物理加速卡修成正果!NVIDIA收购AGEIA

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美国当地时间2月4日，NVIDIA（英伟达）正式宣布收购以物理加速技术见长的AGEIA（奥加）公司，这次收购案虽然不如微软企图吞并雅虎那么轰轰烈烈，但在图形技术领域却具有深远意义——因为就在去年，处理器巨头Intel收购了另一家靠物理加速引擎为生的公司Havok，明争暗斗多年的两家物理加速公司，在有了两大巨头撑腰之后，竞争将会愈演愈烈！

Ageia公司的成名绝技就是PhysX物理加速卡以及PhysX物理加速引擎，它能够为3D画面提供逼真而又复杂的物理效果，该引擎目前已被140多款游戏所采用，由于PhysX已经拿下了知名度最高、且支持跨平台的《虚幻3》引擎，因此前途一片光明。除了PC游戏之外，PS3、XBOX360和Wii三大游戏主机上都有采用相关技术的游戏。目前，使用PhysX物理引擎SDK的开发者超过一万人。

BFG和ASUS生产的Ageia PhysX物理加速卡

许多人都是从物理加速卡接触Ageia这家公司的，其实硬件只不过是点缀，Ageia的物理引擎才是赖以生存的资本，采用PhysX引擎的游戏，即便没有物理加速卡的支持，也能够依靠CPU模拟出生动、逼真的物理效果，只不过是速度慢一些而已。插入物理加速卡之后，游戏物理效果的丰富程度以及流畅度都会大大改善。

在深入人心的CPU和GPU之间，Ageia要横插一颗PPU进来，何其难也！

但是，对于物理加速卡这种新生事物，势单力薄的Ageia凭一己之力很难影响整个产业，游戏玩家的接受程度普遍不高，再加上物理加速卡定价偏高，导致硬件难以普及。而且三大巨头Intel、AMD和NVIDIA都对Ageia的方案冷眼以对：Intel铁了心要搞CPU软件物理加速，不然谁买你的四核CPU？AMD/ATI和NVIDIA之前一直在和Ageia的死对头Havok合作，秘密研制GPU物理加速方案，并且初见成效，业界对于Ageia的处境都不看好。

如此一来处境就很明朗了，孤掌难鸣的Ageia出路只有一条，那就是卖给实力更强的大公司。在Intel收购Havok之后，Ageia也在寻求强有力的靠山，最终Ageia加入了业绩蒸蒸日上、实力日渐雄厚的NVIDIA公司，“PhysX Now Avaibale in Green”这条加入绿色军团的标语也有着更深层次的含义……

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由于CPU物理加速已经走向成熟、且多核CPU过剩的性能正好可以用来进行小规模物理加速；而GPU物理加速前景广阔，新一代架构的GPU拥有远超CPU和PPU的恐怖浮点运算能力，一旦软件成熟必将成为主流；所以PPU物理加速只能说是生不逢时。但在技术和引擎方面，Ageia的实力是毋庸置疑的，NVIDIA正是看中了这一点，才不惜重金收购Ageia！

Ageia PhysX PPU

NVIDIA CEO黄仁勋如是说：“AGEIA团队是世界级的，他们拥有和我们同样的激情，创造最令人惊叹和最有魅力的游戏体验。通过创造世界上最深入人心的GPU和物理引擎品牌的强强联手，我们可以将GeForce加速的PhysX技术带给全世界数以百万计的游戏玩家。”

AGEIA创始人之一，CEO Manju Hegde则说：“NVIDIA对于我们是完美的选择，他们拥有世界上最好的并行计算技术，是GPU和游戏业界的领袖，我们有同样的创造激情，同样的文化，可以进一步推动消费体验。”

NVIDIA收购AGEIA后，其技术将不仅用于游戏物理运算方面。黄仁勋表示，其CUDA通用计算技术将从中受益，为各种需要大运算量的通用计算应用提供支持。

AGEIA公司于2002年建立，在美国、瑞士和中国北京设有办公室。关于此次收购细节目前尚未公布，预计NVIDIA将在2月13日的季度财报电话会议上公布详细情况。但是考虑到AGEIA收购的激烈竞争，估计NVIDIA付出的代价不低。

