英偉達的新圖形芯片Volta，據(jù)它估計開發(fā)成本高達30億美元

9月5日消息，已經(jīng)24歲的英偉達近期成為了科技行業(yè)最炙手可熱的公司之一，股價直線飆升。借著人工智能浪潮，它將其圖形處理器推向無人機、機器人、無人駕駛汽車等市場。《紐約時報》近日撰文講述該芯片廠商10多年前對通用計算GPU的押注如何造就了它當(dāng)前的巨大成功。

以下是文章主要內(nèi)容：

波蘭圖像技術(shù)初創(chuàng)公司CTA.ai的工程師團隊在嘗試為結(jié)腸鏡檢查推行一種更加舒適的替代選擇。為此，他們利用一種視頻游戲玩家所熟知的計算機芯片。

那些芯片出自硅谷公司英偉達之手。它的技術(shù)能夠幫助快速篩查病患吞咽的藥丸大小的傳感器拍下的圖像，使得醫(yī)生檢測腸道功能紊亂的速度能夠比視頻檢查快速70%。CTA.ai的CEO馬特烏什·馬默洛斯基（Mateusz Marmolowski）指出，檢查成本因此會降低，診斷也變得更加精確。

炙手可熱

像CTA.ai正在引領(lǐng)的技術(shù)那樣的醫(yī)療保健應(yīng)用，是英偉達的眾多新目標(biāo)之一。該公司的芯片——名為圖形處理芯片（GPU）——正在出現(xiàn)在越來越多的設(shè)備上，如無人機、機器人、無人駕駛汽車、服務(wù)器、超級計算機和虛擬現(xiàn)實設(shè)備。其芯片能夠大范圍推廣的一個重要原因是，它們能夠快速地處理各種復(fù)雜的人工智能任務(wù)，如圖像識別、臉部識別和語音識別。

市場對于AI應(yīng)用感到十分興奮，讓已有24年歷史的英偉達一躍成為科技行業(yè)最炙手可熱的公司之一。它的市值在過去兩年里飆漲了超過7倍，突破了1000億美元關(guān)口。與此同時，其最近一個季度的營收也同比上漲56%。

英偉達近年來的巨大成功，讓它成為了目前面臨不少挑戰(zhàn)的芯片行業(yè)中鶴立雞群般的存在。該行業(yè)正在受到PC銷售穩(wěn)步下滑和智能手機需求增長放緩的雙重影響。全球第一大芯片廠商、PC芯片市場長期以來的龍頭老大英特爾在最近一個季度僅取得9%的營收增長。

　　英偉達加州圣克拉拉園區(qū)里的演示室

說到英偉達，自它1999年上市以來便一直關(guān)注它的Rosenblatt Securities券商分析師漢斯·莫西曼（Hans Mosesmann）表示，“他們簡直勢如破竹。”

而該強勢增長的公司背后的掌舵者是創(chuàng)始人兼CEO黃仁勛（Jen-Hsun Huang）。他擁有敏銳的戰(zhàn)略直覺，個性出了名的嚴(yán)苛，常常穿深色的衣服，因此有人拿他來跟蘋果已故CEO史蒂夫·喬布斯（Steve Jobs）比較。

跟喬布斯一樣，黃仁勛也提出給公司打造富有吸引力的新總部大樓。該公司不久之后便將進駐新總部。

十多年前的關(guān)鍵押注

10多年前，黃仁勛下了一次關(guān)鍵性的賭注：押注一系列的改動和軟件開發(fā)，來使得GPU能夠處理在電腦屏幕上繪畫以外的、更為復(fù)雜的任務(wù)。

“該舉給公司帶來了極大的成本壓力。”54歲的黃仁勛說。他估計，該名為CUDA（統(tǒng)一計算設(shè)備架構(gòu)）的項目每年需要花費5億美元，而當(dāng)時公司的總營收規(guī)模在30億美元左右。英偉達稱，自CUDA項目成立以來，公司在將GPU轉(zhuǎn)變成更加通用的計算工具上的總支出接近100億美元。

正當(dāng)黃仁勛大舉押注CUDA之時，計算行業(yè)在發(fā)生廣泛的變化。英特爾當(dāng)初能夠在芯片市場占得統(tǒng)治地位，很大程度上是因為伴隨摩爾定律而來的計算速度的提升。那些速度提升如今已經(jīng)放緩。

　　英偉達CEO黃仁勛

這種放緩促使芯片設(shè)計公司紛紛開始著手打造更加專業(yè)化的芯片，該類芯片可與英特爾處理器一同運行，利用芯片電路的微型化提供更多的好處。英偉達擁有很大的先發(fā)優(yōu)勢，它并沒有從頭做起，而是專注于改造原有的芯片。利用在CUDA項目中開發(fā)的芯片和軟件，該公司逐漸打造出一個廣受程序員和企業(yè)歡迎的技術(shù)平臺。

“他們被領(lǐng)導(dǎo)得很好。”去年卸任斯坦福大學(xué)校長的計算機科學(xué)家約翰·亨尼西（John L. Hennessy）說道。

如今，英偉達的芯片正在進軍新的企業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。例如，德國商業(yè)軟件巨頭SAP在力推一種名為深度學(xué)習(xí)的人工智能技術(shù)，利用英偉達的GPU執(zhí)行諸如加速應(yīng)付賬款流程以及匹配簡歷和空缺職位的任務(wù)。

SAP還展示了一款由英偉達芯片驅(qū)動的軟件，該軟件可在籃球、足球等體育賽事直播期間識別企業(yè)logo，這樣廣告主就能夠它們的品牌在比賽期間的曝光度，也能夠采取行動去進行改進。

