英伟达是如何从显卡市场成功转型进入AI领域的?

科技   2024-12-17 21:06   北京  

摘要:

英伟达的方法并非‘魔法’,而是艰苦卓绝的工作和不讲情面的效率。

作者|苏金树
中国计算机学会(CCF)会士

英伟达公司成立于1993年,经历了从无到有、从小到大的发展历程,其成长轨迹与我个人从事计算机科学与技术研究的实践高度重合。因此,当中信出版社给我寄来专家审读本时,引起了我的浓厚兴趣,吸引我快速阅读完这本书。《英伟达之道》不仅记录了英伟达的技术创新和发展历程,也涉及许多我们耳熟能详的IT公司,如Apple、IBM、DEC、SGI、SUN、CISCO、Mellanox等等。

它们都曾经辉煌,有的经历波折继续辉煌,有的逐渐淡出了人们的视野,还有的则发展平平。公司的兴衰成败给我们提供了宝贵的经验和教训,反映了IT行业的风起云涌和变幻莫测。因此,这本书既是一部英伟达成长史,又是一部美国硅谷30年左右的发展史,甚至是半部全球信息技术30年发展史的缩影。

图|1999 年,黄仁勋在他的办公桌前(图片来自英伟达)

这本书既有我们熟悉的信息技术发展脉络,也有很多我们不知道的技术竞争和转折的细节。不同的人读这本书,都会有自己的感想,正像一千个人心中有一千个哈姆雷特,我个人有以下体会。

第一,这本书告诉我们一个基本的事实,技术创新是企业发展的根本。无论是早期处理图形纹理的“前向纹理映射”,英伟达第一个大获成功的产品RIVA128中的128位内存总线,以创纪录速度生成像素的图形管道,以及同时能运行数千个计算线程的第一款真正的GPU—G80,还是准备过程耗费十余年的“光线追踪技术”,都是提高图形处理效果的真正的创新技术。

CUDA软件和支持人工智能的GPU技术自然也是长期坚持的创新成果。此外,让我印象深刻的是,当意识到对手的产品技术能力比自己强时,硅谷企业会主动放弃原来的方案,去开拓新的领域和寻找新的机会,而不是采取价格竞争的办法。

第二,技术生态护城河的构建。当GPU在越来越多的领域取得成功应用,英伟达开始构建以CUDA为核心的软件护城河,从而使英伟达从卖显卡的公司变成软件公司。尽管这一步非常困难,甚至起初公司时任首席科学家大卫·柯克做了100多场演讲也无人问津,最后他不得不亲自带着GPU到各个大学授课,培训学生。随着计算机技术的不断发展,人们开始意识到GPU在并行计算方面的巨大潜力。

英伟达敏锐地捕捉到了这一趋势,为了使得开发者能够利用GPU进行高效的并行计算,推出了CUDA。CUDA平台的推出不仅为英伟达带来了巨大的商业机会,也推动了GPU加速计算技术的发展和应用。许多企业和研究机构开始利用CUDA平台进行高性能计算和数据分析等工作。同时,CUDA平台得到了大量开发者和社区的支持,形成了一个庞大的生态系统。

第三,杰出科学家是公司创新的灵魂。2005年,英伟达的首席科学家大卫·柯克花了很长时间,把并行处理领域的泰斗—斯坦福大学计算机科学系系主任比尔·达利聘请到英伟达担任架构顾问,最后比尔·达利全职加入了英伟达。

图|比尔·达利

正是比尔·达利将并行处理的先进理念引入英伟达GPU,使英伟达获得了今日的巨大成功。当比尔·达利了解到谷歌的吴恩达利用2000多个CPU构建了并行处理深度系统时,他做出了一个改变人工智能发展轨迹的判断—GPU会做得更好。果然经过努力,吴恩达等人用12块GPU就完成了该工作。事实上,GPGPU(通用GPU)当时被归类为计算加速器。除了可以加速深度学习,在超算领域也发挥了十分重要的作用。国防科技大学杨学军院士带领团队于2007年在国际计算机体系结构旗舰会议ISCA上发表题为“A64-bitStreamProcessorArchitectureforScientificApplications”(《面向科学计算的64位流处理器体系结构》)的学术论文,揭示了流处理器架构可大幅加速科学计算。该研究为拥有大量处理器核的GPU开辟了新的应用可能,也为超级计算机架构设计开辟了一条新的技术路径。