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NVIDIA收购Aegia很大程度是被Intel“逼”的，因为之前NVIDIA和另一家物理引擎大厂——Havok有着密切的合作关系，06年NVIDIA提出的SLI PhysX物理加速方案就是基于Havok最新的4.0引擎，它能够通过DirectX SDK调用GPU Shader模块处理物理运算。

Havok和Ageia是一对老冤家了，双方各提供了一套完整的3D图形物理加速解决方案，其中Havok倡导“软解”，就是充分利用多核心CPU的资源进行物理加速，由于软件支持到位因此Havok引擎率先得到了很多游戏及引擎的支持，大家应该可以在很多游戏的启动画面中看到Havok的Logo：

NVIDIA宣布大力支持Havok物理引擎

Havok并没有满足于目前的成就，除了CPU物理加速引擎之外，Havok还在研制GPU物理加速，并且和NVIDIA和ATI双方都保持的良好的合作关系。每当NVIDIA或ATI吹嘘自家的GPU物理加速有多么厉害的时候，我们总是可以发现那些演示Demo上都打着Havok的Logo，由此可见Havok在GPU物理加速这项技术中扮演的举足轻重的作用！

ATI展示的GPU物理加速Demo，可以看到背景有Havok Logo

正当GPU物理加速前途一片光明之时，谁也没有想到半路会杀出来一个程咬金——2007年9月Intel闪电收购Havok，使得GPU物理加速嘎然而止！正在大力推广四核CPU的Intel显然不会鼓吹GPU物理加速，即便Intel想要推广GPU物理加速，也要等到2009年以后自家独立显卡发布之时才有可能。这就使得NVIDIA和ATI犹如哑巴吃黄连、有苦说不出来。

对于雄心勃勃想要进军独立显卡市场的Intel来说，收购Havok可谓是一举多得，既打击了对手NVIDIA和ATI，还壮大了自身的实力。因为业界都对物理技术产生了高度重视，物理加速将会成为继DX10之后的又一3D图形制高点

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既然财大气粗的Intel已经横刀夺爱，NVIDIA和AMD也无可奈何，于是两者的目光都转移到了还在孤军奋战的Ageia身上。Havok在游戏开发商和支持度方面要强于Ageia，但Ageia的PhysX SDK是免费授权使用的，全球开发者与日俱增，著名的暴雪娱乐、甚至国内很多游戏开发商都开始使用PhysX引擎，影响力不容小视。

物理加速技术成为了新的竞争热点

于是，这家特立独行的物理加速公司很快便成为了抢手货，NVIDIA、AMD、索尼、任天堂等公司纷纷抛出眉眼，希望将其招至麾下。正所谓时势造英雄，前途暗淡的Ageia在竞争对手Havok被收购之后，业界对其好评人如潮，股价一路飙升，身价与日俱增！

AMD率先公开表示有意收购Ageia，这对于同时拥有CPU和GPU的公司来说，无疑能够做到物尽其用。无奈2007年的AMD正在处在几年来的低迷时期，股价屡创新低、负债累累、手头资金有限，再加上06年吃掉的ATI尚未完全消化，此时的AMD显得心有余悸。

AMD也想收购Ageia，无奈囊中羞涩

通过AMD开发关系部Richard Huddy的谈话，我们可以看到AMD心有余而力不足的惋惜之情：“我们在三个月一次的例会上，有个人问我为什么不买下Ageia。我们主要的问题是考虑到Havok报价比合理价格超过了一亿美元，如果我要收购Havok的话，我的报价可能只会出10%的价格。如果AGEIA提出了一个相当的报价，那么对于AMD来说是一个比较大的问题。大家都知道，我们的现金不多，如果要投资1亿美元来获得物理技术实在是太浪费了，毕竟这还是一个小市场。”

AMD早就料到NVIDIA也很想吃掉这块肥肉，Richard Huddy在去年底曾谈到：“我打赌NVIDIA也想收购，还有其他公司，例如索尼或者任天堂都希望获得通过收购Ageia来获得下一代的知识产权和硬件，对Ageia感兴趣的公司太多了。竞争的唯一有力筹码就是价格，这抬高了Ageia的收购价。”

