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業界觀點

黃教主的陽謀:從(cóng)顯卡之王到(dào)AI芯片霸主

業界觀點

提起英偉達,就繞不過遊戲顯卡。英偉達的顯卡(芯片)早就不局限于玩(wán)遊戲,現(xiàn)在人們用(yòng)來(lái)做深度學習、自(zì)動駕駛、AI計(jì)算(suàn)。

回看(kàn)英偉達曆次GTC發布會(huì),總是給人一種印象,AI計(jì)算(suàn)、元宇宙、比特币、雲計(jì)算(suàn),英偉達每次都在風(fēng)口上(shàng),從(cóng)來(lái)不會(huì)缺席。

就拿ChatGPT來(lái)說,不僅帶火了(le)AI芯片,也(yě)讓英偉達赢麻了(le)。互聯網科技巨頭都在忙活着向英偉達下(xià)訂單,爲AI大(dà)模型軍備競賽做準備。

從(cóng)一家專一的遊戲顯卡公司,一舉騰飛(fēi)成爲人工(gōng)智能(néng)時(shí)代的帶頭大(dà)哥(gē)。英偉達憑什(shén)麽可以站(zhàn)在時(shí)代風(fēng)口,它的底層邏輯是什(shén)麽?

01

從(cóng)顯卡之王到(dào)AI芯片霸主

1.從(cóng)顯卡的逆襲之路開(kāi)始

在遊戲世界中,英偉達被冠以“顯卡之王”,幾乎是高(gāo)端顯卡的代名詞,其創始人兼CEO黃仁勳是玩(wán)家口中的“皮衣刀(dāo)客”、“顯卡教父”。

不過黃仁勳的顯卡創業之路并非一帆風(fēng)順,而是充滿曲折。1993年,技術出身的黃仁勳與兩位志同道(dào)合的工(gōng)程師共同創立英偉達,立志要成爲計(jì)算(suàn)機圖形處理(lǐ)領域的老(lǎo)大(dà)。但(dàn)在創業初期,黃仁勳帶領團隊耗時(shí)兩年打造的第一款産品就以失敗收場。

1995年,英偉達信心滿滿發布第一款顯卡産品NV1,由于不兼容競争對(duì)手3DFX的Glide 3D标準,市場表現(xiàn)慘淡,甚至讓英偉達處于破産邊緣。1996年,英偉達不得不停止銷售NV1。

而另一邊,微軟爲了(le)抗衡世嘉、索尼、任天堂等日本遊戲機廠(chǎng)商,推出了(le)direct x标準,希望自(zì)己掌控行業标準。就在這(zhè)生死關頭,黃仁勳做出了(le)後來(lái)被證明(míng)是關鍵性的決策:義無反顧地支持微軟剛出爐的direct x标準。也(yě)就是說,英偉達要将自(zì)己和(hé)大(dà)佬微軟綁在一輛戰車上(shàng)。

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彼時(shí)的教主也(yě)沒有想到(dào),将在20多年後,和(hé)抱住的大(dà)腿一起,成爲驅動人類社會(huì)進步的前沿科技企業。當然這(zhè)是後話(huà)略去不表。

經過兩年努力,英偉達在1997年推出全球首款128位3D處理(lǐ)器RIVA 128。跟首款産品截然不同的表現(xiàn)是,RIVA128一經推出便迅速獲得了(le)市場的一緻好(hǎo)評,其在前四個月内出貨量就突破了(le)一百萬顆。

背靠微軟在操作(zuò)系統的壟斷地位,深度綁定微軟的英偉達成功在顯卡領域站(zhàn)穩腳跟。與此同時(shí),個人計(jì)算(suàn)機在PC時(shí)代的浪潮中快(kuài)速普及,英偉達的顯卡出貨量快(kuài)速飙升并超越當年競争對(duì)手3DFX。

1999年,英偉達提出GPU概念,推出曆史上(shàng)首款GPU GeForce 256。憑借GeForce 256實力不俗的綜合性能(néng),英偉達一戰成名。

2000年,英偉達成功将顯卡先驅3DFX收入囊中,顯卡一哥(gē)地位從(cóng)此确立。也(yě)是在這(zhè)一年,微軟選擇英偉達爲其首款Xbox遊戲機提供圖形處理(lǐ)器,兩者的關系更進了(le)一步。

然而,顯卡一哥(gē)的位置并不好(hǎo)當。在2008年-2010年期間,英偉達GT200及GF100産品由于過高(gāo)的發熱和(hé)功耗等問題,導緻英偉達再次遭遇生存危機,其收入大(dà)幅下(xià)滑,市場份額一度被競争者ATI超越。

