英偉達(dá)如何崛起為AI霸主？快訊
英偉達(dá)憑借其尖端的芯片、服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心技術(shù)，英偉達(dá)面臨的競爭 英偉達(dá)目前在人工智能領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)地位，這甚至可能包括為英偉達(dá)生產(chǎn)芯片。
3月1日消息，除非你在十年前就熱衷于桌面電腦游戲，否則你可能直到最近才開始注意到英偉達(dá)。這家公司專注于生產(chǎn)顯卡和其他尖端技術(shù)產(chǎn)品，早已在游戲界聲名顯赫并取得巨大成功。然而，與過去一年英偉達(dá)所經(jīng)歷的爆炸性增長相比，這些成就顯得相形見絀。
英偉達(dá)之所以能夠在這一年中大放異彩，關(guān)鍵在于其技術(shù)為運(yùn)行大型語言模型提供了強(qiáng)大的動力，而這些大型語言模型正是推動整個(gè)科技行業(yè)變革的生成式人工智能系統(tǒng)的基礎(chǔ)。如今，英偉達(dá)已崛起成為科技界的巨頭，其股價(jià)飆升，牢牢掌握著這個(gè)時(shí)代最具影響力、也最具爭議的技術(shù)。
在《連線》雜志的“設(shè)備實(shí)驗(yàn)室”（Gadget Lab）專欄中，資深撰稿人威爾·奈特（Will Knight）、勞倫·古德（Lauren Goode）以及該雜志消費(fèi)者科技和文化總監(jiān)邁克爾·卡洛雷（Michael Calore），共同回顧了英偉達(dá)的崛起之路。英偉達(dá)憑借其尖端的芯片、服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心技術(shù)，為人工智能的發(fā)展注入了強(qiáng)大的動力。
英偉達(dá)的瘋狂崛起
英偉達(dá)創(chuàng)立于1990年代初，最初專注于為個(gè)人電腦視頻游戲市場生產(chǎn)圖形處理芯片。從這時(shí)起，英偉達(dá)便將賭注押在加速計(jì)算與通用計(jì)算上，通過開發(fā)專用芯片以增強(qiáng)個(gè)人電腦的性能。今日，英偉達(dá)已不再是單純的圖形芯片生產(chǎn)商，而是占據(jù)人工智能計(jì)算芯片市場大部分份額的科技巨頭，市值近2萬億美元。
那么，是什么重大突破讓英偉達(dá)聲名鵲起呢？這要回溯到20世紀(jì)90年代。當(dāng)時(shí)個(gè)人電腦游戲愈發(fā)流行，但主要依靠CPU（中央處理單元）運(yùn)行，導(dǎo)致圖形效果普遍不盡如人意。盡管CPU也可處理圖形，但效率遠(yuǎn)不理想。英偉達(dá)敏感地捕捉到這一市場需求，決定開發(fā)專用處理器。由此，GPU（圖形處理單元）誕生了。
在英偉達(dá)成立之前，黃仁勛曾在LSI Logic公司工作。他的兩位朋友（同時(shí)也是合作伙伴）提出了一個(gè)大膽的想法：“我們何不一起創(chuàng)辦一家專業(yè)顯卡公司？”經(jīng)過一番說服，黃仁勛辭去了工作，與他們共同創(chuàng)立了英偉達(dá)，據(jù)稱這個(gè)創(chuàng)意是在快餐店中誕生的。1993年，英偉達(dá)正式成立。
然而，進(jìn)入20世紀(jì)90年代中后期，英偉達(dá)經(jīng)歷了空前的挫折。公司推出的首批芯片接近失敗，甚至一度面臨破產(chǎn)。為挽救公司，英偉達(dá)不得不裁員大約70%，這是一次劇烈的人員調(diào)整。同時(shí)，他們需要加速制定新的芯片開發(fā)計(jì)劃。然而當(dāng)時(shí)芯片的研發(fā)周期通常長達(dá)18至24個(gè)月，這對正處于生死邊緣的英偉達(dá)來說無疑是巨大的挑戰(zhàn)。
在早期發(fā)展階段，英偉達(dá)面臨著沒有自己的晶圓廠的局面，晶圓廠是生產(chǎn)所有芯片的關(guān)鍵設(shè)施。因此，英偉達(dá)不得不依賴于合作伙伴的代工服務(wù)來生產(chǎn)芯片。從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)，再到后續(xù)的調(diào)整和優(yōu)化，這個(gè)過程既漫長又復(fù)雜。 不過，英偉達(dá)找到了一種解決方案，即利用模擬器進(jìn)行研發(fā)，并決定通過軟件來快速發(fā)布和測試新的芯片。這種創(chuàng)新性的做法使得他們能夠在短短六個(gè)月內(nèi)推出名為RIVA 128的新芯片，有效地挽救了公司的早期困境。