简单来说，AMD认为大家都在哄抬物价，此时收购Ageia并不划算，但对于正处在巅峰时期的NVIDIA来说资金不是问题，只需要一个决心而已。于是NVIDIA为避免节外生枝，当机立断火并Ageia！

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之前ATI和NVIDIA鼓吹的GPU物理加速都是基于Havok FX引擎，在Havok被Intel收购之前GPU物理加速一直都是雷声大雨点小，Havok被收购之后希望更加渺茫。此次NVIDIA有了Ageia的技术支持，相信一定能够把物理加速提上日程。

Havok和Ageia这一对冤家终于找到了各自强有力的靠山，Intel和NVIDIA都是满载而归，AMD应该是最大的受害者。且不谈CPU综合性能，光是在CPU物理加速能力方面（Crysis中大量物理效果都是由CPU运算），AMD四核与Intel四核的差距很大；如今两大物理公司均被竞争对手所收购，AMD在技术方面始终受制于人，在未来物理领域前景令人担忧。

Aegia虽然专精于PPU物理加速，但通过Ageia和NVIDIA双方的官方收购声明来看，NVIDIA不会力推单独的物理加速卡，而是要通过PhysX引擎让GeForce GPU进行物理加速，真正将GPU物理加速从幕后推向前台。

NVIDIA曾经的GPU物理加速构想，现在Havok FX变成了PhysX

正所谓分久必合，以往的3D图形加速卡、视频解压卡都成为了历史，物理加速卡自然也不会例外。经过多年的发展，GPU剥夺了很多原本交由CPU处理的运算，如T&L（坐标转换与光源）、高清视频解码、几何着色，接着显然就轮到物理加速了。

CPU物理加速目前已经得到了普及，无奈四核CPU的性能也很有限，难成大器，相信Intel也深知这一点；PPU物理加速性能虽强，但成本太高，难以普及；唯有GPU物理加速才是王道，但是目前尚未形成统一的标准，Aegia和Havok各自为政，未来的GPU核心通过专门的控制模块支持物理加速、还是通过微软DirectX兼容物理加速，相互较劲的几大巨头会给大家答案的，目前讨论还为时尚早。

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华硕物理加速卡 图片

华硕物理加速卡显卡图片 共21张

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不知道你是否和小编有过如下相同的游戏经历，在《使命召唤：联合进攻》中，当你正驾驶着坦克攻城掠地，所向披靡的时候，却被眼前的一片灌木丛挡住了去路；同样当我们被隐藏在墙背后的敌人偷袭弄得不知所措的时候，我们为何为不能在游戏中直接把围墙砸烂攻击他们？可能会有很多玩家嘲笑说：“你根本不会玩游戏，这个游戏的规则不是这样的。”但我想说，游戏环境是现实的翻版，现实里我可以这么做为什么游戏不可以？！

　　其实，几乎现在所有的游戏都存在这样的问题，他们不是不愿意提供近乎自然的游戏方式，而是因为目前的处理器还没有足够的能力去满足开发者大规模仿真现实物理场景的需求。

　　在3D技术发展早期，图形芯片只能完成常规的渲染操作，而关键的建模和光照运算必须通过软件模拟的方式由CPU来完成，这种情况到1998年8月GeForce 256面世后终于得到了极大的改善，NVIDIA在推出这款具有划时代意义的图形芯片的同时，还带来了全新的GPU（图形处理器）概念。GeForce 256具有硬件T&L（几何转换和光源处理）引擎，可独自完成建模和光照运算，大大降低了CPU的负担，显卡的3D效能也获得了突飞猛进的提升！

　　尽管GPU的出现让CPU减轻了负担，但近年来GPU除了工艺水平的改进、频率的提升、管线的堆叠之外，产品自身并没有实质性的变革，CPU仍要负责图形相关的物理运算工作。GPU从技术的百家争鸣到现在的两强争霸，我们似乎能看到的3D技术的实质进步越来越少，单调的速度和规格的提升越来越让消费者感到疲惫，似乎真有必要出现一些技术“兴奋剂”来重新唤醒人们对技术的激情。正是应验了这句老化“伟大的变革总是在悄无声息中酝酿发生”。

