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从游戏显卡霸主到AI王者,英伟达的五步封神史

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03-07

英伟达经过30年的发展,如今已经成为世界顶级科技公司,英伟达的一路发展不只是在追逐风口,更是在引领风口。

1993年4月5日,正好是黄仁勋30岁生日。为了履行对妻子的承诺,30岁之时一定要有一家自己的公司,他和另外两位朋友,在加州圣何赛的一家连锁餐饮店里经过一番商讨,英伟达就这么诞生了。

从成立那天算起,黄仁勋已经在英伟达CEO的位置上干了快三十一年。论敬业程度,硅谷同行里大概少有人能比他更甚。

在硅谷创业公司传奇的叙事基调里,一家科技公司通常由非常年轻就辍学常青藤盟校的创始人带领并迅速成长为世界巨头,或者已经成为世界巨头的公司由于跟不上时代形势而迅速没落,没落后,又再次凭借某个颠覆性产品重新变得伟大。总之来来回回,其兴也勃焉,其亡也忽焉,主打的就是一个“快”字。

如果从这个角度看英伟达,就与它们的基调不太一样。除了在创业初期差点破产倒闭,英伟达在前期长达二十年的时间里,一直都活得顺风顺水,岁月静好。 直到最近几年,英伟达突然开挂,如有神助。从人工智能到加密货币,从元宇宙到ChatGPT,不像是英伟达在追风口,更像是风口失智般在往英伟达身上扑,将其从显卡霸主的位置一路送上了AI王者的宝座。

回顾英伟达的崛起历史,主要分为五个重要阶段。

第一阶段:艰难的创业初期,濒临倒闭(1993-1997)

早期的英伟达,创立的目标是让个人电脑成为为一个能够享受游戏和多媒体的消费级设备。期间相继发布了 NV1 及 Riva系列图形显示芯片,但并未获得良好的市场认可。

导致了公司第一次出现艰难时刻。公司的财务状况因此受到重创,一度面临破产的风险,为了生存,公司从100多人裁员到30多人。

好在危难之际,世嘉伸出了援手,给英伟达投了700万美金,支持英伟达研发新一代产品。然而,这一合作最终未能成功,正在研发中的NV2项目也随之流产。于是,英伟达的创始人们作出了重要决定:放弃部分已有专利,转而全面支持微软的DirectX接口。这一举措成为了英伟达历史上的转折点,1996年,推出了支持Direct3D的DirectX驱动程序,英伟达成为了当时市场上寥寥无几的支持DirectX接口的图像芯片厂商。

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1997年,英伟达推出了关键的芯片产品 Riva 128(NV3),这是全球首款128位3D处理器,并且支持微软的DirectX接口。众多微软下游厂商闻讯纷纷和英伟达开展合作,Riva 128芯片成为不少 ODM 厂商们的首选。仅前四个月,Riva 128芯片的出货量就突破了一百万台。这些订单收入也拯救了濒临破产的英伟达,并证明了公司技术上的领先地位,同时也标志着公司在图形芯片市场上取得了重要胜利。

第二阶段:合作台积电,开启快速发展阶段(1998-2005)

1998 年,英伟达与台积电正式建立策略联盟伙伴关系,台积电帮英伟达代工芯片,加工晶圆,从此英伟达与台积电展开二十多年的合作,而创始人黄仁勋也一直将张忠谋视为挚友,声称“没有台积电就没有英伟达”。英伟达与台积电的合作为英伟达提供了稳定的芯片供应,这一步对于后来的产品创新至关重要。

1999 年英伟达在纳斯达克上市,发行时市值 2.3 亿美元左右。同年,英伟达推出 GeForce 256——世界上第一款功能齐全,可从真正意义上替代 CPU 渲染的图形处理单元(GPU)就此诞生。