直到(dào)英偉達通過芯片設計(jì)的優化推出GF110,才重新奪回顯卡老(lǎo)大(dà)地位。

2.全面擁抱GPU的進階之旅

自(zì)從(cóng)英偉達的首款GPU大(dà)獲成功,黃仁勳下(xià)定決心走上(shàng)重塑行業的道(dào)路——讓GPU更有作(zuò)爲,而不僅僅是圖形處理(lǐ)。現(xiàn)在回過頭看(kàn),黃仁勳當初帶領英偉達布局GPU幾乎是押注了(le)全部身家。

一方面,英偉達不斷研發驅動GPU架構叠代升級,向高(gāo)端顯卡轉型;另一方面,英偉達持續加強GPU用(yòng)于通用(yòng)計(jì)算(suàn)的能(néng)力,開(kāi)拓新的應用(yòng)領域,兩大(dà)方向并駕齊驅。

2012年,人工(gōng)智能(néng)行業興起,深度神經網絡技術在通用(yòng)GPU的支持下(xià)實現(xiàn)重大(dà)突破。對(duì)黃仁勳和(hé)英偉達而言,這(zhè)無疑是重大(dà)轉折點。

2015年,搭載TEGRA X1的NVIDIA DRIV問世,标志着英偉達正式投身于深度學習領域。當時(shí)NVIDIA Tegra X1是一款256核移動超級芯片,可爲深度學習和(hé)計(jì)算(suàn)機視(shì)覺應用(yòng)程序帶來(lái)1 Teraflops的處理(lǐ)能(néng)力,性能(néng)領先全行業。

2016年,科技界發生了(le)一件震動世界的大(dà)事(shì)。谷歌的人工(gōng)智能(néng)軟件阿爾法狗擊敗了(le)韓國的世界圍棋冠軍李世石。這(zhè)是AI第一次展現(xiàn)出它驚人的實力。不到(dào)一年時(shí)間,阿爾法狗又擊敗了(le)當年世界圍棋排名第一的中國選手柯潔。這(zhè)兩場人機大(dà)戰将人工(gōng)智能(néng)推向新的高(gāo)度。

對(duì)英偉達而言,同樣在科技界名聲大(dà)振。畢竟阿爾法狗的成功有英偉達很(hěn)大(dà)功勞,前者身上(shàng)搭載了(le)170個英偉達GPU。

如今在大(dà)規模計(jì)算(suàn)領域,英偉達GPU成爲開(kāi)發者進行人工(gōng)智能(néng)訓練的首選,獨立GPU市場份額長期超過80%。

2020年以來(lái),自(zì)動駕駛技術空(kōng)前火熱,成爲各大(dà)車企的競争高(gāo)地。英偉達又一次踩中風(fēng)口。

如今在自(zì)動駕駛領域,全球有超過370家公司使用(yòng)了(le)英偉達DRIVE平台。可能(néng)連黃仁勳自(zì)己也(yě)沒有預料,自(zì)己這(zhè)麽快(kuài)就會(huì)成爲車企的座上(shàng)賓。

英偉達通過Xavier和(hé)Orin完成了(le)自(zì)動駕駛從(cóng)ADAS到(dào)L5的全棧布局,通過不同組合,滿足不同客戶對(duì)不同自(zì)動駕駛等級的需求,特别是在高(gāo)階自(zì)動駕駛領域,主流車企都鐘(zhōng)愛英偉達芯片。

目前英偉達自(zì)動駕駛芯片的成熟度和(hé)算(suàn)力都明(míng)顯領先同行。其中英偉達最新Orin芯片NVIDIA DRIVE Orin SoC(系統級芯片)最大(dà)算(suàn)力達到(dào)254TOPS。

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到(dào)了(le)2021年,比特币、以太坊等虛拟貨币大(dà)爆發,再次将英偉達推向風(fēng)口浪尖。

由于虛拟貨币需要超強大(dà)的算(suàn)力支持,計(jì)算(suàn)越快(kuài),得到(dào)的虛拟貨币越多。而GPU能(néng)夠通過大(dà)量的并行處理(lǐ)器計(jì)算(suàn)以實現(xiàn)自(zì)身功能(néng),适合多線程的重複運算(suàn)場景,正好(hǎo)與虛拟貨币的挖礦場景需求高(gāo)度契合。因此算(suàn)力領先的英偉達GPU自(zì)然而然成爲挖礦大(dà)軍眼裏的“核武器”。

