今天想談一個特宅男的話題——顯示卡與人工智能。
你看這兩天，2023世界人工智能大會（簡稱“WAIC”）在上海舉辦。在這屆會議上，馬斯克開場，AMD的蘇姿豐以及一衆諾貝爾獎、圖靈獎獲得者等大佬們在讨論人工智能問題時，總是提到一個詞——算力，算力的背後就是顯示卡。
作為重要的硬體基礎，可以說，顯示卡關乎整個人工智能的前景和未來。
你可能會覺得奇怪，顯示卡這麼一個宅男們玩遊戲的東西，到底是怎麼一步步走到了今天的地位，竟然成了人工智能的關鍵。
如今各大廠商想訓練人工智能模型，第一件事就是屯顯示卡。最近有個消息，說《華爾街日報》報道，美國預計最快将會在本月要求美國晶片公司停止向中國客戶售賣AI晶片。顯示卡的GPU本質上也是一種晶片，也就是說，四舍五入一下，從今年下半年起，我們可能會面臨一場顯示卡危機。
也許你不知道，對于未來科技發展而言，顯示卡确實是一件至關重要的事，甚至有人說，未來戰場上的決勝關鍵，也跟顯示卡強相關，多少讓人有點覺得魔幻。
為了可讀性，文章裡就不區分“顯示卡”，“GPU”，“GPGPU”這些概念了，都統一用“顯示卡”來表述。
最早肯定是沒有顯示卡的，當然也沒有電子遊戲。後來1961年第一款電子遊戲在麻省理工問世後，誰也沒想到，大家這麼喜歡玩遊戲。最早對遊戲癡迷的，恰好是早期的計算機大佬們。
比如大家知道Unix作業系統吧，這玩意最早就是超級大神理查德開發出來玩那個星際大戰遊戲的，後來成了美國軍方、大學以及科研院所的作業系統。
還有馬斯克，12歲就通過程式設計創作了一款小遊戲，現在一把年紀了依舊是《艾爾登法環》和《賽博朋克2077》鐵杆粉絲。
不過最早的遊戲并不是運作在顯示卡上，一開始還沒顯示卡，當時的圖像還比較簡單，根本用不着。
直到20世紀90年代，随着遊戲規模越來越大，畫面越來越精細，而且開始3D化，對CPU要求越來越高，恰好CPU對圖形處理并不擅長。于是有不少人意識到，應該專門搞一個硬體來做這事，提升效率和體驗，應該會有人買。
在這種觀念的驅使下，很快就成立了幾十家公司，顯示卡的江湖進入了群雄并起的階段。
這個過程中，有三個年輕人在聖何塞的一個偏僻快餐店裡下決心大幹一場，于是成立了一家小公司，這個公司小到根本當時沒人注意到，後來卻名聲大噪，如今已經超過了萬億美元市值，也就是大家熟知的英偉達。
英偉達并不是一出現就獨領風騷，而是艱難地求生存，輾轉于當時的超級企業，給他們提供更好的圖形處理晶片。
它隻有一個目的，就是努力開發出遊戲玩家們願意花高價購買的産品，提高使用者體驗。是以也沒啥複雜的商戰，純粹就是不斷雇傭頂級人才，開發性能更強的顯示卡，提供更好的遊戲體驗。
從現在來看，英偉達的成功應了任正非那句話，“做對了市場需要他們做的事”，也就是不斷研發宅男們願意花錢購買的産品。
大家知道，男性消費能力不如狗，但是在顯示卡和遊戲方面，男性硬是撐起了一個巨大無比的闆塊。
如果說英偉達有啥決定性的正确政策，那就是黃仁勳在一段時間的迷茫後，在20世紀90年代後期把英偉達和微軟深度綁定在了一起。
大家不知道有印象沒，咱們小時候玩遊戲，好像有一堆專門的遊戲機，什麼步步高，藍白機，後來的掌機，還有雅達利的街機等等。但是好像是從大學開始，玩遊戲基本都在電腦上，而且主要是在Windows作業系統的電腦上。
蘋果的電腦玩遊戲實在是沒法看，至于linux什麼的，主要是用于辦公開發部署伺服器，也就是大家平時基本上看不到linux，但每天幾乎不可能躲得開linux，大家用手機打開app，那些app去請求資料的伺服器基本都是linux的。