2000年公司收购了当时的显卡芯片领导者 3dfx,从此,市场上形成了英伟达和加拿大显卡公司ATI双雄争霸的格局。

2001年,英伟达推出了业界首款可编程GPU——GeForce3,让开发人员能够自定义创建视觉效果。除此之外,英伟达使得科学计算能够利用GPU完成,由此,GPU也逐渐开始被 AI 科学家们青睐使用,并奠定了后来AI模型大爆发带来的GPU使用浪潮。

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2003年,英伟达宣布收购无线图形和多媒体技术的领导者Media Q。2004年,英伟达推出了SLI技术,这一技术使得多个GPU可以连接在一起,显著提升了单台PC的图形处理能力,同年公司还帮助NASA重建了火星地形,展示了其技术在科学研究领域的巨大应用潜力。2005年,英伟达为索尼的PlayStation 3游戏机开发处理器,并宣布了对核心逻辑技术开发商ULi Electronics的收购。

从1998年到2005年的快速发展,使英伟达一步步在高性能计算和图形处理领域奠定了不可撼动的地位。

第三阶段(1):极为关键的2006年

之所以将2006年单独作为一个标志型阶段节点,是对英伟达来说,2006年不仅是技术革新的一年,更是其商业战略和市场地位转变的关键时刻。

为了解决GPU编程的复杂度问题,英伟达2006年推出了通用并行的计算平台CUDA,作为一种通用GPU计算的革命性架构,CUDA极大地提高了科学家和研究人员利用GPU进行复杂计算的能力,从而将GPU的应用领域从游戏(图形渲染)扩展至后来的高性能计算和自动驾驶等多个领域。

在后来的AI时代,CUDA逐渐成为深度学习和AI训练的首选GPU架构,奠定了英伟达在AI训练与推理市场中取得领先地位。

第三阶段(2):架构升级时期 (2007 - 2014)

在2007至2014年间,历经一系列重大变革并取得不错成就的英伟达,巩固了其在图形处理器市场的领先地位。一系列创新产品和技术的推出,并且不断升级其显卡架构,英伟达改变了游戏显卡和高性能计算领域的格局。

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2007年推出的Tesla GPU,标志着英伟达在高性能计算领域取得重大突破,使得原本只在超级计算机中可见的计算能力得以应用于药物发现、医学成像等领域。

2010年,推出的基于40nm Fermi架构的GPU,将CUDA核心数提升至512个。

2012年,推出了基于28nm工艺的Kepler架构和基于此架构的NVIDIA GTX 680显卡。Kepler结构的出现,让英伟达开始了游戏卡和计算卡的区分设计策略,并设计出了偏向图像游戏性能的GK104核心和拥有更强计算性能的GK110核心。

2013年,推出了面向游戏玩家的NVIDIA GTX Titan显卡,并在业务上就此开辟了一条新的产品线——Titan显卡系列。这一系列显卡的公版设计与之前的产品大不同,对后续的GTX XX80/80 Ti系列显卡设计产生了深远的影响。

2014年,英伟达完全实现了Maxwell的设计架构,并同时推出了 GeForce GTX 980 和 970 GPU,这是当时最先进的游戏和图形GPU,完全支持 CUDA 6.5 以及 CUDA 平台的所有最新功能。

2007至2014年的英伟达,通过不断的技术创新和产品迭代,不仅在游戏显卡市场中夺得霸主地位,也在高性能计算领域取得了显著的进展。

第四阶段:AI数据中心业务开启第二增长曲线(2015-2021)

2015年,英伟达推出了Pascal架构,用于GPU和CPU,以及多个GPU间的连接。通过Pascal架构,英伟达GPU开始用于数据中心和超算的深度学习。2016年7月,英伟达推出了Titan X Pascal显卡,Pascal结构在功能上不仅支持Tesla P100计算GPU,还支持GeForce GTX 1080消费级显卡。

2017年发布的Volta架构,将深度学习置于核心位置,特别是NVIDIA Tesla® V100 GPU加速器的推出,为AI运算提供了更加强大的计算能力,极大地提升了AI运算的效率。