自(zì)從(cóng)英偉達被賦予“挖礦”标簽,虛拟貨币與英偉達GPU芯片庫存出現(xiàn)較強關聯性。當供求緊張期間,業内還流傳着礦工(gōng)們飛(fēi)往全球搶卡的故事(shì)……

在2021年,全世界同樣都在談論的另一個風(fēng)口是元宇宙。不過這(zhè)次出鏡的不隻是英偉達的GPU,還有黃仁勳。

在2021年4月的一場直播演講中,黃仁勳當了(le)一回超級網紅(hóng),其在衆目睽睽下(xià)用(yòng)自(zì)己的虛拟形象做替身,14秒時(shí)間竟然無人察覺,達到(dào)了(le)以假亂真的境界。

事(shì)後,英偉達公開(kāi)表示黃仁勳的替身和(hé)背後超級逼真的廚房,還有桌上(shàng)的每一件物品,甚至包括黃仁勳的貼身裝備皮大(dà)衣,全部都是通過Omniverse平台渲染出來(lái)的虛拟畫(huà)面。

具體來(lái)說,英偉達Omniverse是一個易于擴展的平台,可以實3D設計(jì)協作(zuò)以及可擴展的多GPU實時(shí)逼真仿真,實現(xiàn)數字孿生,從(cóng)而爲3D創作(zuò)者、開(kāi)發者和(hé)企業帶來(lái)更多創意可能(néng),并幫助用(yòng)戶顯著提升效率。

而2022年下(xià)半年橫空(kōng)出世的ChatGPT更是讓英偉達百尺竿頭,更進一步。比如微軟爲OpenAI量身打造的超級計(jì)算(suàn)機,耗資數億美(měi)元,用(yòng)掉了(le)英偉達數萬顆芯片。

今年年初至今,英偉達市值漲幅超過80%,充分享受了(le)AI帶來(lái)的紅(hóng)利。

2023年3月21日的GTC 2023大(dà)會(huì)上(shàng),黃教主仍然穿着他(tā)标志性的皮夾克,全程高(gāo)能(néng)輸出,向世人描繪了(le)英偉達在遊戲、生成式AI、自(zì)主機器、數據中心方面的創新成果,并稱這(zhè)将是英偉達迄今爲止最重要的一次GTC。

如今,黃仁勳構建了(le)自(zì)己的GPU帝國,幾乎任何需要算(suàn)力的領域,都會(huì)有英偉達的身影,英偉達當之無愧成爲算(suàn)力時(shí)代不可或缺的底層核心基礎。

3.必不可少的“成人禮”:試錯之後快(kuài)速回頭

作(zuò)爲全球最具價值的芯片公司,英偉達讓各大(dà)科技公司羨慕。回過頭看(kàn),英偉達在元宇宙、自(zì)動駕駛、AI計(jì)算(suàn)等領域無一例外(wài)都踩中風(fēng)口。但(dàn)在30餘年的發展曆程中,英偉達其實也(yě)有不少布局失敗。

比如英偉達在2010年發布的GTX 480可以說一敗塗地,功耗和(hé)發熱大(dà),被競争對(duì)手ATI的HD 5000系列按在地上(shàng)打。在GTX 480上(shàng)市八個月後,英偉達不得不緊急推出GTX580來(lái)救場。

再比如英偉達曾經爲移動設備開(kāi)發過Tegra系列處理(lǐ)器,希望能(néng)在智能(néng)手機時(shí)代分得一杯羹,但(dàn)由于功耗和(hé)基帶等問題,一直不溫不火。到(dào)了(le)2015年,英偉達發布最後一代Tegra移動處理(lǐ)器Tegra X1。

英偉達經曆多次失敗,同時(shí)也(yě)在不斷改變,增強自(zì)身韌性。相比之下(xià),當年打遍天下(xià)無敵手的英特爾,也(yě)是英偉達的老(lǎo)對(duì)手,自(zì)從(cóng)10納米制程翻車了(le)一次,整個芯片升級節奏都被打亂了(le),以至于到(dào)現(xiàn)在都沒有喘過氣來(lái)。在集成電路工(gōng)藝制造水(shuǐ)平上(shàng),英特爾早已經被三星,台積電等公司追上(shàng),甚至被反超。

02

黃教主的兩大(dà)核武器

1.芯片産品哲學:供給驅動戰略

放(fàng)在十多年前,誰都不知(zhī)道(dào)GPU會(huì)在虛拟貨币、自(zì)動駕駛和(hé)AI計(jì)算(suàn)上(shàng)有如此之大(dà)的應用(yòng),更沒有人知(zhī)道(dào)GPU的前景會(huì)如此好(hǎo)。那麽英偉達爲什(shén)麽可以在十年之前就預知(zhī)風(fēng)口?

