近四分之一個世紀以來,英偉達(Nvidia)一直引領著計算機圖形領域的革命,成為深受游戲玩家喜愛的品牌。
1999年憑借GeForce 256進入市場后,英偉達在圖形處理器(GPU)領域便開啟了長期主導地位。盡管游戲業務最近出現下滑趨勢,但去年英偉達的營收仍超過90億美元。
不過,英偉達最近的盈利明顯超出預期,表明GPU業務出現了一種新現象,而這一切都歸功于AI技術的繁榮。該公司CEO黃仁勛在接受采訪時表示,“我們大約在十年前就已經了解到,這種軟件開發方式可能會改變一切。如今,我們制造的每一個芯片都專注于AI。”
作為ChatGPT等大型語言模型(LLMs)背后的引擎,英偉達終于從其在AI領域的早期投資中獲得了回報。這有助于緩沖與全球芯片短缺有關的更廣泛的半導體行業困境的打擊。
英偉達并非沒有地緣政治擔憂。去年10月,美國出臺了全面的新規定,禁止向中國出口尖端人工智能芯片。而英偉達約四分之一的收入來自中國,其中包括其頗受歡迎的人工智能芯片A100的銷售。
對此,黃仁勛表示,“這無疑是動蕩的一個月,因為公司不得不重新設計我們所有的產品,以便在符合監管規定的情況下,能夠繼續為我們在中國的商業客戶提供服務。我們能夠為中國客戶提供受監管的零部件,并樂意為他們提供服務支持。”
3月20日至23日期間,英偉達將舉辦年度GTC開發者大會,AI將是其中的主要焦點。發布會之前,CNBC在英偉達總部與黃仁勛一起討論了該公司在生成式AI爆發中的核心角色。
當被問及“英偉達的財富是運氣還是遠見”時,黃仁勛表示,“我們只是相信,總有一天會有新的事情發生,剩下的就需要一些意外的發現和獨特的眼光了。要說我們的遠見,那還得是加速計算(accelerated computing)。”
GPU是英偉達的主要業務,占總收入的80%以上。它們通常以插在PC主板上的卡的形式出售,為AMD和英特爾等公司制造的中央處理器(CPU)增加計算能力。
現在,爭相與ChatGPT競爭的科技公司都在公開吹噓自己擁有多少英偉達價值約1萬美元的A100。微軟方面表示,為OpenAI開發的超級計算機使用了1萬個A100。
美國銀行證券半導體分析師Vivek Arya表示,“使用英偉達的產品來增加計算能力可謂非常容易。而計算能力現在幾乎等同于硅谷的貨幣,是生存和發展的根本。”
此外,黃仁勛還特意向我們展示了該公司的下一代系統H100(H代表Hopper),該系統已經開始發行。他手里拿著一塊50磅重的服務器主板介紹稱,Hopper真正令人驚嘆的是這種被稱為transformer engine的新型處理方式。
Transformer Engine使用軟件和定制的NVIDIA Hopper Tensor Core技術,旨在加速對由流行的AI模型構建塊變壓器構建的模型的訓練。這些張量核心可以應用混合的FP8和FP16格式,以顯著加速Transformer的AI計算,這種加速有時是數量級的提升,從而最適合手動的任務,也使大型語言模型變得更快、更經濟。
黃仁勛自豪地表示,他向ChatGPT制造商OpenAI“親手交付”了“世界上第一臺人工智能超級計算機”。
不怕賭上一切
如今,英偉達已經成為全球十大最具價值的科技公司之一,市值接近6000億美元,擁有2.6萬名員工,并新建了一個科技感十足的總部。它也是硅谷少數幾家創始人仍在掌舵的巨頭之一。
現年60歲的黃仁勛小時候從臺灣移民到美國,在俄勒岡州立大學和斯坦福大學學習工程學。上世紀90年代初,黃仁勛和他的工程師同事克里斯·馬拉考斯基(Chris Malachowsky)及柯蒂斯·普里姆(Curtis Priem)曾在丹尼餐廳(Denny’s)會面,一起繪制了讓個人電腦擁有3D圖形的夢想。
1993年,這三人在加州弗里蒙特的一間公寓里創辦了英偉達(Nvidia)。這個名字的靈感來自NV(next version,“下一個版本”之意)和Invidia(拉丁語中“嫉妒”的意思)。他們希望能大大加快計算速度,讓每個人都羨慕嫉妒恨——所以他們選擇了嫉妒的綠眼睛作為公司標志。
Arya回憶稱,“當時,和我們同時期創建的還有數十家GPU制造商,但英偉達和AMD是唯一幸存下來的公司,因為英偉達與軟件社區和開發人員合作得非常好。”
不過,黃仁勛的野心和看似不可能的冒險偏好曾數次將公司推到破產的邊緣。
