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英偉達(dá)市值破萬(wàn)億美元,,GPU龍頭的稱霸之路

2023-05-31
作者:穆梓
來(lái)源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: 英偉達(dá) GPU 萬(wàn)億美元

  如果你不能明白這個(gè)萬(wàn)億市值的含義,,我們可以看一下美國(guó)現(xiàn)在的科技股市場(chǎng),,當(dāng)前只有蘋(píng)果公司,,Alphabet(谷歌母公司),、微軟公司和亞馬遜公司在這個(gè)陣營(yíng)內(nèi),。其中,,英偉達(dá)是當(dāng)中唯一的芯片公司,。從另一個(gè)維度對(duì)比,我們熟知的英偉達(dá)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手英特爾和AMD,,他們截止昨天筆者寫(xiě)稿時(shí)的市值分別為1237.95億美元和2040.01億美元,。就算連業(yè)績(jī)遙遙領(lǐng)先于同行,且在最幾年被廣大讀者所熟悉的臺(tái)積電,,截止該文撰寫(xiě)的時(shí)候市值僅為5367億美元,。

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  對(duì)英偉達(dá)而言,,其可怕之處并不僅僅在其當(dāng)前萬(wàn)億美元市值,而是其不知道上限的上漲空間,?;乜催^(guò)去五天,英偉達(dá)市值就上漲了32.87%,。今年截止到現(xiàn)在的上漲幅度更是達(dá)到驚人的187.58%,。華爾街分析師更是直言,對(duì)英偉達(dá)的預(yù)測(cè)是“深不可測(cè)”(unfathomable)和“宇宙學(xué)”(cosmological),,于是他們紛紛上調(diào)了其價(jià)格目標(biāo),目前對(duì)該英偉達(dá)最高的估值已經(jīng)達(dá)到了驚人的1.6 萬(wàn)億美元,,與谷歌母公司 Alphabet 相當(dāng),。Summit Insights Group 高級(jí)研究分析師 Kinngai Chan 表示:“雖然目前該公司的估值看起來(lái)很高,但我們認(rèn)為 Nvidia 具有盈利火力,,因?yàn)槠?AI GPU 的采用仍處于早期階段,。”

  能獲得這樣的成就,,除了天時(shí)和地理以外,,更多的是黃仁勛帶領(lǐng)的英偉達(dá)團(tuán)隊(duì)在過(guò)去三十年里創(chuàng)造的“人和”條件。

  成為英偉達(dá)

  據(jù)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》之前的一篇報(bào)道,,英偉達(dá)創(chuàng)始人黃仁勛常掛在嘴邊的一句話是“我們總是離倒閉還有30天”(原文:Were always 30 days away from going out of business),。這句話毫無(wú)疑問(wèn)是有點(diǎn)夸張的,但黃仁勛認(rèn)為,,公司所專注的市場(chǎng)被追求同樣機(jī)會(huì)的巨頭公司包圍,,所以作為公司掌舵人的他時(shí)常保持警惕是可以理解的。

  正是這種警惕性,,幫助這家曾一度陷入倒閉困擾的芯片公司成為了當(dāng)之無(wú)愧的半導(dǎo)體巨頭,,而這一切都起源于1993年,因?yàn)樵谶@一年,,黃仁勛與Chris Malachowsky ,、Curtis Priem一起創(chuàng)立了英偉達(dá)。

  在成立早期,,英偉達(dá)最初是打算打造微處理器,,以在個(gè)人計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)全動(dòng)態(tài)視頻和立體聲。因?yàn)楫a(chǎn)能短缺的原因,,英偉達(dá)1995 年 5 月才推出了其第一款多媒體加速器 NV1,。NV1 是第一款集成了 GUI 加速、全動(dòng)態(tài)視頻加速,、3D 渲染,、和一個(gè)精密的游戲端口到一個(gè)芯片上,NV1 使個(gè)人計(jì)算機(jī)與視頻游戲系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)成為可能,。

