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“顯卡大廠”到“AI霸主”,英偉達的成功之路

2020-11-29
來源:愛集微APP
關(guān)鍵詞: 顯卡大廠 AI霸主 英偉達 ARM

英偉達宣布將以400億美元收購英國芯片設(shè)計公司Arm,如果交易最終達成,這將是半導(dǎo)體行業(yè)有史以來最大的并購交易,英偉達將成為橫跨服務(wù)器、PC、消費電子和智能手機等多個重要領(lǐng)域的關(guān)鍵角色?;仡櫽ミ_的發(fā)展歷史,從一家單純賣顯卡的公司到橫跨多領(lǐng)域的巨頭,英偉達有何成長的故事?

一、“顯卡大廠”故事的開啟

愛玩游戲的人大概率都知道英偉達,而說起英偉達,同樣繞不開其創(chuàng)始人黃仁勛。

1993年,黃仁勛和朋友Chris Malachowsky和Curtis Priem聯(lián)合創(chuàng)立了Nvidia,Malachowsky和Priem是太陽微系統(tǒng)公司(Sun Microsystems)的工程師,黃仁勛當(dāng)時是San Jose芯片制造商LSI Logic的董事。他們創(chuàng)業(yè)的初衷是研發(fā)一種專用芯片,用來加快電子游戲中3D圖像的渲染速度,帶來更逼真的顯示效果。

Nvidia原始資金為4萬美元,一開始公司并沒有起名字。彼時,所有文件都冠以兩字詞NV開頭,含義是 Next Version(下一版)。后來,為了整合公司,他們審核了所有帶“N”和“V”的單詞,最后選了“Nvidia”,拉丁詞寓意為“羨慕”。誰能想到經(jīng)過二十多年后,籍籍無名的Nvidia發(fā)展成了全球最受矚目的芯片公司,旗下?lián)碛蠫eForce、Quadro、Tesla、Tegra等多個產(chǎn)品線,著實成為了一家令人“羨慕”的公司。

1995年,Nvidia推出第一款產(chǎn)品,即個人電腦多媒體卡NV1,不過由于NV1塞進了太多的功能,導(dǎo)致性能低下而宣告失敗。此外,NV1耗盡了公司最早的投資,雖然Nvidia還想繼續(xù)開發(fā)NV2,但是由于資金短缺,而被迫終止。為了生存,公司大刀闊斧裁員,從100多人裁減至30多人。

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1996年,Nvidia把重心轉(zhuǎn)到了圖形處理器上。其后兩年時間,英偉達陸續(xù)推出RIVA128、RIVA128ZX、RIVATNT等圖形處理器。這些新產(chǎn)品不僅支持微軟Direct3D和OpenGL標(biāo)準(zhǔn),在能效上也超越了競爭對手3Dfx的Voodoo和ATI的Rage Pro,加上價格低廉,逐漸獲得了整機廠的青睞。

1999年,英偉達迎來了具有里程牌意義的一年。同年它首創(chuàng)并定義GPU這一詞匯,這極大地推動了PC游戲市場的發(fā)展,重新定義了現(xiàn)代計算機圖形技術(shù),并徹底改變了并行計算。

與此同時,英偉達發(fā)布了第一款GeForce產(chǎn)品——GeForce 256顯卡。GeForce 256繼前代Riva TNT2顯卡最大的改變是率先增加了T&L引擎的支持,由于顯卡采用T&L引擎能夠分擔(dān)處理器運算負(fù)載,對于支持T&L引擎的第一人稱射擊游戲,也就是Quake,對于這種具有革命意義的電子游戲來說,GeForce 256的效能可以完全發(fā)揮出來,而其他3dfx、S3 Graphics等廠商而言,通通望塵莫及,而唯一能與之抗衡的,只有一年后才出現(xiàn)的ATI Radeon 256顯卡。

此后,英偉達開始了快速發(fā)展。2000年底,英偉達以7000萬美元現(xiàn)金、100萬股公司股票,將競爭對手3dfx收入囊中,正式成為行業(yè)老大。

最終,英偉達憑借GeForce系列顯卡在游戲市場所向披靡,和成立于1969年的AMD同坐一把交椅,N卡和A卡孰優(yōu)孰劣之爭也是游戲界老生常談的話題。

二、埋下進軍人工智能的伏筆

2004年到2007年,英偉達游戲和專業(yè)繪圖處理器業(yè)務(wù)穩(wěn)步增長,度過了順風(fēng)順?biāo)乃哪?。按照既定的路線走下去,英偉達現(xiàn)在的title或許只有“顯卡大廠”。不過,偉大的公司之所以偉大,還在于它目光長遠(yuǎn)且敢于創(chuàng)新。在這四年里,英偉達首席科學(xué)家David Kirk思考著一個更長遠(yuǎn)的問題——讓只做3D渲染的GPU技術(shù)通用化。

最初的GPU只是用來處理圖形顯示的任務(wù),計算純交給CPU,這事實上造成了大量運算能力的浪費。隨著顯卡的發(fā)展,GPU越來越強大,而且GPU為顯示圖像做了優(yōu)化,在計算上已經(jīng)超越了通用的CPU,特別擅長并行計算。

于是,2006年,在DavidKirk博士的主導(dǎo)下,英偉達推出CUDA,讓顯卡可以用于通用并行計算等其他非圖形計算。所謂CUDA技術(shù),簡單來說就是打通了所有GPU內(nèi)小核心的并行計算能力,能夠解放GPU的計算能力,使得GPU能夠承擔(dān)和CPU一樣的計算任務(wù)的技術(shù)。在CUDA問世之前,對GPU編程必須要編寫大量的底層語言代碼,是程序員不折不扣的噩夢。CUDA的到來可以說是結(jié)束了程序員的噩夢。