Ageia CEO：Manju Hegde

　　在05年游戏开发者论坛（Game Developers Conference, GDC）上，一家名不见经传的美国半导体设计厂商Ageia发表了世界上第一颗采硬件加速物理运算处理器（Physics Processing Unit, PPU）“PhysX”，有了它在3D游戏和应用中我们可以看到更多真实的物理运算过程。这带来的好处是3D环境中的事物将无比真实，其运动将遵循物理定理而不是按事先指定好的一种或者多种方式进行。可以说，更多的物理运算的加入，可以让3D世界变成真正的世界，开篇中我们提到的问题将可能会迎刃而解。

　　Ageia公司推出的PPU能将现在最顶级处理器模拟物理特征的物体个数从30—40个拓展到40000到50000个，当我们看到这样悬殊的数字对比时，就会明白我们为什么要去关注它了。

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●名不见经传的Ageia

　　首先我们有必要了解一下Ageia这个名不见经传的情况。Ageia公司的创始人一共有五位，他们是在美国一家名为MinMax technologies的半导体设计公司们共事相识的。当时团队研发了业界第一块基于网络处理器的大型交换机，当完成这个项目后，他们几个人聚在一起决定开创自己事业，于是就有了现在的Ageia公司。新公司首先研发了业界首款三芯片10 GPS数据处理能力的网络处理器，接下来他们决定尝试一些能带来更大影响力和革命性的东西，于是就有了今天的“PhysX”。

●究竟什么是PPU？

　　物理处理器是英文Physics Processing Unit的直译叫法，英文缩写为PPU。它是一种专门设计的用来加速物理模拟算法执行的处理器产品。它能加速的模拟算法包括刚体动力学、碰撞检测、流体模拟、软性物体和物体破裂模拟。通过这种硬件设备，我们能将现在计算机系统的中的处理器从其不擅长的物理模拟和人工智能算法中解放出来，让CPU、GPU和PPU各自负责自己在游戏中最擅长的部分。PPU使得游戏角色和整个游戏场景有尽乎自然的交互性，把游戏画面呈现的物体都可以尽乎自然的方式进行操纵和影响，想想那会是怎样的一种游戏体验。

通过PPU实现液态的真实变形

　　如果CPU是为了达到更快的运算速度，GPU是为了达到更好的图像效果，那么PPU就是为了使游戏更加真实。在以前的3D游戏中，大多数的背景和物体都只是一些死死的贴图效果，毫无真实感可言。而在去年发布的FPS游戏大作Half Life 2（半条命2）中，游戏开发商就给了玩家们一个非常真实的物理世界。你可以在游戏中捡起一个废纸盒，然后把它抛向远处，然后可以看见它撞击到墙壁以后反弹到上地面上，溅起一阵灰尘。接近于真实物理效果使得游戏不再是由一个个的贴图组成，任何物体都是可移动的，它们都遵守着游戏中的物理参数，组成了一个“真实”的游戏世界。

　　此外，相信用3DMark03测试过显卡性能的玩家都记得，在3DMark03测试画面中有这么一个场景：在树木茂密的大自然中，阳光普照，有河流和各种植物，十分漂亮。在这个场景中，画面由河流转入到岸上场景以后，大家会发现帧速下降得非常厉害，性能较好的显卡大概可保持在每秒20～30帧，而低端显卡的表现就有些惨不忍睹了。这时就需要一个专门的PPU来接管这些物理计算任务。iD Software Jhon Carmack曾说过：“我们仍然在做一些基础琐碎的事，未来的游戏将模拟天气，模拟流体，模拟空气中的粉尘……”，从中可以看出物理模拟的现实发展可行性和紧迫性。

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实际上PPU完全不同于现有CPU/GPU的新硬件，它是作为两者的补充要素出现的：GPU设计的目的是以高度并行化的流水线设计进行高效率的3D转换、生成实时光照效果、物体转换以及渲染和输出，所以GPU可以看作是解决物体视觉呈现问题的硬件。与此对应，CPU是以通用目标处理为设计目标的设计，它能通过广泛的软件获得绝大多数应用的，但是所有的应用都得不到最优化的设计，自然也达不到最高的性能比。

