編譯 | 張震 邱陸陸 高靜宜 來源 | 紐約時(shí)報(bào) 在加州圣克拉拉，波蘭圖像科技初創(chuàng)公司 CTA.ai 的工程師正在試圖推廣一款更加舒適的結(jié)腸鏡檢測(cè)產(chǎn)品。 芯片是英偉達(dá)研發(fā)的，醫(yī)生診斷時(shí)間也因此縮短很多。病人先吞下一個(gè)藥片大小的傳感器，仔細(xì)研究視頻后，醫(yī)生即可快速診斷出腸道疾病，速度快了 70%。手術(shù)成本也因此下降，診斷也更加準(zhǔn)確，CTA CEO Mateusz Marmolowski 這樣說道。 諸如 CTA 這樣的醫(yī)療應(yīng)用，不過是英偉達(dá)許多新目標(biāo)之一。該公司芯片，也即大家所熟知的圖形處理器（GPU）正被廣泛應(yīng)用于無人機(jī)、機(jī)器人、自動(dòng)駕駛汽車、服務(wù)器、超級(jí)計(jì)算機(jī)以及虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，背后原因在于他們的芯片可以幫助快速完成復(fù)雜的人工智能任務(wù)，如圖形、面部和語音識(shí)別。 AI 應(yīng)用熱度之高，使得有 24 年歷史的英偉達(dá)成為科技領(lǐng)域最炙手可熱的公司之一。該公司的股票在過去兩年的時(shí)間里市場(chǎng)價(jià)值翻了七倍，市值超過 1000 億美元，上一季度，公司利潤上漲了 56%。 個(gè)人電腦銷售量下跌，智能手機(jī)需求降低，芯片行業(yè)不景氣...... 在這一背景下，英偉達(dá)的成功可謂是獨(dú)樹一幟。世界最大的芯片制造商，半導(dǎo)體制造商英特爾，一直被認(rèn)為是 PC 機(jī)的大腦，但上一季度的利潤僅上漲了 9%。 英偉達(dá)在加州圣克拉拉的演示室。 「他們正處于上升階段，」談到英偉達(dá)，Rosenblatt Securities 分析師 Hans Mosesmann 這樣說到。自英偉達(dá) 1999 年上市，他就一直在跟蹤這家公司。 推動(dòng)這一浪潮的正是英偉達(dá)創(chuàng)始人、公司 CEO 黃仁勛。戰(zhàn)略直覺、高要求的個(gè)性以及深色著裝，讓人想到斯蒂夫·喬布斯。 和喬布斯一樣，黃仁勛要求建造一座讓人印象深刻的英偉達(dá)總部大樓，不久，公司也會(huì)搬到新大樓。十幾年前，黃仁勛做出重要一搏，結(jié)果就是 GPU 可以處理繁雜事務(wù)，而不僅僅是在電腦屏幕上畫圖像。 「對(duì)于這樣的公司來說，其成本之高，難以想象?！宫F(xiàn)年 54 歲的黃仁勛說。英偉達(dá)每年大約為此花費(fèi)高達(dá) 5 億美元，當(dāng)時(shí)英偉達(dá)總利潤才 30 億美元左右。這個(gè)「它」正是大家所熟知的統(tǒng)一計(jì)算設(shè)備架構(gòu)（CUDA）。自 CUDA 推出以來，為將 GPU 轉(zhuǎn)變成更加通用的計(jì)算工具，英偉達(dá)總投入已接近 100 億美元。 在計(jì)算環(huán)境發(fā)生重大變化的時(shí)點(diǎn)，黃仁勛把賭注押給了 CUDA。當(dāng)時(shí)英特爾正逐漸獲得行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位，這種地位來源于其芯片的計(jì)算速度提升。這在業(yè)界被概括為摩爾定律：根據(jù)觀察，在行業(yè)歷史上，每兩年，芯片上的晶體管數(shù)量就會(huì)翻倍。而這一計(jì)算速度的提升如今已經(jīng)放緩了。 英偉達(dá)的 CEO，黃仁勛，十年前做了一個(gè)重要的決定，對(duì)公司的圖像處理器，或者說 GPU 做出了一系列重大改動(dòng)和相應(yīng)軟件開發(fā)。 這一增長放緩導(dǎo)致設(shè)計(jì)師們開始思考更專門化的芯片，它們能夠與英特爾的處理器一起工作，并更多享受芯片微型化帶來的便利。從一開始就在做現(xiàn)有芯片重新定位而不是從頭開始設(shè)計(jì)新芯片的英偉達(dá)，正是這一思路的第一批執(zhí)行者。運(yùn)用其芯片和其為 CUDA 開發(fā)的軟件，英偉達(dá)逐漸創(chuàng)立了一個(gè)大受程序員和公司歡迎的技術(shù)平臺(tái)。 「平臺(tái)真的設(shè)計(jì)得很好。」John L. Hennessy，這位去年剛剛從斯坦福校長職位上退休的計(jì)算機(jī)科學(xué)家如是說。 現(xiàn)在，英偉達(dá)的芯片正在進(jìn)軍企業(yè)應(yīng)用。例如，德國商業(yè)軟件巨頭 SAP 正在推行一種名為深度學(xué)習(xí)的人工智能技術(shù)，并將英偉達(dá)的 GPU 用于加速應(yīng)付賬款處理流程、匹配簡歷與空缺職位等工作。 SAP 也展示了英偉達(dá)支持的軟件能夠在籃球、足球等體育直播中捕捉公司 logo，以便廣告從業(yè)者計(jì)算他們的品牌露出然后設(shè)法改進(jìn)。 「這在之前是無法完成的任務(wù)，」SAP 的 CIO Juergen Mueller 說。 這樣的應(yīng)用已經(jīng)遠(yuǎn)超黃仁勛最初的野心。