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  這個(gè)產(chǎn)品的面世,,也讓英偉達(dá)吸引了視頻游戲制造商Sega的注意,并與之建立了合作,。關(guān)于這個(gè)故事,,在黃仁勛日前臺(tái)大的畢業(yè)演講中也有分享。據(jù)黃仁勛所說(shuō),,英偉達(dá)制造的第一個(gè)產(chǎn)品是用于個(gè)人電腦游戲的3D圖形,,公司發(fā)明了一種非傳統(tǒng)的前向紋理處理技術(shù),而且成本相對(duì)低廉,,這幫助他們贏得了與SEGA建造游戲主機(jī)的合約,。

  但經(jīng)過(guò)了一年的開(kāi)發(fā)期程,英偉達(dá)的團(tuán)隊(duì)意識(shí)到其設(shè)計(jì)的架構(gòu)是錯(cuò)誤策略,,從技術(shù)端來(lái)看是不合格的,。而與此同時(shí),微軟即將宣布基于反向紋理映射和三角形的Windows 95 Direct3D,。這代表著如果英偉達(dá)完成了SEGA的游戲機(jī),,公司將會(huì)創(chuàng)造出與Windows不相容的產(chǎn)品;但如果我們不完成這個(gè)合約,,我們就會(huì)破產(chǎn),。

  “無(wú)論如何,英偉達(dá)都會(huì)面臨倒閉的命運(yùn),?!秉S仁勛說(shuō)。

  為此他聯(lián)絡(luò)了SEGA CEO,,向他解釋公司的發(fā)明是錯(cuò)誤的,所以公司無(wú)法完成合約以及游戲主機(jī),,并建議SEGA尋找其他合作伙伴,。但需要SEGA全額支付我們的費(fèi)用,否則NVIDIA 將無(wú)法繼續(xù)經(jīng)營(yíng),。順便提一下,,在1996年中期,,大約有 30 家硬件供應(yīng)商向圖形市場(chǎng)提供 3D 芯片,。

  在很難為情地提出這個(gè)后,SEGA CEO竟然同意了黃仁勛的請(qǐng)求,,這讓他多爭(zhēng)取了3個(gè)月時(shí)間,,并在1997年上半年震撼了新興的3D市場(chǎng)的產(chǎn)品Riva 128。從這個(gè)產(chǎn)品開(kāi)始,,英偉達(dá)受到廣泛關(guān)注,,拯救了公司。

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  到 1998 年初,,NVIDIA 已被公認(rèn)為高性能 3D 圖形市場(chǎng)的主導(dǎo)公司之一,。據(jù)當(dāng)時(shí)的分析師估計(jì),,NVIDIA 在 1997 年底占有 24% 的市場(chǎng)份額,,在高性能圖形公司中排名第二。公司也在1998年開(kāi)始申請(qǐng)上市,,并順利在1999年1月正式登陸股票市場(chǎng),。

  而在申請(qǐng)上市到正式上市這段時(shí)間,英偉達(dá)推出了NVIDIA Vanta,,一款旨在將臺(tái)式計(jì)算機(jī)圖形引入企業(yè)市場(chǎng)的圖形加速器。1999 年年中,,NVIDIA 推出了 TNT2,,NVIDIA 還為 TNT 和 TNT2 推出了一套新的軟件驅(qū)動(dòng)程序,這些驅(qū)動(dòng)程序經(jīng)過(guò)優(yōu)化以與AMD的處理器配合使用,。

  成就GPU巨頭

  1999 年 8 月,英偉達(dá)又推出了一款名為GeForce256 的圖形加速器,。值得一提的是,,這款256位的圖形處理單元 (GPU) 是業(yè)界第一款 GPU,能夠從計(jì)算機(jī)的中央處理器 (CPU) 卸載整個(gè)圖形處理操作,,減輕了 CPU 的圖形處理負(fù)擔(dān),,還使軟件開(kāi)發(fā)人員能夠創(chuàng)建更復(fù)雜的屬性,例如人工智能和為更復(fù)雜的對(duì)象建模,。