答(dá)案當然不是因爲黃仁勳有先知(zhī)能(néng)力,提前寫好(hǎo)了(le)劇(jù)本,而是英偉達一以貫之的供給驅動戰略。

過去這(zhè)幾年,英偉達給外(wài)界的感受是哪裏火爆就出現(xiàn)在哪裏。實際上(shàng),英偉達沒有躺在顯卡上(shàng)面不前進,而是不斷去優化供給端。在大(dà)部分人還沒有看(kàn)準時(shí)間節點的時(shí)候,英偉達敢于投入大(dà)量的資源去開(kāi)發相關的硬件和(hé)軟件生态。

早在2003年,英偉達便推出了(le)支持環境光遮蔽的GPU,現(xiàn)階段環境光遮蔽已經大(dà)量被遊戲支持。

從(cóng)2004年左右開(kāi)始,英偉達投入大(dà)量資源研發使GPU通用(yòng)化的CUDA技術。在當時(shí)外(wài)界看(kàn)來(lái),你(nǐ)專心做遊戲顯卡就可以了(le),搞什(shén)麽顯卡去做通用(yòng)計(jì)算(suàn)?

不過英偉達“一根筋”地要開(kāi)發出使GPU支持通用(yòng)計(jì)算(suàn)的CUDA,實現(xiàn)每一個英偉達GPU都支持CUDA。

到(dào)了(le)2006年,英偉達推出了(le)GPU計(jì)算(suàn)框架CUDA,将高(gāo)級程序語言如Java、C++等引入了(le)CUDA,極大(dà)地簡化了(le)對(duì)GPU進行編程的流程,降低(dī)了(le)編程的難度。更關鍵的是,CUDA将GPU芯片從(cóng)當時(shí)唯一的應用(yòng)領域遊戲中徹底釋放(fàng)出來(lái),使其可用(yòng)于各種類型的計(jì)算(suàn)。

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事(shì)實證明(míng),因爲CUDA的易用(yòng)性和(hé)通用(yòng)性,深度綁定用(yòng)戶,爲英偉達GPU快(kuài)速擴張打下(xià)了(le)基礎,畢竟到(dào)了(le)算(suàn)力角逐時(shí)代,軟件開(kāi)發的便攜性已經成爲關鍵指标。

對(duì)英偉達而言,CUDA就像是一個飛(fēi)輪,載着英偉達解決人工(gōng)智能(néng)計(jì)算(suàn)問題,抵達更廣闊的市場。

通過提供更好(hǎo)産品來(lái)拉動需求,這(zhè)個過程不僅痛苦,也(yě)蘊含着巨大(dà)的風(fēng)險,搞不好(hǎo)就變成往無底洞扔錢(qián)。但(dàn)是跑通之後,你(nǐ)就毫無争議(yì)成爲引領者,最終市場會(huì)給予你(nǐ)豐厚的回報(bào)。

除了(le)上(shàng)述領域,英偉達在自(zì)動駕駛領域也(yě)是雄心勃勃。英偉達在2015年即推出NVIDIA Drive系列平台,其中DRIVE CX面向座艙,DRIVE PX面向自(zì)動駕駛。那時(shí)候,大(dà)部分車企都還在摸索智能(néng)座艙,更别提難度更高(gāo)的自(zì)動駕駛。

但(dàn)英偉達堅持以超前供給來(lái)驅動自(zì)動駕駛技術發展,其以一年一代産品的節奏,叠代出了(le)DRIVE PX、DRIVE PX2、Drive PX Xavier、DRIVE AGX Orin等自(zì)動駕駛平台。

到(dào)2025年,英偉達将量産新一代集中式車載計(jì)算(suàn)平台NVIDIADRIVE Thor,可提供出色的2000萬億次浮點運算(suàn)性能(néng),同時(shí)降低(dī)總體系統成本,從(cóng)參數指标上(shàng)看(kàn)已經把對(duì)手甩開(kāi)了(le)一個身位。

總而言之,以供給驅動爲策略的英偉達一次次站(zhàn)上(shàng)風(fēng)口。類似的案例,當馬斯克決定做特斯拉的時(shí)候,電動車市場還被當成“僞命題”,當年特斯拉一度被大(dà)量機構看(kàn)空(kōng)。如今,特斯拉已經成爲電動車的引領者。

