって動くとの見通しだ。

○仮想ロボットシミュレーション環境Issac

ジェンスン氏が公演の最後に見せたのが、開発中の仮想ロボットシミュレーション環境「Issac」である。Issacは、ロボットの機械的モデル、センサーモデル、アクチュエーターモデル、環境の正確なモデル、物理シミュレーションを実現しており、仮想世界の中で仮想ロボットのAI(ニューラルネットワーク)を学習させることができる。

ゴルフクラブの使い方を一切教えずに、ロボットにゴルフのパットを学ばせるデモが公開された。当初は、まともにクラブをボールにあてることさえできなかったロボットが、学習を重ねることで上達していき、最後はどこからでも一発でホールに入れることができるようになっている。

Issacで学習して進化したニューラルネットワークのパラメーターは、そのまま実際のロボットに転送することができる。Issacを使えば、実際のロボットと学習環境を用意せずに、ロボットのAIを鍛えることができるので、AIロボット開発に必要な時間やコストを大幅に削減できるとした。