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  同年11 月,,NVIDIA 推出了 Quadro,這是第一款專為工作站設(shè)計(jì)的 GPU,。公司也在接下幾年里與總部位于加拿大安大略省的ATI爭(zhēng)奪圖形芯片設(shè)計(jì)公司頭把交椅的位置,。雖然英偉達(dá)的產(chǎn)品往往能超過(guò)ATI的競(jìng)品,但是在市場(chǎng)上,,他們還是落后于這家同行,。而在雙龍爭(zhēng)霸的同時(shí),圖形芯片市場(chǎng)也在快速整合。

  據(jù)相關(guān)資料顯示,,從1996到2001年間,,全球生產(chǎn)圖形控制器的公司數(shù)量從 45 家減少到 12 家。包括 S3,、NeoMagic 和 Intel在內(nèi)的幾家主要參與者要么退出了圖形市場(chǎng),,要么縮減了新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),,而英偉達(dá)則趁機(jī)瘋長(zhǎng),,營(yíng)收一路高漲。

  2001年,,NVIDIA 完成了用于 Microsoft X-Box 的圖形芯片GeForce3 的開(kāi)發(fā),,這是圖形行業(yè)的第一款可編程 GPU,被所有頂級(jí) PC 和圖形主板 OEM 所選擇,。該芯片的可編程功能使開(kāi)發(fā)人員能夠創(chuàng)建自定義照明和轉(zhuǎn)換自定義像素效果,。

  也就是在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)前后,學(xué)術(shù)界對(duì)使用GPU做通過(guò)計(jì)算(GPGPU)產(chǎn)生了濃厚興趣,。因?yàn)楹虲PU不一樣,,控制邏輯較為簡(jiǎn)單的GPU的絕大多數(shù)芯片面積都用于渲染,、多邊形等計(jì)算,。科學(xué)運(yùn)算中的矩陣等計(jì)算也可以很簡(jiǎn)單地映射到GPU的處理單元當(dāng)中個(gè),,實(shí)現(xiàn)非常高效的計(jì)算,。但是,對(duì)于GPGPU而言,,他們需要面臨另一個(gè)重要的挑戰(zhàn),,就是難于編程。因?yàn)楫?dāng)時(shí)的GPU是面向圖像開(kāi)發(fā)的,,這就讓在其中支持通用高性能計(jì)算并不容易,。

  看到了這種趨勢(shì)的英偉達(dá)隨后在2006年推出了Tesla架構(gòu)。和以往只是使用矢量計(jì)算單元做渲染的做法不一樣,,英偉達(dá)在這個(gè)架構(gòu)上把一個(gè)矢量單元拆成多個(gè)標(biāo)量計(jì)算渲染單元,,使其更適合通用計(jì)算。

  有了硬件基礎(chǔ),,英偉達(dá)在2007又做出了一個(gè)成就了今天英偉達(dá)的決定,,那就是推廣CUDA GPU加速計(jì)算技術(shù)。按照黃仁勛所說(shuō),,之所以推動(dòng)這么一個(gè)項(xiàng)目,,是希望讓CUDA成為一個(gè)程序設(shè)計(jì)模型,在科學(xué)運(yùn)算、物理模擬到圖像處理方面,,都能提升應(yīng)用程序的效能,。

  雖然這個(gè)項(xiàng)目意義廣泛,但黃仁勛也承認(rèn),,創(chuàng)建一個(gè)全新的運(yùn)算模型非常困難,,且在歷史上實(shí)屬罕見(jiàn)。因?yàn)樽詮腎BM System 360以來(lái),,CPU的運(yùn)算模型已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)已有60年的時(shí)間,。而CUDA需要開(kāi)發(fā)人員撰寫(xiě)應(yīng)用程序,并展示GPU的優(yōu)勢(shì),;開(kāi)發(fā)人員需要一個(gè)大型的使用者基礎(chǔ),;大型的CUDA使用者基礎(chǔ),需要市場(chǎng)上有人購(gòu)買新的應(yīng)用程序,。