“那在以往是無法做到的。”SAP首席創(chuàng)新官于爾根·穆勒（Juergen Mueller）指出。

這類應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了黃仁勛當(dāng)初的雄心。他出生于臺灣，曾在俄勒岡州立大學(xué)和斯坦福大學(xué)攻讀電氣工程，畢業(yè)以后供職過數(shù)家硅谷芯片廠商。他于1993年與克里斯·馬拉切斯基（Chris Malachowsky）和柯蒂斯·普雷艾姆（Curtis Priem）共同創(chuàng)立英偉達，最初他們致力于幫助PC提供可與專用視頻游戲主機相媲美的視覺效果。

馬拉切斯基稱，公司最初的產(chǎn)品是個敗筆，圖形處理器市場也引來了大批的競爭對手。

不過，英偉達后來調(diào)整了它的產(chǎn)品和戰(zhàn)略，并逐漸與競爭對手區(qū)分開來，成為用于游戲PC的GPU加速卡市場當(dāng)仁不讓的龍頭老大。

GPU形成三角形態(tài)來組成框架式的結(jié)構(gòu)，模擬物體，將色彩應(yīng)用到顯示屏上的像素。為此，很多簡單的指令必須要并行執(zhí)行，正因為此，圖形芯片依靠數(shù)目眾多的微型處理器來進化。英偉達5月發(fā)布的新圖形芯片Volta含有5000多個這樣的處理器；相比之下，英特爾新的高端服務(wù)器芯片只有28個體積較大的通用處理器核心。

GPU被用于各種應(yīng)用領(lǐng)域

2004年，在將斯坦福大學(xué)博士生和公司實習(xí)生伊恩·布克（Ian Buck）招到麾下后，英偉達開始大舉展開它的CUDA項目。布克曾參與一項涉及簡化利用GPU的眾多計算引擎過程的編程挑戰(zhàn)賽。英偉達不久以后便對它的芯片作出改動，開發(fā)出軟件輔助工具，其中包括支持標(biāo)準(zhǔn)的編程語言，而非用于向圖形芯片發(fā)出指令的神秘工具。

該公司后來將CUDA整合到消費級GPU和高端產(chǎn)品。布克指出，該決定至關(guān)重要，因為它意味著擁有筆記本電腦或者臺式游戲PC的研究人員和學(xué)生可以在大學(xué)實驗室和宿舍搗鼓軟件。英偉達還說服多家高校提供它的新編程技術(shù)方面的課程。

　　在施工中的英偉達圣克拉拉新總部

程序員漸漸地將GPU用于氣候模擬、石油和天然氣發(fā)現(xiàn)等應(yīng)用領(lǐng)域。2012年，在加拿大研究人員開始將CUDA和GPU應(yīng)用于極大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（深度學(xué)習(xí)所需的多層級軟件）后，該技術(shù)進入了新的發(fā)展階段。

那些系統(tǒng)被訓(xùn)練來執(zhí)行各種任務(wù)，比如通過暴露在數(shù)百萬張圖像面前識別出一張面孔，而不是通過程序員制定的定義來識別。布克說，在GPU崛起以前，訓(xùn)練這類系統(tǒng)可能要耗費一整個學(xué)期。

在該新技術(shù)的幫助下，研究人員如今能夠在短短幾周、幾天甚至幾個小時之內(nèi)就能完成訓(xùn)練過程。

“我無法想象沒有使用GPU的話，我們?nèi)绾文軌蛲瓿蛇@件事情。”斯坦福大學(xué)計算機科學(xué)副教授西爾維奧·薩瓦雷斯（Silvio Savarese）指出。他還領(lǐng)導(dǎo)該大學(xué)的SAIL-Toyota人工智能研究中心。

AI爭奪戰(zhàn)

競爭對手們認(rèn)為，芯片廠商之間的AI爭奪戰(zhàn)才剛剛打響。

英特爾的標(biāo)準(zhǔn)芯片已經(jīng)被廣泛用于執(zhí)行AI任務(wù)，不過該公司還斥巨資收購了多家公司，其中包括：可編程芯片廠商Altera；數(shù)家專注于深度學(xué)習(xí)和機器視覺技術(shù)的初創(chuàng)公司；以色列汽車技術(shù)提供商Mobileye。

谷歌近期為曾幫助AlphaGo擊敗人類圍棋冠軍的自主研發(fā)AI芯片推出了第二個版本。該搜索巨頭聲稱，該芯片在一些應(yīng)用上相比GPU擁有巨大的優(yōu)勢。像Wave Computing這樣的創(chuàng)業(yè)公司也發(fā)出了類似的豪言壯語。

不過，要撼動英偉達的地位并非易事。一方面，該公司有能力在芯片上投入比大多數(shù)AI競爭對手都要多的資金——據(jù)黃仁勛估計，英偉達在Volta上的投入達到了創(chuàng)行業(yè)記錄的30億美元——因為它可從仍處于增長的游戲市場獲得穩(wěn)定的收入流。

英偉達表示，目前有50多萬名開發(fā)者在使用GPU。該公司預(yù)計，一旦它開始免費提供一個可用于低端深度學(xué)習(xí)應(yīng)用（如燈泡和攝像頭）的開源芯片設(shè)計，其它的芯片廠商將會幫助進一步擴大它的開發(fā)者群體。那些低端應(yīng)用不在英偉達的目標(biāo)范圍之內(nèi)。

黃仁勛說，“AI將會影響世界上的每一家公司。我們不會去解決它的所有應(yīng)用。”