中国第一次登顶国际超算TOP500的天河计算机就是依靠CPU+GPU的异构结构。当时英特尔也是计算加速器的重要玩家,可能由于对发展趋势的误判,没有持续坚持该项工作。2013年,黄仁勋意识到“深度学习将会非常重要”,GPU对人工智能的支持成为英伟达的头等大事,英伟达为此开发了大规模并行线程、16位甚至4位浮点计算等短精度计算,以及对智能计算的大量专用引擎和设计进行了优化。GPU服务器和GPU工厂的成功,给英伟达增加了计算机系统公司的标签。

第四,强烈的忧患意识。IT行业技术发展迅速,市场竞争激烈,公司如果没有忧患意识,就很难在市场中立足。英伟达始终保持着强烈的忧患意识,时刻关注着市场动态和技术发展趋势。为此,英伟达公司里流行着“我们距离破产只有30天”的口号。这种意识让英伟达在市场中始终保持着敏锐的洞察力和灵活的应变能力。

第五,敏锐的技术洞察力。Mellanox虽然有很好的网络技术InfiniBand等,但由于经营不善,2017年董事会决定将其出售。英伟达最开始并不在候选收购名单中,当黄仁勋意识到网络对大规模智能计算的重要性时,他做出了必须赢得这场竞标的决定。2019年,英伟达最终以69亿美元,每股125美元—略高于英特尔和赛灵思的每股122.5美元—赢得竞标。黄仁勋解释说,人工智能应用最终会需要成千上万台服务器相互连接并协同工作,而Mellanox行业领先的网络技术将是实现这一目标的关键。到2024年,全球各大科技巨头都在竞争构建万卡乃至10万卡系统,真是应了黄仁勋的预测。

第六,技术追求与董事会利润需求的平衡。英伟达坚持没有投资回报率要求,也没有盈利目标,唯一的追求是产品十分炫酷,这与美国其他大型科技巨头形成鲜明对比。正是通过长期对技术创新的追求和比别人快的节奏,英伟达赢得了竞争。“我们不抢市场份额,我们创造市场”是黄仁勋的口号。

图|柯蒂斯·普里姆、黄仁勋和克里斯·马拉科夫斯基在“奋进号”大楼前(图片来自英伟达)

第七,科技公司需要技术型CEO,而非职业经理人CEO。PC互联网时代的代表企业是“Wintelco”,即微软的Windows、英特尔的CPU、思科的网络三足鼎立;在移动互联网时代,苹果和谷歌双雄并列;到了智能时代,英伟达则在GPU、CUDA智能软件和网络三个领域一家独大。这本书认为黄仁勋作为技术型CEO,一直在公司保持非常活跃的技术引领和认真的倾听,因此能够敏锐地洞察技术发展趋势,在关键时刻抓住机遇。

例如,让微软临时决定将游戏机Xbox配置英伟达显卡,让苹果公司改变决定从而使用英伟达显卡,等等。而反观英特尔,由于职业经理人CEO掌舵,在智能手机时代,英特尔拒绝了苹果公司希望提供智能手机芯片的橄榄枝,同时将XScale部门销售给其他公司,而XScale部门当时正在为移动设备开发低功耗的ARM处理器,因此英特尔完美错过了移动互联网和社交互联网时代,导致目前英特尔业绩平平。

第八,长时间、高强度的工作投入。当前信息技术发展非常迅速,所以要想取得成功就必须长时间、高强度地投入工作。英伟达的成功离不开公司全体员工的共同努力和付出。他们为了公司的发展和进步,经常加班加点、夜以继日地工作。

这种敬业精神和奉献精神让英伟达在激烈的市场竞争中始终保持着强大的竞争力。书中提到,“英伟达的方法并非‘魔法’,而是艰苦卓绝的工作和不讲情面的效率,一切都是为了保持竞争优势”“快速迭代、更大视野”。

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