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GPU架构横扫风口,英伟达成为半导体行业的“幸运儿”

资讯4个月前发布 hiailand
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成立于1993年的英伟达(英伟达),今年正好是“而立之年的30岁”。而有趣的是,黄仁勋正好是在30岁那年创立的英伟达。创始人中还包括Chris Malachowsky和Curtis Priem ,他们的愿景是将3D图形引入游戏和多媒体市场。自1999年英伟达推出了第一款GPU GeForce 256开始,它就为计算行业的重塑奠定了基础。GeForce 256被誉为“世界上第一个GPU”,迅速在游戏市场占据了主导地位,这为英伟达在半导体领域的发展奠定了坚实的基础。

GPU架构横扫风口,英伟达成为半导体行业的“幸运儿”

GeForce 256(图源:英伟达)

2006年,英伟达推出CUDA架构,开启了GPU在科学计算和数据处理方面应用的新时代。CUDA提供了一套完整的编程工具和接口,使研究人员和开发者开始利用GPU进行高性能计算任务,如深度学习、物理模拟和生物信息学。

2012年,由英伟达GPU支持的AlexNet卷积神经网络(CNN)在ImageNet挑战赛中以压倒性优势胜出,超过了最接近的竞争对手9.8个百分点。AlexNet的成功引起了人工智能和计算机视觉领域的广泛关注,它证明了深度学习特别是深层卷积神经网络在视觉任务中的强大潜力,从而触发了深度学习的研究和应用热潮。AlexNet的训练使用了两块英伟达GTX 580 GPU,这展示了GPU在加速深度学习训练方面的潜力。这一成就也加速了GPU在深度学习研究和应用中的普及。

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2010年和2011年 ImageNet挑战赛的最佳结果,与 2012 年所有的结果进行比较(图源:pinecone)【1】

2017年也是英伟达始料未及的一年,彼时加密货币大火大热,挖矿风靡一时。矿机芯片成为数以百万计的投资者们的宠儿。由于其芯片的性能和能效,英伟达的游戏芯片(尤其是GeForce RTX 30系列)在加密货币矿工中非常受欢迎。挖矿热潮带给英伟达巨大的收益,但也带来了一些问题。例如,由于矿工的疯抢,导致游戏玩家难以获得高性能的显卡。2017年英伟达在OEM收入增长了200%,其中部分增长主要是由于加密货币挖矿热潮带来的需求增加。这引起了美国证券交易贸易会(SEC)的注意,2022年5月,英伟达因未在其2018财年财报中充分披露加密货币挖矿对其游戏业务的影响而被罚550万美元。

可以说,GPU横扫了游戏、挖矿、AI多个风口。与其说英伟达抓住了一波又一波的风口,不如说GPU本身的加速计算能力使然。

2023年,大语言模型ChatGPT一炮而红,大模型成为市场“当红炸子鸡”。英伟达的GPU再凭借高速处理能力、大内存和专为AI优化的架构,而成为深度学习领域的首选。英伟达的H100芯片难逢敌手,再次把英伟达推上了时代的风口浪尖。

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英伟达 H100

对于英伟达而言,2023年无疑是创纪录的一年。人工智能的热潮彻底改变了2023年半导体行业的格局:其总市值突破万亿美元;超越台积电、三星和英特尔跃升为半导体TOP1;并开创了数据中心GPU芯片销量超过CPU的记录。英伟达被提升为是半导体领域的新王者。

市值突破万亿美元大关

2023年5月30日,英伟达创下历史新高,总市值首次突破万亿美元大关,荣登全球芯片供应商市值榜首,同时也成为全球第七家市值超过万亿美元的公司。如果你觉得英伟达是盛极一时,昙花一现。那么,截止2023年12月26日收盘,英伟达的市值已攀升至1.22万亿美元的市值。而同期,英特尔总市值是2129亿美元,AMD是2316亿美元,台积电是4911亿美元。

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华尔街分析师对英伟达的预测是“深不可测”,其估值最高达到了1.6万亿美元。

英伟达的市值突破万亿美元,主要得益于其在图形处理器(GPU)领域的领先地位。GPU是计算机图形处理的重要组件,在游戏、人工智能、机器学习等领域有着广泛应用。英伟达的GPU产品在这些领域具有强大的竞争力,因此受到了广泛的欢迎。

英伟达的市值突破万亿美元,也标志着全球半导体产业的强劲发展。半导体是现代信息技术的基础,在人工智能、物联网、自动驾驶等新兴领域有着广泛应用。随着这些领域的快速发展,半导体产业将迎来新的增长机遇。

营收跃升半导体No.1

2023年第三季度对于英伟达来说,绝对是更具历史性的一刻。在该季度,英伟达的营收达到了惊人了181.2亿美元,同比大增206%,超越台积电和三星、英特尔,跃升为半导体收入No.1。