  于是,,英偉達(dá)利用公司已經(jīng)擁有龐大游戲市場(chǎng)的游戲顯卡GPU GeForce,以建立使用者基礎(chǔ),。但CUDA的成本非常高,,Nvidia的利潤(rùn)在多年來(lái)遭受巨大的打擊,公司的市值僅僅維持在10億美元上下,,市場(chǎng)多年的低迷表現(xiàn),,也讓股東們對(duì)CUDA持懷疑態(tài)度。

  但最終,,在2012年,,AI研究人員探索了CUDA,度學(xué)習(xí)開(kāi)山鼻祖之一的Geoff Hinton的學(xué)生Alex Krizhevsky在英偉達(dá)的GPU GTX 580上成功訓(xùn)練出了深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)AlexNet,,開(kāi)啟AI的大爆炸時(shí)代,,正式開(kāi)啟了英偉達(dá)的萬(wàn)億美金半導(dǎo)體征程。

  五年AI狂飆

  如果說(shuō)上面平鋪直敘的歷史,,能讓我們遵循清晰的脈絡(luò)看到這家GPU巨頭的成長(zhǎng)歷程,。那在這個(gè)章節(jié)內(nèi),我們則能看到這家炙手可熱的芯片企業(yè)在近五年活力全開(kāi),。

  回顧前二十五年(截止)的發(fā)展,,英偉達(dá)除了一邊研發(fā)外,還一邊打官司,,公司也在這期間收購(gòu)了一大堆企業(yè),。例如在2002 年收購(gòu)了 Exluna、2003年收購(gòu)了MediaQ,、2006年收購(gòu)了Hybrid Graphics,、2008年收購(gòu)了Ageia,、2011年收購(gòu)Icera。

  在次期間,,公司也因應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展做調(diào)整,。如在2011年推出手機(jī)芯片。公司自 2014 年以來(lái)也將業(yè)務(wù)多元化,,專注于三個(gè)市場(chǎng):游戲,、汽車電子和移動(dòng)設(shè)備。再到后來(lái)放棄手機(jī)芯片市場(chǎng),,擁抱礦機(jī)市場(chǎng),,放棄礦機(jī)市場(chǎng),英偉達(dá)的每一次決定都沒(méi)有拖泥帶水,。

  進(jìn)入最近五年,,英偉達(dá)面向AI市場(chǎng)發(fā)起了總攻。其做得頭一件事就是在2019年宣布將打造領(lǐng)先互聯(lián)技術(shù)和產(chǎn)品的Mellanox收歸麾下,。進(jìn)入2020年,英偉達(dá)更是宣布了將Arm收入囊中的雄偉計(jì)劃,,但這最終在多方反對(duì)下胎死腹中,。

  現(xiàn)在回頭看,英偉達(dá)這單收購(gòu)的意圖非常明顯,。從公司當(dāng)前的銷售模式看來(lái)(銷售DGX和HGX),,只要在設(shè)計(jì)中放入更多的自己的芯片,就能獲取更多的收益,。參考下圖英偉達(dá)DGX H100的成本跟普通服務(wù)器的成本對(duì)比,。

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  回到英偉達(dá)產(chǎn)品本身,在2020 年 5 月,,他們正式宣布了其 Ampere GPU 微架構(gòu)和 Nvidia A100 GPU 加速器,,打響了公司在AI市場(chǎng)的第一槍。2022年三月,,英偉達(dá)又帶來(lái)了其首款基于Hopper架構(gòu)的GPU NVIDIA H100,,吹響了公司在AI市場(chǎng)進(jìn)攻的號(hào)角。事實(shí)證明,,這兩款產(chǎn)品也都成為了AI市場(chǎng)的硬通貨,。

  以H100為例,據(jù)外媒CNBC報(bào)道,,隨著對(duì)訓(xùn)練和部署人工智能軟件所需芯片需求的飆升,,英偉達(dá)的最先進(jìn)的顯卡在eBay上的售價(jià)超過(guò) 40,000 美元。就連針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)特別開(kāi)發(fā)的A800和H800都價(jià)格一路高漲,,市場(chǎng)供不應(yīng)求,。