在被《時代》雜志評為“2021年最具影響力人物之一”時,黃仁勛感慨道,“每個公司都會犯錯,當然我也不例外,甚至我可能比你們犯的錯更多。其中有些錯誤一度讓公司處于危險之中,尤其是創立之初,因為我們很小,而競爭對手又非常非常大,這就迫使我們不斷開發全新的技術。”
例如,2010年代初,英偉達憑借Tegra處理器系列進軍智能手機市場,但結果并不理想,該公司隨后便果斷退出了這一領域。
1999年,在裁掉大部分員工后,英偉達發布了據稱是世界上第一款官方GPU GeForce 256。它是第一個可編程顯卡,允許自定義底紋和燈光效果。到2000年,英偉達已成為微軟第一臺Xbox的獨家圖形供應商。2006年,該公司又下了一個大賭注,發布了一個名為CUDA的軟件工具包。
英偉達應用深度學習研究副總裁Bryan Catanzaro表示,“10年來,《華爾街日報》一直在問我們,‘你們為什么要進行這項投資?根本就沒人在用它。’他們對CUDA的市場估值甚至為0。直到2016年左右,也就是CUDA問世10年后,人們才突然明白這是一種截然不同的計算機程序編寫方式。它能夠實現變革性提速,然后在AI領域產生了突破性成果。”
盡管AI發展迅速,但游戲仍是英偉達的主要業務。2018年,該公司利用其AI專業知識在圖形領域實現了另一個重大飛躍——推出了GeForce RTX。
對此,黃仁勛解釋稱,“為了讓我們把計算機圖形和視頻游戲提升到一個新的水平,我們必須徹底改造和顛覆自己,徹底改變我們所發明的東西。我們發明了一種新的計算機繪圖方法——光線追蹤(ray tracing),本質上是模擬光的路徑,用生成式人工智能模擬一切。所以我們計算一個像素,然后用人工智能想象其他七個像素。”
繁榮-蕭條周期
從一開始,黃仁勛就致力于將英偉達打造成一家無晶圓制造(fabless)的芯片公司,即專注于芯片設計業務,只負責芯片的電路設計與銷售,將生產、測試、封裝等環節外包的設計公司。事實證明,英偉達也確實通過將芯片制造的巨額成本外包給臺積電,實現了資本支出的大幅縮減。
不過,投資者對于這種嚴重依賴中國臺灣公司的現象表現出了擔憂。為此,美國去年夏天通過了《芯片法案》,撥出520億美元鼓勵芯片公司在美國本土生產。
針對這一法案的出臺,Evercore分析師C.J. Muse認為,“最大的風險實際上是美中關系和臺積電的潛在影響。如果我是英偉達的股東,這會是唯一一件讓我夜不能寐的事情。當然,這不僅僅是英偉達的危機,也是AMD、高通甚至英特爾等公司共同面臨的挑戰。”
對此,臺積電方面表示,將斥資400億美元在亞利桑那州新建兩家芯片制造廠。黃仁勛也承諾,英偉達“絕對”會使用臺積電亞利桑那州的晶圓廠來生產芯片。
此外,還有關于需求的問題,以及GPU的新用例中有多少會繼續呈現增長趨勢。當加密挖礦興起時,英偉達的需求激增,因為GPU成為了有效競爭該市場的核心。該公司甚至專門為加密貨幣開發了一種簡化的GPU。但隨著加密技術的發展,英偉達也經歷了供需失衡。這就造成了嚴重問題,因為加密挖礦一直存在繁榮-蕭條周期,游戲卡斷貨,價格被哄抬,然后當加密挖礦熱潮褪去時,游戲方面就會出現大崩盤。
英偉達去年推出的40系列GPU定價遠高于上一代,這讓一些游戲玩家深感震驚。現在,市場供應過剩,最近一個季度的游戲收入同比下降了46%。
隨著越來越多的科技巨頭開始設計自己的定制芯片,競爭也在加劇。特斯拉和蘋果正在入局,亞馬遜和谷歌也緊隨其后。
對此,Arya表示,“對他們來說,最大的問題是如何保持領先?他們的客戶也可能是他們的競爭對手。微軟可以嘗試在內部設計這些東西,亞馬遜和谷歌已經著手在內部設計這些東西了。”
但對黃仁勛來說,這樣的競爭環境是有益的。他解釋稱,“世界在數據中心需要的能量將會持續增長。這對世界來說是一個真正的問題。我們應該做的第一件事是:世界上的每一個數據中心,為了可持續計算的好處,加速你所能做的一切。”
在汽車市場,英偉達正在為梅賽德斯-奔馳(Mercedes-Benz)等公司研發自動駕駛技術。它的系統還被用于為亞馬遜倉庫中的機器人提供動力,并運行模擬來優化每天數百萬個包裹的流動。
黃仁勛將其描述為“全宇宙(omniverse)”。他解釋稱,“我們現在有700多家不同領域的客戶正在嘗試這種‘全宇宙’,從汽車行業到物流倉庫再到風力渦輪機工廠等等,它可能是英偉達所有技術的最大集合:計算機圖形學、AI、機器人技術和物理模擬,集于一體,我對此抱有很大的希望。”
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