而DavidKirk博士也因此被譽為CUDA之父。對于英偉達來說,DavidKirk博士居功至偉。他是圖形學(xué)和高性能并行計算的大神,除了做顯卡,他另一大貢獻就是搞出了CUDA,后當(dāng)選美國工程院院士。

CUDA的誕生為英偉達進軍人工智能埋下了伏筆。

三、CUDA出師不利

2006年之后,英偉達在堅持主流顯卡市場的同時,也在繼續(xù)布局CUDA,推出了CUDA平臺和Tesla架構(gòu)。當(dāng)時,英偉達推出的GeForce 400,500,600,700系列不僅在性能上超過競爭對手,而且功耗較低。

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然而,CUDA的發(fā)展就沒有那么順利了。一方面,英偉達推出的大規(guī)模并行運算芯片——Tesla,對于其傳統(tǒng)游戲和專業(yè)繪圖業(yè)務(wù)來說,并沒有這樣的高性能運算需求。另一方面,David Kirk博士說服黃仁勛投入大量資源研發(fā)CUDA技術(shù),并讓每一顆英偉達GPU都支持CUDA。而這一瘋狂的舉動導(dǎo)致成本劇增。由于必須在硬件產(chǎn)品設(shè)計中增加相關(guān)CUDA邏輯電路,使得芯片面積增大、散熱增加、成本上升、故障率增高;同時,還要保證每款產(chǎn)品的軟件驅(qū)動都支持CUDA,這對英偉達的工程師來說是巨大的工作量。

除了內(nèi)部發(fā)展不順之外,英偉達也外部受敵。2008年,CPU巨頭AMD收購英偉達老對手ATI,形成了CPU整合GPU的新解決方案。Intel也終止了與英偉達的合作,在自家芯片組中集成了3D圖形加速器。

種種不利因素的影響下,2008年,英偉達營收驟降16%,股價從37美元跌到6美元左右。

不過,一時的挫折并未動搖黃仁勛的信念和決心,他仍然堅持繼續(xù)布局CUDA技術(shù)。事實證明,黃仁勛的堅持是對的,英偉達也終守得云開見月明。

2009年到2012年,隨著基于CUDA的通用GPU在高性能計算領(lǐng)域威力凸顯,英偉達也迎來了發(fā)展史上最重要的時期。

四、跨進人工智能大門

2012年,ImageNet(圖像識別領(lǐng)域賽事)大賽上,當(dāng)時Geoffrey Hinton的學(xué)生通過兩個GPU將深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)AlexNet的準(zhǔn)確率提高了10.8%,震撼了學(xué)術(shù)界,英偉達也借此一戰(zhàn)成名,從游戲市場一大步跨入AI市場。

此后,英偉達乘著深度學(xué)習(xí)和區(qū)塊鏈的東風(fēng),成為AI芯片領(lǐng)域的絕對霸主。黃仁勛更是在GTC 2015上直言,“我們不是硬件公司,我們是AI公司”。

2012年英偉達與Google的人工智能團隊合作,建造了當(dāng)時最大的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),之后各深度學(xué)習(xí)團隊開始廣泛大批量使用NVIDIA顯卡。

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2013年,英偉達與IBM在建立企業(yè)級數(shù)據(jù)中心達成合作。

2017年,英偉達發(fā)布了面向L5完全無人駕駛開發(fā)平臺PegASUS。自2014年至2018年,英偉達股價翻了9倍多。2018年,深度學(xué)習(xí)將Nvidia送上了AI領(lǐng)域第一股。

2019年,英偉達開始正面對剛Intel,69億美元擊敗Intel收購以色列公司Mellanox。英偉達與Mellanox的合并,能增強其數(shù)據(jù)中心和人工智能業(yè)務(wù),可與Intel競爭。資料顯示,占據(jù)70%高性能計算的計算機網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)InfiniBand市場的Mellanox,是該領(lǐng)域絕對的老大,Intel也只能屈居其下。

很難說是人工智能捧“紅”了英偉達,還是英偉達成就了人工智能,但是,兩者的關(guān)系可以說是“相輔相成”。在已經(jīng)到來的AI時代,英偉達為各行各業(yè)提供了發(fā)展和應(yīng)用人工智能技術(shù)的有力支持。英偉達推出了在人工智能、高性能計算、機器人、自動駕駛、醫(yī)療健康、專業(yè)化視覺等領(lǐng)域的多項創(chuàng)新應(yīng)用。

數(shù)據(jù)顯示,世界上目前約有3000多家AI初創(chuàng)公司,大部分都采用了英偉達提供的硬件平臺。AndreessenHorowitz風(fēng)投公司的合伙人馬克·安德森也曾表示,他們已經(jīng)投資了大批基于深度學(xué)習(xí)的創(chuàng)業(yè)公司,幾乎每個公司都在采用英偉達平臺。

毋庸置疑,英偉達是我們這個時代最偉大的公司之一。在黃仁勛的帶領(lǐng)下,英偉達從曾經(jīng)的小小顯卡設(shè)計和提供商,逐漸變成了AI領(lǐng)域最具有發(fā)言權(quán)的公司之一。在人工智能到來的風(fēng)口下,得益于此前的轉(zhuǎn)型和布局,終成“AI霸主”。


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