沒有和微軟的深度合作，英偉達不可能成為現在這樣的萬億規模，因為微軟的使用者基數太大了。這麼大的使用者基數，提供了足夠的購買力，才讓英偉達能夠賣出去足夠的産品，賺到錢之後投入下一輪研發，鞏固自己的地位。
話又說回，如果沒有英偉達，微軟的作業系統閱聽人不會這麼廣，因為微軟在辦公方面效率确實沒法跟Macbook比。以至于我們這些資深宅男的基本配置都是平時上班用Mac，編譯代碼用計算雲，回家玩遊戲用裝了微軟作業系統和英偉達顯示卡的桌上型電腦，在很多人那裡，微軟的作業系統就是用來玩遊戲的。
也就是說，英特爾，微軟，英偉達他們仨互相成就，打出了一個大滿貫。
一般的流程是，新的顯示卡被研發出來之後，大家買回去，裝上想玩的遊戲玩兩年，然後遊戲廠商在新硬體上搞開發，越開發越放飛自我，市面上就出現了目前顯示卡實在是帶不動的遊戲。
廣大宅男們就開始按捺不住，不斷催老黃趕緊出性能更高的顯示卡。性能高一般價格也更貴，但是宅男們願意出錢，于是老黃也敢從投資人那裡借錢搞研發，反正研發出來也有人買，到時候就可以回收投資。
也正是因為宅男們一直願意花錢支援，讓英偉達有更多的資金研發更強的顯示卡，形成了一個正回報循環，持續了二十多年，前後燒掉了幾千億資金，淘汰了無數同行，有了如今的規模，現在也沒停下來的意思。如今的顯示卡江湖基本隻剩下了英偉達和AMD，而從市場規模角度來看，英偉達基本一家獨大。
遊戲畫面也經過幾十年的疊代，早期是這樣的：
變成了如今的這樣：
那問題來了，玩遊戲的顯示卡，怎麼和人工智能扯上關系了？
先給大家講一個故事，多年前我們老師給大家講顯示卡和CPU的差别時提到的。
1979年，伊朗示威遊行群衆沖入美國大使館，把66名大使館員工作為人質抓了起來。一核對人數，發現少了幾個，但是所有人的資料都被美國人放入了碎紙機，變成了幾麻袋火柴棍那麼寬的細紙條。
伊朗人也不含糊，用了上千國小生，對紙條進行逐條比對，最終竟然還原了原始資料，開創了暴力解密的新篇章。這事後來被拍進了那個電影《逃離德黑蘭》。
說到這裡，其實就很清楚了，CPU和顯示卡到底啥差别呢？CPU類似一個大學高材生，可以給實驗室組裝一台非常複雜的進口裝置并且調試好，但是你讓他去算一麻袋的加減乘除他還有優勢嗎？
顯然沒有，這時候就不如一群剛熟練掌握四則運算的國小生，就跟剛才提到的伊朗人玩拼圖似的，靠的就是蠻力加持，大家一擁而上，每人分走幾份，然後一頓算，很快就算出來了。
自從人工智能出現後，如今的顯示卡給人的感覺上天遁地無所不能，但是現實是，它的基本原理就是裡邊塞了一堆國小生，可以進行超大規模的并行運算。
我給大家稍微解釋下，大家立刻就能懂顯示卡到底在算啥，大家玩遊戲的過程，本質就是顯示卡在那裡給你不斷地畫畫，比如大家熟知的“幀率”，100幀，其實就是顯示卡一秒鐘給你畫了一百幅畫，一幅跟着一幅，你就覺得視訊非常流暢。
但是我們這裡說的這個“畫圖”，并不是真的用一張畫布在畫，而是進行一堆繁瑣但不複雜的圖形運算。而圖形運算，基本都是一些矩陣的運算。估計大家看到“矩陣運算”又懵逼了。我給大家随便找了個圖，長下邊這樣的：
這玩意就是“線性代數”，一般理工科大一就開始學，學過的小夥伴眼裡，這玩意就是個國小運算，看起來複雜，其實并不複雜，就是一堆加法和乘法，非常繁瑣。但是這種運算非常常見，比如大家平時用的GPS，其實也是這麼個矩陣運算。
大家一定聽過大陸制造第一個原子彈時候，哈工大一堆大學生去幫忙敲算盤的事吧？我以前大學有教授參加過那些項目，說白了其實就是徒手解微積分，先把微分方程轉換成這種矩陣，接下來就是繁瑣加法和乘法的運算，算盤的優勢就出來了。
也就是說，顯示卡的主要優勢就是塞了一堆國小生，非常擅長乘法和加法，并且經過幾十年的疊代，玩家們用錢投票，顯示卡不斷進化，“并行蠻力”越來越恐怖，不過一開始大家并沒有了解到它除了玩遊戲還有别的作用，直到有人開始用它挖礦。