英偉達(dá)在現(xiàn)代人工智能時(shí)代的崛起中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。大約十到十二年前，人工智能計(jì)算領(lǐng)域經(jīng)歷了一次深刻的變革。盡管此時(shí)人工智能算法已經(jīng)展現(xiàn)出強(qiáng)大的能力，但大部分工作仍需人工編寫，以期使機(jī)器能夠執(zhí)行更加智能的任務(wù)。然而，這種基于傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法已顯得過時(shí)，并且效果不佳。
直到2010年左右，一個(gè)圍繞互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的會議成為了一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。會議上，研究人員發(fā)現(xiàn)，更大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法能夠在GPU上高效執(zhí)行。深度學(xué)習(xí)的研究人員隨即意識到，他們可以借助GPU強(qiáng)化自己的算法。
2012年，一場圖像分類算法的競賽吸引了廣泛的關(guān)注。利用GPU的深度學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)在比賽中取得了壓倒性的勝利，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他競爭對手。這不是因?yàn)橛ミ_(dá)預(yù)見了這一切，而是因?yàn)樗麄兊男酒∏商貏e適合執(zhí)行這些任務(wù)。黃仁勛敏銳地捕捉到了這個(gè)機(jī)會，并成功地將其推向了更高的發(fā)展水平。
2017年，谷歌發(fā)布了Transformer（轉(zhuǎn)換器）論文，再次引發(fā)了人工智能領(lǐng)域的重大變革，英偉達(dá)積極參與其中，與全球最頂尖的科技公司一道推進(jìn)人工智能技術(shù)的發(fā)展。
這篇論文為語言機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域帶來了革命性的新方法，為建立當(dāng)今強(qiáng)大的大語言模型奠定了基礎(chǔ)。在此之前，盡管英偉達(dá)在圖像識別和語音識別技術(shù)方面已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)步，并且其開發(fā)工具也受到高度評價(jià)，但“轉(zhuǎn)換器”的出現(xiàn)標(biāo)志著生成式人工智能語言模型和聊天機(jī)器人時(shí)代的正式到來。
當(dāng)前，整個(gè)科技行業(yè)正經(jīng)歷前所未有的快速發(fā)展，無論是初創(chuàng)企業(yè)還是大型公司，都在激烈爭奪計(jì)算資源。有一段時(shí)間，英偉達(dá)的GPU供不應(yīng)求，其受追捧程度甚至超越了同等重量的黃金，這在一定程度上也是因?yàn)檫@些GPU被廣泛用于加密貨幣的挖礦。面對供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)，英偉達(dá)持續(xù)努力，將其芯片推廣到全球市場。與此同時(shí)，黃仁勛對于未來的硬件發(fā)展尤為關(guān)注，特別是在構(gòu)建大型計(jì)算機(jī)中心以及滿足公司對于現(xiàn)場進(jìn)行人工智能計(jì)算的大型設(shè)備需求方面。
對英偉達(dá)而言，數(shù)據(jù)中心已成為其業(yè)務(wù)的重要組成部分。隨著整個(gè)計(jì)算行業(yè)由終端設(shè)備計(jì)算向云計(jì)算轉(zhuǎn)變，英偉達(dá)緊跟潮流。過去大多數(shù)加速計(jì)算都在個(gè)人電腦端進(jìn)行，而如今，隨著谷歌、亞馬遜等科技巨頭相繼推出云服務(wù)，大量計(jì)算任務(wù)開始遷移至云端，微軟亦步亦趨加入其中。
英偉達(dá)積極參與這一變革，計(jì)劃發(fā)展更多針對人工智能的超級計(jì)算數(shù)據(jù)中心。這些數(shù)據(jù)中心不僅為軟件公司提供服務(wù)，也支持制造商、自動駕駛汽車和生物技術(shù)公司等越來越多地采用人工智能技術(shù)。
同時(shí)，重要的市場參與者如谷歌、Meta和微軟正致力于開發(fā)自己的算法，并研究構(gòu)建自己的芯片。這些公司的潛在優(yōu)勢在于已經(jīng)建立了龐大的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。這在一定程度上反映了對模型規(guī)模的需求不斷增長，需求可以高效連接、數(shù)以萬計(jì)的芯片，這在過去十年中是難以想象的。這也凸顯了黃仁勛的先見之明和捕捉機(jī)遇的能力，成功地將人工智能技術(shù)提供給多樣化的客戶群。