映射到(dào)國内,大(dà)部分科技公司沿用(yòng)供給驅動策略,呈現(xiàn)的就是隻有競争,沒有戰略。當年不少互聯網公司不僅搶着賣菜,還要幹掉中間商來(lái)打價格戰,并且通過給用(yòng)戶大(dà)額補助的方式搶占市場份額,最終是一地雞毛。

如今進入流量紅(hóng)利消退時(shí)代,不少國内互聯網科技公司開(kāi)始通過所謂的黑科技讓人們點擊更多廣告。

爲什(shén)麽元宇宙、雲計(jì)算(suàn)、自(zì)動駕駛最開(kāi)始都是歐美(měi)引導,國内隻有跟風(fēng)的份?就像ChatGPT爆火之後,國内一堆企業出來(lái)湊熱鬧,開(kāi)始炒概念。實際上(shàng)不少公司在相關技術上(shàng)并沒有太多突破,但(dàn)股價卻突飛(fēi)猛進。

其實電動車也(yě)是興起于歐美(měi),但(dàn)現(xiàn)在中國的電動車已經引領世界。背後本質就是國内電動車行業有甯德時(shí)代(300750)、比亞迪(002594)這(zhè)樣的企業始終保持戰略定力,提前打好(hǎo)了(le)技術地基,這(zhè)樣才能(néng)在電動車爆發的時(shí)代決勝千裏。

2.有别于英特爾的升級模式

黃教主崇尚算(suàn)力即權力,他(tā)創下(xià)“黃氏定律”,立志六個月内芯片性能(néng)升級一次。

曾經作(zuò)爲芯片的霸主英特爾,近年來(lái)“擠牙膏”式的升級被诟病。而英偉達一直維持約兩年一次的GPU架構更新,并且每次GPU架構更新,同級别GPU性能(néng)均提升達20%以上(shàng)。

爲什(shén)麽英偉達的GPU可以做到(dào)持續快(kuài)速升級?

總體而言,英偉達實現(xiàn)了(le)硬件和(hé)軟件的共同驅動。英偉達在領先的硬件基礎上(shàng)面并沒有停止腳步,而是構建起軟件生态。芯片硬件的發展帶來(lái)性能(néng)的成倍提升,同時(shí)還要通過軟件把這(zhè)部分性能(néng)有效發揮。兩者是相互促進,相互成就的螺旋形關系。

最後,我們想說英偉達仍然是一家年輕的企業,其創始人仍然在運營公司,這(zhè)在全球科技企業中并不多見。從(cóng)某個角度講,英偉達同樣是一台不斷學習進化的AI機器,令人期待的未來(lái)就在前方,讓我們繼續關注英偉達令人驚歎的産品。

03

引申思考

國内已經湧現(xiàn)出一批優秀的芯片青年近衛軍,比如寒武紀、海光信息、景嘉微(300474)、沐曦。他(tā)們的發展勢頭很(hěn)足,市場的預期很(hěn)高(gāo)。在研發支出上(shàng),海光信息、寒武紀排名前二,其中寒武紀的研發策略比較激進,研發支出占收入比重達到(dào)了(le)366.3%。在芯片工(gōng)藝上(shàng),海光信息目前的最先進制程已經達到(dào)了(le)7nm。

面對(duì)現(xiàn)實情況,國内企業和(hé)英偉達的差距還比較大(dà),不光是體現(xiàn)在硬件技術上(shàng),也(yě)體現(xiàn)在整體的營收規模和(hé)研發投入上(shàng)面。

雖然中國企業離英偉達的差距在一點點縮小(xiǎo),但(dàn)越到(dào)後面,縮小(xiǎo)的難度會(huì)越來(lái)越大(dà)。随着芯片工(gōng)藝演進,每一代芯片的開(kāi)發成本、設計(jì)成本,以及生産成本,已經像滾雪球一樣越來(lái)越高(gāo)。

對(duì)于芯片行業而言,注定是一場長跑賽,比拼的不僅是硬核科技實力,還有商業模式和(hé)生态的構建,國内企業追趕之路任重而道(dào)遠——目前全球英偉達生态系統涵蓋400萬名開(kāi)發者、4萬家公司和(hé)1萬多家初創公司……

網站(zhàn)建設開(kāi)發|APP設計(jì)開(kāi)發|小(xiǎo)程序建設開(kāi)發
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