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然而还不止,英伟达很可能跻身2023年半导体供应商的首位。从目前各厂商所披露的前三季度财报信息来看,英伟达预估处于半导体厂商营收第2名的位置。如果仅从半导体产品销售收入来看(即刨去代工厂商),英伟达大概率将是2023年的第一名,超越英特尔。受存储市场疲软的影响,三星预估四季度还是亏损的状态,所以三星在这四家里排在第四应是板上钉钉了。更引人注目的是,分析师预测英伟达的收入将达到892亿美元,比2022年增长约三倍,增幅达到惊人的59%。

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放眼全球半导体供应商前十,如果算上母公司或者所并购的公司成立时间来看,台积电成立于1987年2月21日,至今已经36年。英特尔成立于成立于1968年,至今大约54年。三星电子和SK海力士这两家韩国公司拥有40多年的半导体销售经验,AMD于54年前开始生产逻辑IC。博通(Broadcom)成立于32年前,其母公司安华高(Avago)52年前就已进入半导体领域。高通成立于1985年7月,至今已经有38年。意法半导体成立于1987年,由意大利SGS Microelettronica公司与法国汤姆森半导体公司合并而成。而SGS 和 Thomson 的半导体业务都可以追溯到20 世纪70年代。德州仪器 (TI) 成立于1930年,于1954年进入半导体业务。英飞凌科技最初是成立于1847年的西门子股份公司的一部分,西门子于 1953年开始生产半导体。英飞凌于1999年分拆为一家独立公司。

在这其中,成立于1993年的英伟达,可以说是最年轻的公司,今年正好是“而立之年的30岁”。英伟达入行之时,英特尔早已经声名显赫,而AMD也已成为一家知名的大型半导体企业。

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数据中心大赢家:GPU销量首次超越CPU

长久以来,数据中心都是以CPU为主的天下,英特尔凭借其至强中央处理器(CPU)系列长期主导着整个服务器市场,它是计算机服务器的心脏,就像CPU也是个人电脑的大脑芯片一样。但是今年开始,GPU在数据中心的市场销售额逐渐开始反超CPU。

这点可以从几个关键芯片巨头2023年的一系列财报中窥得一二。众所周知,芯片巨头英特尔、英伟达、AMD均在围绕数据中心竞争。

2023年第一季度英伟达的数据中心业务营收为42.8亿美元,此时,英伟达还没有超过英特和AMD两家在数据中心的总和。到了第二季度,英伟达在数据中心的营收直接翻番,达到103亿美元,接近英特尔和AMD两家总和的2倍。第三季度,英伟达再创下数据中心营收记录,达到145亿美元的高峰,马上要接近3倍之多。

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可以看出,GPU销量的增长速度远快于核心服务器CPU芯片。这也意味着以GPU为代表的加速计算芯片远远甩开CPU这样的通用计算芯片。根据自2019年以来一直跟踪GPU市场的Mercury Research的数据,英伟达第三季度在数据中心GPU系统市场的份额高达99.7%,不包括任何用于网络的设备,剩下的0.3%由英特尔和AMD平分。要知道,AMD花了大约四到五年的时间才获得了数据中心CPU市场20%的份额。

正如英伟达创始人兼首席执行官黄仁勋所言:“一个全新的计算时代已经来临。全球各地的企业正在从通用计算转型为加速计算和生成式AI。大语言模型初创公司、消费互联网公司和全球云服务提供商已经率先行动起来,下一波浪潮蓄势待发。生成式人工智能的时代正在起飞。”英伟 达的GPU、CPU、网络、AI代工服务和AI企业软件都是全速增长的引擎。

而近日,英特尔首席执行官帕特·基辛格(Pat Gelsinger)暗示,如果英特尔没有在大约15年前终止他最喜欢的项目之一Larrabee GPU,那么目前在人工智能硬件领域创造这一技术的将是英特尔,而不是英伟达。“13年前,当我被赶出英特尔时,他们扼杀了这个将改变人工智能形态的项目,”基辛格谈到 Larrabee 时说道。英伟达能为人工智能建模提供GPU的成功“非常幸运”。

然而在最近美籍华人半导体专业协会(CASPA)晚宴上,在被问到“你认为未来几年GPU架构还会占据主导地位吗?是否还有机会打败英伟达?”黄仁勋开玩笑回答到:“你有机会,但机会不多。事实上,机会很小。”

可以预见,随着英特尔和AMD都已经推出了新的AI芯片,相信在接下来2024年,英特尔、AMD和英伟达在人工智能数据中心处理器领域将是一场史诗级争夺战。最终,市场采用率将决定谁将赢得这场战役。

结语

“我们离倒闭永远只有30天”。正是这种警惕性,让英伟达这家几经波折、几度陷入倒闭的公司一次又一次的活下来,成为了当之无愧的半导体巨头。借用黄仁勋今年在台大毕业演讲中勉励学生的发言:“无论是为了食物还是不被当成食物而奔跑。不管怎样,跑就对了”。

参考资料

【1】AlexNet 和 ImageNet:深度学习的诞生,pinecone

【2】英伟达 to be No.1 this year, says SI ,electronicsweekly

本文来自微信公众号“半导体行业观察”(ID:icbank),作者:杜芹

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