特別值得一提的是，英偉達(dá)收購Mellanox是一個(gè)極具遠(yuǎn)見的決策。此次收購為英偉達(dá)帶來了至關(guān)重要的芯片層面網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，進(jìn)一步加強(qiáng)了其在人工智能領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。
英偉達(dá)面臨的競爭
英偉達(dá)目前在人工智能領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)地位，其超級計(jì)算GPU需求持續(xù)旺盛，CUDA編程模型的廣泛應(yīng)用也為公司構(gòu)建了堅(jiān)固的市場壁壘。除此之外，英偉達(dá)通過擁有大量數(shù)據(jù)中心及對小型人工智能企業(yè)的戰(zhàn)略性投資，進(jìn)一步加強(qiáng)了其市場位置。
盡管英偉達(dá)在AI領(lǐng)域擁有顯著的優(yōu)勢，但多家大型科技公司擁有挑戰(zhàn)其地位的潛力。威爾·奈特認(rèn)為，谷歌是英偉達(dá)的最大競爭對手。谷歌在AI芯片開發(fā)方面擁有悠久的歷史，并在AI軟件領(lǐng)域占據(jù)重要地位。谷歌的獨(dú)特戰(zhàn)略能夠高效連接多個(gè)性能較低的芯片，形成強(qiáng)大的計(jì)算網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)谷歌最近的實(shí)驗(yàn)，他們成功將5萬個(gè)GPU聯(lián)網(wǎng)以訓(xùn)練語言模型，這一成就凸顯了谷歌在解決芯片間通信瓶頸上的顯著進(jìn)展。
谷歌通過優(yōu)化芯片間的光纖網(wǎng)絡(luò)，在提升計(jì)算速度方面取得了重大成果，奈特認(rèn)為，谷歌在該領(lǐng)域的持續(xù)創(chuàng)新成為業(yè)界焦點(diǎn)。同時(shí)，微軟等其他大型科技公司也在積極研發(fā)自己的AI芯片，使得市場競爭更加激烈。
另外，眾多初創(chuàng)公司，如Cerebras，正在探索非傳統(tǒng)的AI芯片設(shè)計(jì)，可能引發(fā)技術(shù)領(lǐng)域的顛覆性突破，對英偉達(dá)等行業(yè)領(lǐng)頭羊構(gòu)成挑戰(zhàn)。盡管如此，谷歌被黃仁勛視為其最需關(guān)注的大型公司對手。
確實(shí)，谷歌在其人工智能模型Gemini上選擇使用自家的TPU（張量處理單元），而非英偉達(dá)的GPU，這一決策背后無疑反映了谷歌在人工智能硬件方面的野心和戰(zhàn)略考量。 與此同時(shí)，亞馬遜AWS展現(xiàn)出潛在的“黑馬”實(shí)力。雖然目前在人工智能領(lǐng)域的成績尚不顯著，卡爾勒認(rèn)為，亞馬遜AWS隱藏的實(shí)力有望在關(guān)鍵時(shí)刻發(fā)揮作用。
特別值得注意的是，OpenAI的競爭對手Anthropic獲得了亞馬遜AWS的重大投資，此舉同樣備受矚目。作為協(xié)議的一部分，Anthropic將在亞馬遜的芯片上運(yùn)行其下一代模型，即GPT-4或GPT-5的潛在競爭者。這不僅證明了亞馬遜對人工智能領(lǐng)域的承諾和決心，也暗示了其芯片技術(shù)可能擁有強(qiáng)大的競爭優(yōu)勢。
至于英特爾和AMD，奈特指出了這兩家公司在人工智能領(lǐng)域所面臨的不同挑戰(zhàn)。他提到，AMD以其具有競爭力的芯片產(chǎn)品，正逐步成為大模型開發(fā)者的首選之一。而英特爾雖然努力重返該領(lǐng)域，卻面臨重大挑戰(zhàn)。然而，得益于美國政府的巨額補(bǔ)貼，英特爾可能在改善現(xiàn)有技術(shù)和開發(fā)新芯片上實(shí)現(xiàn)重大突破，這甚至可能包括為英偉達(dá)生產(chǎn)芯片。
芯片出口禁令
隨著美國政府加大力度支持國內(nèi)芯片制造業(yè)，并致力于在美國境內(nèi)增加更多的芯片生產(chǎn)，它同時(shí)對此類技術(shù)施加了出口管制，給英偉達(dá)以及整個(gè)芯片行業(yè)帶來了復(fù)雜的影響。
古德表示，出口管制的實(shí)施意味著英偉達(dá)必須重新設(shè)計(jì)或調(diào)整其芯片，以確保它們符合管制要求，從而繼續(xù)對中國進(jìn)行出口。中國市場對英偉達(dá)極為重要，公司希望能夠持續(xù)在該市場銷售其芯片。同時(shí)，這些管制措施也對英偉達(dá)的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)造成了影響，甚至可能對整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)造成深遠(yuǎn)的影響。（小小）
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