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從顯示卡王者到AI新貴 英偉達憑什麼賭赢了大趨勢?

作者:烹饪界推薦家常菜單

在最近的人工智能浪潮中,英偉達公司無疑是站在風口浪尖的一家公司,其風頭之勁,甚至在最近壓過了ChatGPT的東家微軟。

而英偉達之是以能獨領風騷,一個關鍵原因在于其廣受人工智能領域追捧的晶片産品,即A100晶片及更高一代的H100晶片,目前這些高端晶片及相應的顯示卡已是一卡難求。

微軟亞洲研究員的進階研究員張弋近期在播客節目中感歎,現在居然到了整個地球都拿不出足夠的A100晶片的奇怪場景。一年前,幾乎無人料到這一情形。

英偉達2020年推出的A100晶片現在是有價無市,而乘着ChatGPT爆紅的H100更是被大公司瘋狂搶購。這也讓英偉達的業績一路高歌,股價更是節節高升。

人工智能領域的初創公司Core Weave創始人兼首席執行官Brannin McBee不禁感歎:H100是地球上最稀缺的工程資源之一。這句表态足以讓人窺得英偉達現在的盛景。

但世上晶片千千萬,為何隻有英偉達的晶片成為人工智能領域獨一無二的玩家?而英偉達這一向來在顯示卡稱霸的公司,又為何能在深度學習和人工智能領域打下這麼大的一片江山?

微軟的兩次推進

1999年,初露頭角的英偉達首次推出了GPU這一概念。在此之前,包括英特爾在内的CPU廠商都堅信圖形處理是CPU的活,CPU幹的事情越多越好,将圖形工作獨立到另一附屬處理器上的想法十分雞肋。

當時,圖形應用領域中又以搞遊戲的日本廠商話語權最重。日系主機的CPU很強,大部分開發工作都集中于CPU之上,是以GPU并沒有得到多少市場空間。

轉機在于,不服氣的微軟想要沖擊屬于日本廠商的行業領先地位,其開發出了Direct X這一标準化的API圖形接口,此後大量的圖形功能從CPU裡面移植出來,轉到GPU之上。加上微軟另一産品Xbox的推出,其CPU、GPU各司其職的搭配,打破了行業内CPU晶片一家獨大的局面。

而英偉達是當年硬體領域唯幾跟着微軟旗幟前進的公司,并在GPU這條道上一路走到黑。

此後,微軟又推動了另一次變革,引入統一渲染技術,即讓GPU将圖形繪制的頂點計算和之後的渲染兩個步驟進行合并。它和顯示卡領域另一知名公司ATI合作了GPU Xenos,成功應用了這一技術。

無心插柳

統一渲染隻是圖形應用上的一步,但卻給英偉達帶來了完全不同的發展路徑,可以說是英偉達在後來GPU發展,甚至介入深度學習領域中的起點。

在看到統一渲染架構之後,英偉達果斷的把自己從前的GPU架構推倒重來。其GPU流處理器被進行了細緻的分組,變成一個個小型流處理器且能單獨運作,解決了流處理器此前被綁定無法獨立運作而被迫閑置的問題。

這奠定了英偉達後來革命性CUDA架構的出世。由于英偉達的流處理器是很獨立且标準的單元,極易控制和排程,這讓原本隻能串行處理的任務可以被并行處理。這讓程式設計難度大大降低。

與此同時,英偉達的競争對手ATI卻因為早期沒有投入硬體架構變革,因為沿用過去的串行設計,沉沒成本越來越高,讓其革新變得越來越難且越來越貴,最後成功被英偉達擠出顯示卡市場。

此後,英偉達又在2017年引入了Tensor Core計算單元概念,其專門為深度學習而設計,支援更低精度的運算進而大幅節省了模型算力。

這一專用的加速單元很大程度上排擠了CUDA處理深度學習的空間,但也同時打了英偉達競争對手一個措手不及,讓AI專用晶片也不再吸引人。于是,英偉達GPU機緣巧合地成為AI領域最被認可的硬體。

賭赢趨勢

2003年,”快速疊代,不斷試錯“的英偉達搞了一個不受歡迎的項目。其開發了一款Soc晶片,将基于ARM架構的CPU與自己的GPU內建在一起。

自Soc晶片之後,英偉達每隔幾年都釋出一些晶片。2015年,其推出了Tegra K1,使用Arm公版CPU和自己的開普勒架構GPU,但由于功耗和發熱皆不盡人意,對大部分使用者來說很是折磨。

但業内人士卻對這些挫折十分認可。一位投資人曾指出,英偉達在守住GPU基本盤的同時,不斷在新的領域伸出觸角,并讓無數買它顯示卡的人陪它分攤成本。

他還稱贊道,雖然英偉達的很多東西,如CUDA在一段時間内看不到落地的場景,但在試錯過程中它建立起了完整的生态,并在一股新風向襲來的時候,成功站上了風口。

這也是英偉達GPU打敗其他晶片,成功吃下AI紅利的一個原因。一方面,GPU的通用性更佳,比專用晶片更适應變化;另一方面,英偉達擁有完整生态,讓它的GPU成為當下最合适的那個選擇。

事實上,當AI一瞬間爆發,行業内的企業無奈發現,GPU是簡單高效運作生成式AI模型的最好選擇,一個本用來玩遊戲的GPU不太可能切換去跑AI程式,目前隻有英偉達的GPU能夠做到運作AI模型。

而英偉達的故事裡還有一個小彩蛋。

2016年,英偉達釋出了第一款深度學習的超級計算機DXG-1。令人稱道的是,英偉達首席執行官黃仁勳當年仿佛能預知未來,将第一台DXG-1捐給了當時還是初創企業的OpenAI。

2022年,OpenAI帶着橫空出世的ChatGPT引爆了人工智能概念,也帶動英偉達成為晶片領域中的香饽饽。這一段緣分不得不令人感慨,但又像是黃仁勳遠見之下的善果。

本文源自财聯社