如今全球最NB的芯片公司是谁?
有人可能说是垄断高端芯片代工的台积电。
有人可能说是在PC CPU市场独霸天下的英特尔。
有人可能说是拿下几乎全部高端安卓智能手机处理器市场的高通。
但是,单从市值上看,全球最NB的芯片公司毋庸置疑,就是英伟达。2023年5月末,英伟达股价一路狂飙,市值突破1万亿美元,超过英特尔、高通8倍,超过台积电2倍,成为全球首个市值突破万亿美元的芯片公司、以及第九家市值突破万亿美元的上市公司。
而要知道,英伟达是在8个月内实现了股价3倍的增长。而这一切发生,都是在ChatGPT引发的人工智能热潮下,英伟达业绩预期爆发而引起的。
因为,英伟达就是AI技术的底座。
1、因游戏而生
1963年2月,英伟达创始人黄仁勋出生于中国台北。但黄仁勋仅仅在台湾渡过了自己的童年阶段,1972年黄仁勋因为家人在美工作原因,与家人一同迁往美国。
黄仁勋从美国俄勒冈州立大学电气工程专业毕业后的第一份工作就是在半导体大厂AMD担任工程师,随后其又跳槽去了另一家半导体公司LSI Logic,先后工作10年之久,在行业内积攒了丰富的经验。
1993年,黄仁勋在30周岁那年正式创立英伟达公司。
对于创立英伟达的原因,黄仁勋解释道:虽然当时电脑还不能上网,CPU的处理速度还不是很快。但我们希望做一个图形的加速处理器,可以做通用的图形加速,不过我认为最大的市场会来自游戏,所以我们一开始的目标市场是游戏。当时大家都不看好,因为那时候游戏市场的加速器是不存在的,也没有电脑游戏公司。但是我是电子游戏成长起来的第一代,所以我的直觉认为这个市场是存在的。
所谓图形加速处理器或者图形芯片,是一种区别于CPU的通用计算、专门用于图形计算的芯片,PC最初诞生之际,显示屏仅能呈现文字、简单的二维图形。
但随着可视化界面的发展,在PC上显示复杂乃至3D图形的需求逐渐产生,而通用CPU的设计并不擅长于复杂图形的处理,严重制约PC技术发展。
因此,图形芯片作为一类独立的芯片开始被推出市场,通过把有关图形的处理工作从CPU接过来显著提升PC显示性能。
而以现在的视角来看,图形芯片显然是为电脑游戏而生的。不过在那个年代,虽然电子游戏发展的较早,1950年代就已经诞生,但最初的几十年里电子游戏主要在专门为游戏设计的游戏平台上推出,比如70年代的雅利达、80年代的红白机。
虽然那时也有在PC平台上发售的游戏,但无论品质还是数量,均不能与街机、家用游戏机媲美,而关键局限就在于CPU性能的限制。
1993年,英伟达推出其首款产品NV1,不过该芯片竟然无法兼容微软Windows操作系统,这一技术路线决策错误差点让英伟达出师未捷身先死,好在,NV1由于性能出众被游戏巨头日本世嘉看中,在调整了架构后被使用在了游戏机世嘉土星上,因而救了英伟达一命。
不过,如果继续为世嘉制造芯片而放弃电脑端,英伟达注定与一片蓝海的PC游戏市场渐行渐远。于是,黄仁勋果断放弃当前路线,坦诚的向世嘉承认自己决策失误,但不能再错下去,无法再与世嘉合作。
而世嘉竟然也大度的在为英伟达提供了一笔研发经费后,真的就接受了英伟达的“背叛”。
靠着世嘉的资金,1997年,英伟达正式推出了其第一款支持Windows架构的图形芯片NVIDIA RIVA 128。
RIVA 128推出的时间点可以说正好赶在了风口上:
一是游戏引擎的成熟带来了电脑3D爆款游戏频频推出。
所谓游戏引擎,就是开发人员将3D游戏开发中会频繁复用的通用代码打包成一个集合体,其他游戏开发公司可以购买现成的游戏引擎基于通用代码开发新的游戏,用较少的工作量直接推出自己的全新3D游戏。
90年代初,一家诞生于美国的游戏公司Id Software依靠自研的Quake引擎推出跨时代的首款真正3D游戏《雷神之锤》,随后Id Software又将Quake引擎对外开放,各家游戏开发公司纷纷使用Quake引擎开发3D游戏,包括《半条命》在内的大作集中推出,彻底引爆了PC游戏市场,而画面精美的3D游戏虽然让CPU吃不消,但却让图形芯片变成了硬需求。
二是RIVA 128发布刚好赶上PC销量爆发增长阶段。随着PC技术的发展,个人电脑迅速普及,消费者对高性能PC需求量指数型增长,而在图形芯片市场还在群雄割据、未出现大品牌垄断的阶段,RIVA 128依靠超高的性价比让戴尔等主流PC厂商纷纷将其内置在自家PC内,RIVA 128在发布前四个月内出货量就突破100万台引爆市场。
2、牵手台积电,开启GPU时代
赶上风口,再加上产品过硬,正在势头上的英伟达,在98年又迎来了利好:与黄仁勋同为台湾老乡的台积电创始人张忠谋同意为英伟达代工芯片。