黃仁勛出生在臺(tái)灣，畢業(yè)于俄勒岡州立大學(xué)電子工程系和斯坦福大學(xué)，然后在硅谷工作。 公司最初的產(chǎn)品特別差。Malachowsky 先生說，而圖像處理市場(chǎng)上還有一大堆競(jìng)爭(zhēng)者。 但是，英偉達(dá)重組了公司的產(chǎn)品和戰(zhàn)略，并逐漸拉大自己與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之間的距離，成為了游戲電腦中毋庸置疑的 GPU 領(lǐng)導(dǎo)者。 GPU 需要搭建框架結(jié)構(gòu)，對(duì)對(duì)象進(jìn)行模擬，并將色彩填進(jìn)顯示屏的像素點(diǎn)里。想要完成這項(xiàng)工作，需要并行執(zhí)行眾多簡單的指令，這也是為什么圖像處理芯片一般都由非常多小處理器組成。英偉達(dá)今年五月發(fā)布的一款名為 Vlota 的新 GPU 有超過 5000 個(gè)小處理器，而與之相比，最新的英特爾高端服務(wù)器芯片，只有 28 個(gè)大型的、通用處理器核心。 2004 年，英偉達(dá)開始力推 CUDA。此前，英偉達(dá)從斯坦福大學(xué)圖形實(shí)驗(yàn)室挖走了 Ian Buck，他曾針對(duì) GPU 計(jì)算性能進(jìn)行優(yōu)化工作。不久，英偉達(dá)改變芯片及開發(fā)軟件支持策略，比如，支持標(biāo)準(zhǔn)編程語言，放棄被用來向圖形芯片發(fā)出指令的晦澀工具。 英偉達(dá)將 CUDA 嵌入消費(fèi)級(jí) GPU 和高端產(chǎn)品中。這一決策至關(guān)重要，Buck 表示，只要有臺(tái)筆記本或臺(tái)式電腦，在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室或宿舍就可以搞定軟件修補(bǔ)工作。英偉達(dá)還游說許多大學(xué)開設(shè)課程教授這些新的編程技術(shù)。 去年，英偉達(dá)在圣克拉拉建設(shè)了新的總部。在過去的兩年里，公司的股價(jià)暴漲了7倍。 程序員們逐漸將 GPU 應(yīng)用于過去的案例中，也嘗試在氣候模型、石油勘探等新的應(yīng)用場(chǎng)景中使用 GPU。2012 年，加拿大的研究人員開始在大型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中使用 CUDA 和 GPU，進(jìn)行深度學(xué)習(xí)算法的相關(guān)研究。英偉達(dá)也由此邁上一個(gè)新臺(tái)階。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的那些神奇技能是靠海量數(shù)據(jù)訓(xùn)練而來，并不依賴靠編程人員的明確定義。Buck 解釋道，GPU 出現(xiàn)以前，訓(xùn)練這樣一個(gè)系統(tǒng)可能需要一個(gè)學(xué)期。 如今，在新技術(shù)的加持下，研究人員僅用幾周、幾天甚至幾小時(shí)即可完成這一過程。 「沒有 GPU 如何實(shí)現(xiàn)這一任務(wù)，難以想象?！顾固垢４髮W(xué)副教授及 SAIL 豐田中心人工智能研究部門主管 Silvio Savarese 這樣說道。 不過，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手認(rèn)為，芯片制造商的戰(zhàn)斗才剛剛打響。 在 AI 芯片領(lǐng)域同樣占有一席之地的英特爾，斥巨資收購了 FPGA 制造商 Altera，一些深度學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺初創(chuàng)企業(yè)以及以色列自動(dòng)駕駛公司 Mobileye。 谷歌也加入芯片的研發(fā)行列，戰(zhàn)勝人類冠軍的 AlphaGo 就采用了谷歌的 TPU。最近，谷歌推出第二代 TPU，在某些應(yīng)用領(lǐng)域性能已經(jīng)超越 GPU。 不過，英偉達(dá)的地位并不會(huì)輕易被動(dòng)搖。就資金投入來說，英偉達(dá)比其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更具實(shí)力。CEO 黃仁勛看好游戲市場(chǎng)的發(fā)展前景，在 Volta 的研發(fā)上投入了 30 億美元，史無前例。 英偉達(dá)表示，有超過 50 萬的開發(fā)者正在基于 GPU 進(jìn)行研發(fā)。公司希望其他芯片制造商可以幫助擴(kuò)大 GPU 的開發(fā)者范圍。一旦公司公布開源芯片設(shè)計(jì)方案，開發(fā)者就可以自行實(shí)現(xiàn)一些簡易的深度學(xué)習(xí)應(yīng)用，比如燈泡或者攝像機(jī)應(yīng)用，無需為其他事情耗費(fèi)精力。 AI 會(huì)影響到世界上的每一家公司。黃仁勛說，英偉達(dá)不會(huì)解決所有問題。 |
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