  但英偉達(dá)不滿足于此,,這也正是他們?cè)?021年發(fā)布了為AI而生的Grace CPU,并在2022年升級(jí),,推出擁有了144 個(gè)高性能核心,,每秒 1 TB 內(nèi)存,可將服務(wù)器芯片性能和能效提升一倍的Grace CPU Superchip,。除此以外,,英偉達(dá)還推出了專為大規(guī)模 人工智能和高性能計(jì)算(HPC) 應(yīng)用而設(shè)計(jì) Grace Hopper Superchip。需要強(qiáng)調(diào)的是,,英偉達(dá)后兩款通過(guò)NVLink-C2C連接到一起的Superchip的設(shè)計(jì)思路有望成為這家GPU巨頭增加計(jì)算性能最行之有效的快捷手段,。

  至于收購(gòu)mellanox所打造的各種switch和DPU,以及各種光學(xué)器件,,也成為了英偉達(dá)武器庫(kù)中不可或缺的角色,。在這些產(chǎn)品的支持下,英偉達(dá)也打造出了DGX,、HGX等產(chǎn)品,,在日前發(fā)布的DGX GH200更是再次刷新了大家對(duì)其上限的看法。據(jù)介紹,,這個(gè)全新的AI超算系統(tǒng)搭載了256個(gè)Grace Hopper Superchip,,新的互聯(lián)方式讓產(chǎn)品像一個(gè)巨型GPU運(yùn)行,提供1EFLOPS的性能和144TB的共享內(nèi)存,,這比上一代DGX A100的內(nèi)存多出了近500倍,。

  為了更好地幫助大家擁抱這個(gè)AI時(shí)代,英偉達(dá)還推出了包括DGX Cloud在內(nèi)的各種云服務(wù),,同過(guò)云端提供DGX AI運(yùn)算資源,,方便企業(yè)使用進(jìn)行模型訓(xùn)練與開(kāi)發(fā)。

  寫(xiě)在最后

  今年年初接受CNBC記者采訪的時(shí)候,,黃仁勛曾被問(wèn)到,,英偉達(dá)的崛起是運(yùn)氣還是先見(jiàn)之明?針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,,黃仁勛回應(yīng)道:“我們只是相信總有一天會(huì)發(fā)生新的事情,,其余的一切都需要一些偶然性”,“這不是先見(jiàn)之明,,但遠(yuǎn)見(jiàn)是加速計(jì)算”黃仁勛接著說(shuō),。

  在日前的臺(tái)北電腦展演講中,黃仁勛直言:“CPU擴(kuò)張的時(shí)代已經(jīng)結(jié)束,,加速計(jì)算和人工智能正在重塑計(jì)算機(jī),,隨著AI應(yīng)用對(duì)計(jì)算能力的需求不斷擴(kuò)大,GPU才是未來(lái)的主角,?!?/p>

  瑞銀銀行也估計(jì),,在未來(lái)一兩年內(nèi),人工智能將使對(duì)稱為圖形處理單元 ( GPU) 的專業(yè)芯片的需求增加 100 億至 150 億美元,。CFRA Research 分析師 Angelo Zino 則表示:“我們認(rèn)為 Nvidia 是這個(gè)星球上最重要的公司,,這個(gè)時(shí)代正在迅速轉(zhuǎn)向一個(gè)將被更強(qiáng)大的 AI 能力所強(qiáng)調(diào)的時(shí)代?!?/p>

  無(wú)論如何,,英偉達(dá)和黃仁勛都在一路前行。

  正如黃仁勛日前在臺(tái)大畢業(yè)演講中勉勵(lì)學(xué)生說(shuō)道:“不管是為了食物而奔跑,,或不被他人當(dāng)做食物而奔跑,。你往往無(wú)法知道自己正處于哪一種情況。但無(wú)論如何,,都要保持奔跑,。”“然而,,戰(zhàn)略性的撤退,、犧牲、決定放棄什么是成功的核心,,非常關(guān)鍵的核心,。”黃仁勛接著說(shuō),。

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