CPU、GPU和PPU的三角关系

　　其实了解这三种处理器的异同的最好方式是了解它们是如何和游戏引擎产生交互的。像CPU 这种设备主要是思考游戏怎么对于玩家的操作产生反应，而PPU 的设计是为了表现真实的游戏世界和玩家的操作怎么去影响这个虚拟世界。

　　从另一种观点来看，CPU的设计是一种开放的，具有高度灵活性的计算引擎，它提供给程序员一个能快速开发各种应用程序的平台，而PPU和GPU则是专门研发用来执行特定应用的处理器，它们能在自己特定算法的执行能力上大大超过CPU所能提供的性能。

　　PPU的处理技术和GPU是完全不同的两个运算概念，因为物理运算需要十分强大的整数及浮点运算能力，而将以上这些分离出来交由PPU负责是PPU架构的最大优势，这意味着未来3D运算也将从现有的CPU、GPU配合的方式变为CPU、PPU和GPU三者共同协作。而PPU的概念也是基于这一点，它将原本使用软件技术并通过CPU运算处理的物理反应计算再提取出来，给专门负责物理运算的芯片来处理。

　　比如在模拟一个大石头滚下山坡的场景时，现有的双核处理器只能处理800～1000块石头互相碰撞、反弹、急冲的景象，无法展现出更广阔的场景。而PhysX处理器专门针对这类运算设计，处理能力远远超过CPU。在模拟上述场景时，PhysX至少能同时模拟4200块石头同时滚下，而在运动的过程中，每块石头都以不同的物理条件自由下落，石头会因为高度、速度、重力及撞击而改变运动规则，它创造的完全是一个“真实”的客观世界。

　　既然需要拥有如此强大的物理运算能力，那么拥有强大性能的双核CPU是否会更少依赖PPU的工作呢？而Ageia则认为PPU的作用是无法替代的。Ageia公司还表示说这远非PhysX的性能极限，在改进驱动程序之后，PhysX可将模拟的石头数量提高到惊人的32000块。可以说，PPU使游戏不再是由一个个的贴图组成，任何物体都是可移动的，它们都遵守着游戏中的物理参数，组成一个“真实”的游戏世界。

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在了解了PPU的强大实力后，我们来将目光投向Ageia PhysX这里芯片上。

　　据Ageia公司介绍，PhysX PPU的晶体管总数达到1.25亿个，功耗25W左右，采用130nm制造工艺，而其核心面积也达到182mm2。PPU卡采用PCI-E或者PCI接口。和显卡一样，由于要涉及到大规模的数据运算和处理，PhysX也搭配了128MB的GDDR3显存，所以说物理加速除了没有视频输出接口以外，外观上和显卡的区别并不大。

　　PPU将接管游戏当中所有的物理计算，PPU每秒可以生成32000～50000个粒子或者刚性物体，现在的处理器＋物理引擎每秒可以生成几百个粒子或者刚性物体。

由于Ageia本身没有晶圆工厂，因此PhysX PPU芯片将可能交由台积电（TSMC）来负责生产。今后Ageia也将会寻求板卡制造厂商来生产搭载PhysX PPU芯片的PCI Express ?或?接口（或普通的PCI接口）板卡。玩家只要将这一具有物理运算处理功能的板卡安装至计算机上的兼容接口上，通过特定的API（应用程序接口）或SDK（例如NovodeX物理引擎），玩家便可在游戏中享受硬件级加速物理反应运算的好处。

　　Ageia公司CEO先前在接受采访时表示：“我们现在正在广泛联系高端OEM厂商、主板生产商、显卡厂商、笔记本厂商以及其它很多的企业，通过它们把采用我们PPU的产品带到游戏玩家手中。目前，已经有多家厂商对PhysX PPU表现出了浓厚兴趣，其中包括华硕、BFG和Club3D等都已经推出了样卡，让我们一起来看看。