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2018年,英伟达以Turing架构再次引领行业变革,实现了游戏中可用的实时光线追踪渲染。借助Turing结构生产的Tesla T4 GPU 计算加速器,成为了支持GeForce RTX 2080 Ti的核心结构的经典AI算力卡。

2020年发布的Ampere架构,让英伟达在GPU技术上获得又一重大突破。Ampere架构的GPU在游戏、数据中心、AI应用等多个领域均展现出卓越的性能,成为全球众多AI厂商所信赖的算力资源卡。

从2015年到2021年,英伟达在GPU技术、深度学习、AI应用等多个领域取得了卓越的成就,使之不仅成为一个杰出的硬件供应商,还是深度学习和人工智能时代的先行者和推动者。

第五阶段:开挂的AI王者封神时期 (2022-至今)

从2022年至今,英伟达不仅发布了一系列引领行业的标杆新产品,还在全球扩大业务范围,特别是在数据中心和人工智能领域。这个阶段的英伟达在AI、机器人、科研、游戏、创意设计、汽车等方面都有着突破性的进展。英伟达正在推动人工智能、数字生物学、气候科学、游戏、创意设计、自动驾驶汽车和机器人等当今最具影响力的诸多领域的进步。

2022年9月,英伟达发布了RTX 40系显卡,特别是RTX 4090,性能比前代RTX 3090 Ti提高了惊人的52%,成为众多游戏咖们的梦中情卡。

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然而,中途也并非一帆风顺,英伟达也曾面临着挑战。2022年10月17日,美国政府对先进人工智能芯片的出口管制升级,英伟达股价当天下跌5%。面对这种不利局势,英伟达依旧显示出强大的市场韧性,公司股价在之后的季度里仍表现强劲。

2022年,除了GPU相关的发布之外,英伟达还发布了其首款CPU产品Grace,专为高性能计算和云计算设计。Grace Hopper超级芯片结合了Grace和Hopper架构,为AI和高性能计算提供了强大的CPU+GPU组合。

2023年5月25日发表的Minecraft大模型驱动终身学习智能体项目Voyager,是英伟达联合美国众多大学的一项智能体(Agent)相关的研究项目,通过自动教程、不断成长的技能库以及提示迭代机制,实现了强大的情境终身学习能力,并且在玩 Minecraft 时表现出了卓越的熟练程度,能够在新的 Minecraft 世界中利用学到的技能库从头开始解决新任务。

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在公司的财务方面,数据中心业务在过去五年的年复合增长率(CAGR)达到了51%,成为公司增长的核心动力。相比之下,游戏业务的增长率虽然较低,但进入2023财年第四季度后,游戏业务逐步回暖。根据2023财年的数据,数据中心业务营收约150亿美元,占总营收的56%,而游戏业务则占33%。2023年6月初,英伟达市值正式突破1万亿美元,成为全球第八家上万亿市值的公司。

现在:2024年,市值突破2万亿美元,超越苹果只是时间问题

2024年2月,距离市值突破万亿短短8个月的时间,英伟达市值已经突破2万亿美元,成为继微软、苹果之后全球第三大市值公司。

在接下来的端侧部分的AI PC浪潮中,英伟达绝对想要成为其中最领先的领跑者。一开年,就准备了多项重大发布。

从具有高性能生成式AI功能的GeForce RTX™ SUPER 桌面端 GPU,到面向开发者和消费者的全新 NVIDIA RTX™ 加速的AI应用和工具。除此之外,英伟达还在官网上同时公布了GeForce RTX 4070 T SUPER和GeForce RTX 4080 SUPER两种芯片的上市时间。

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未来消费者可用的支持AI的电脑将会逐渐普及,并改变电子游戏业现有格局,生成式AI是计算史上最重要的平台转变,它将改变包括游戏在内的所有行业。国内市场的游戏开发商巨头,米哈游、腾讯、育碧、网易都已经采用英伟达推出的Nvidia Avatar Cloud Engine(ACE)的微服务平台作为下一代游戏引擎。

在新的2024年,期待英伟达为开发者和消费者带来惊喜和传奇创造!

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