台积电创立于1987年,在90年代末已经成为全球头部芯片代工企业,以领先其他代工企业代际的进度推出自己的高制程芯片。
黄仁勋作为后辈,在1995年英伟达还名不见经传阶段就给张忠谋写信恳求台积电能代工其芯片,而后来张忠谋也亲自打电话告知黄仁勋同意合作的消息。
就这样,此后英伟达与台积电走上了互相扶持的道路:英伟达得到了最强芯片代工厂台积电芯片制造工艺加持,而台积电也得到了未来第一市值芯片公司源源不断的订单。
自此,英伟达彻底站稳市场。
1998年,英伟达为体现其产品在图形处理上的性能,正式将其新推出产品GeForce 256命名为今天大家所俗知GPU,Graphic Processing Unit,图形处理器。
而GeForce 256也确实不辱使命,其全新的架构,彻底打垮市场内其他还在上个时代的竞争对手,也让GPU在今后成为了PC中同CPU同样必不可少的核心芯片。
经此一役,图形处理器市场中仅剩另一家大厂ATI,还能咬住英伟达,在产品技术上互相较劲儿,各自推陈出新。
但是,ATI与英伟达的竞争,因为其被芯片大厂AMD收购戛然而止,原因在于AMD本身专注于CPU领域,而收购了ATI后,同时在CPU市场与英特尔竞争、在GPU市场与英伟达竞争,双线作战最终导致被专注一个领域往死里卷的英伟达甩下。
而在2010年后基本已占据绝大多数市场份额的英伟达,当然不会仅仅依靠电脑游戏市场就成为芯片行业老大。
英伟达之所以能登上芯片王座,原因在于随着科技的发展,黄仁勋已经看到,GPU的应用场景,远远不只在电脑游戏上。
3、重新定义GPU,开启英伟达芯片帝国
GPU用来处理复杂3D图形的底层能力,恰恰是强大的计算能力。
2000年初,随着在PC GPU市场上与AMD的竞争基本已经尘埃落定,黄仁勋开始要求研发团队要能让GPU被使用于除在电脑上处理3D图形以外更为复杂的任务中。
彼时,黄仁勋的脑海中已经谋划了一个宏伟的蓝图:要让GPU取代陈旧的CPU,成为未来一切运算的核心。
2006年,英伟达正式推出CUDA(统一计算设备架构,Compute Unified Device Architecture)运算平台,基于CUDA平台,研发人员可以通过编写程序,以在包括人工智能、图像视频处理、生物、物理学、化学、航空航天等等你能想象需进行大数据分析的任何领域使用堆叠的英伟达GPU进行计算,发挥GPU远超CPU的强悍计算性能。
当然,GPU使用的越多,运算能力越强。
于是,CUDA的推出,开始让海量的英伟达GPU随互联网企业、云计算服务商、政府、新能源车企、科研院所等各行各业数据中心的大规模建设遍布全球各地。
这期间还出现了一个插曲。GPU在算力方面的优势,在比特币的热炒浪潮中也展露无疑:比特币产生的过程“挖币”,就是在做大量无意义的计算,而专业的比特币挖矿机,开始通过大量安装GPU来提升计算效率,这让英伟达GPU一段时间身价成倍上涨。
在各种因素轮番刺激下,英伟达的GPU始终供不应求:到2023年一季度,英伟达收入创下82.9亿美元的纪录,较去年同期增长46%,其中用于数据中心等算力方面的收入达到37.5亿美元,同比增长83%,已超过游戏GPU成为英伟达最大收入来源。
GPU地位逐渐碾压CPU,英伟达也逐步取代英特尔,成为全球最具“话语权”的芯片企业。
这还没完,AI聊天机器人程序ChatGPT的横空出世,让英伟达GPU的需求此消彼长:据估计,单ChatGPT一项应用,最终就将需要超过30,000个英伟达GPU来训练和处理数据以搭建完全体,而最近ChatGPT研发公司OpenAI CEO称呼,由于GPU短缺,目前已造成ChatGPT性能下降。
因此,随着ChatGPT大规模商用带来基于人工智能的各类绘画、聊天、视频应用爆发式出现,对英伟达GPU的需求狂潮,将一浪高过一浪。
英伟达的成功,几乎与黄仁勋个人绑定在一起:在台大毕业演讲中,黄仁勋将自己成功的原因主要归结为两点,一是保持奔跑,为了避免被别人当做食物而奔跑。用英伟达的经历来说,就是一定要用产品更强的性能、更快的更新速度卷死竞争对手;二是承认错误并寻求帮助。这也体现在英伟达果断放弃世嘉、放弃安卓处理器市场、主动诚恳请求台积电帮助等发展历史中。
而如今,刚好年满60的黄仁勋,依然穿着标志性的皮衣,带领英伟达冲锋在AI时代,60岁的黄仁勋甚至表示,自己还没有退休的打算,希望能够继续领导英伟达30到40年。
英伟达和黄仁勋让算力=GPU=英伟达的“定理”植入人心,而这么广阔的市场,竟然真的几乎只有英伟达一家公司一家独大,英伟达的业绩一路狂飙、英伟达在芯片领域的统治力,目前是真的看不到尽头。