挖礦，也就是挖比特币或者以太坊那些加密貨币，本質都是計算一個非常複雜繁瑣的加密算法，顯示卡天然适合這種大力出奇迹的操作，于是英偉達也搭上了這列快車，在疫情期間股價暴走。
不過讓英偉達管理層自己都沒想到，他們的顯示卡還可以幹别的。
大概在2011年，已經幹到遊戲界扛把子的英偉達管理層突然聽說了一個讓他們自己都沒想到的事。
原來麻省理工學院當時正在進行最早期的人工智能訓練，研究者們想讓計算機快速識别一隻貓的圖檔。
怎麼識别呢？隻能是讓機器一個像素一個像素地處理，這涉及大量的重複繁瑣運算，一開始麻省理工的研究者們用CPU來處理，效果極差，剛才說了嘛，CPU有點像個很牛博士生，可以做非常複雜的事，但是一次隻能幹一件事，面對海一樣的加減乘除，有點“有勁使不上”的感覺，算起來巨慢無比。
後來開始使用GPU，也就是大家熟知的顯示卡，顯示卡就跟伊朗人指揮着一群國小生玩拼圖似的，也就是大家經常聽說的“并行計算”，天然适合“簡單量大”的操作。
也就是說，圖形顯示，人工智能，解密算法，本質上講都是“蠻力操作”。現在大家知道為啥顯示卡同時能用于航天，天氣預報，能源勘探等領域了吧，因為這些領域都涉及超級大規模的矩陣運算，隻要涉及超大規模的蠻力運算，那就是顯示卡的天下。
這也是為啥很多人說未來戰場也是顯示卡的天下，尤其空戰，人的反應能有多快？那些塞了顯示卡的智能武器反應又有多快，迅速采集資訊迅速運算做出規避或者引爆操作，想想都覺得瘆人。
是以如今英偉達還有個重要業務，就是“資料中心”，搞個超大機房，給别人提供算力，順便收費。
也正是因為英偉達顯示卡在遊戲、資料中心還有人工智能方面的大規模應用，市場前景被看好，如今英偉達也成了萬億俱樂部裡的一員。
是的，盡管遊戲在大衆心目中仍然留存着有點不務正業的印象，但人工智能的運用與進化卻和遊戲息息相關，甚至第一個颠覆人類關于人工智能的認知的産物，就是通過“圍棋對戰”的形式誕生。而今時今日，人工智能顯示卡是訓練人工智能的重要基礎。
今年WAIC上，也看到有研究機構釋出遊戲和人工智能報告，分别從理論研究、顯示卡等硬體疊代、應用場景三個層面分析它們互幫互助的共生發展關系。廈門大學還聯合中國傳媒大學、中央美術學院、北京理工大學、上海交通大學等多所高校部門，籌備成立“遊戲人工智能高校聯合研究中心”。挺好的。
可能有小夥伴說，這事對我們有啥幫助呢？中國能快速搞出來嗎？
小了，格局小了。中國最大的優勢就是巨大的消費市場，市場需求往往就孕育着無限可能性。如果好好培養，在全球人工智能浪潮下，我們肯定是能占據重要位置的。這可能也是為啥馬斯克在WAIC開幕式上深情表白“相信未來中國将擁有非常強大的人工智能能力”的原因。
尾聲：
從人工智能的崛起我們也能看出來：
消費市場才是硬科學的培養皿，消費市場的本質，就是人對美好生活的向往，畢竟大家工作賺錢，攢錢買自己喜歡的東西，使用更智能化的工具，主要是這些東西能給自己帶來歡樂或者解決麻煩。這種對美好生活的向往，就是科技進步最原始的動力。
而且我們也能看出來，很多時候偉大不是規劃出來的，而是成長出來的，做PS那幫人也不知道自己的産品能做出來啥，做光刻機的ASML自己也搞不出來台積電那樣的工藝。黃仁勳也沒想到自己的遊戲卡有一天竟然成了人工智能的基石。
當然了，聊的是遊戲和顯示卡，遊戲和人工智能，現實裡遠遠不止遊戲，太多領域都是這樣，你沒法預知它将來會成什麼樣，誰也說不準再過一些年，哪個枝頭的一個果子掉地上，會砸出來一個新的産業。
全文完，既然看到這裡了，如果覺得不錯，随手點個贊吧。
轉自微信公衆号 九邊