作者｜袁榭

原創(chuàng)首發(fā)｜藍字計劃

全文字?jǐn)?shù)｜約6425

1990年代中期，黃仁勛30出頭，他創(chuàng)辦的英偉達還沒完全站穩(wěn)腳跟，他希望如日中天的臺積電能代工英偉達的顯卡，他打電話過去，沒人搭理。

多年后，他還在向張忠謀抱怨這段往事：“當(dāng)年給你打電話打不通也沒人回，是不是我電話號碼記錯了？給你公司在美國的銷售部門打電話也沒人接。”

今天，全球科技界恐怕沒有幾個人敢不接黃仁勛的電話，這個當(dāng)年求人代工顯卡的小伙子被稱為“教主”，在3月21日的英偉達GTC大會上，他穿著標(biāo)志性的黑色皮衣出現(xiàn)臺上，說出了石破天驚的一番話：我們正處于AI的“iPhone時刻”。

2022年11月，大語言模型ChatGPT問世，預(yù)示著能生成自然文章和圖像的“生成式AI”將在社會普及，給世界帶來顛覆性的改變。而支撐這幅圖景的，有英偉達的GPU——AI時代最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，GPU提供算力，猶如AI時代的原油。

2020年，全世界跑AI的云計算與數(shù)據(jù)中心，80.6%都在用英偉達的GPU驅(qū)動。2021年，英偉達稱全球前五百個超算中，七成由它家的芯片驅(qū)動，在最新的超算系統(tǒng)中此比例是九成。運行ChatGPT的微軟數(shù)據(jù)中心用了上萬塊英偉達H100 GPU。后續(xù)，預(yù)計需要超過3萬塊英偉達的GPU來維持更高版本的GPT模型運轉(zhuǎn)。

如同1970年代的歐派克一限產(chǎn)，全世界的汽車都缺油。現(xiàn)在只要英偉達一斷供芯片，管你天高股價、地大營收，全球前十大企業(yè)里，至少有一半要地震。

黃仁勛和他的算力帝國，已經(jīng)能扼住時代命脈。這其中，有著通往未來30年的秘密。

十年前悄然發(fā)生的革命

2023年英偉達GTC的主題演講中，黃仁勛專門提到了生成式AI的飛躍：

“十年間，我們從自動判讀貓圖，進步到能自動生成‘穿太空服的貓在月球漫步’的圖片。”

皮衣老黃真不忘本。無論是“AI的iPhone時刻”，還是英偉達成為“算力油田”，都是蓄力于前，發(fā)端于自家的“貓片”。

2010年的一天，加州帕羅奧圖市的瓊安咖啡館里，剛做上英偉達首席科學(xué)家的比爾·戴利（Bill Dally）和當(dāng)時在谷歌大腦供職的AI界宗師吳恩達（Andrew Ng）聚餐。

十余年過去后他們會發(fā)現(xiàn)，正是這場會面，無意地打開了一道通往AI新世界的大門。

兩個老友在席間聊起了吳恩達當(dāng)時課題面臨的障礙：訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)AI的算力不夠了。

具言之，谷歌要用數(shù)千萬條YouTube視頻來訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)AI分辨貓與人的不同。而當(dāng)時AI界的領(lǐng)軍人物們?nèi)匀涣?xí)慣串聯(lián)CPU來執(zhí)行此類任務(wù)。吳恩達預(yù)計，要完成課題得用1.6萬塊CPU。

就算是從不缺錢的谷歌，也不會給公司內(nèi)任一研發(fā)項目組輕松批下買1.6萬塊CPU的預(yù)算。AI宗師當(dāng)年也被難住了。

戴利聽完老友訴苦，認為自己有現(xiàn)成解決方案：不就是在線尋貓片么，何必整1.6萬塊CPU，用我們英偉達公司的顯卡產(chǎn)品，幾十塊就搞定，你信不信？

當(dāng)時英偉達雖已制霸世界獨立顯卡業(yè)，但名聲還只局限在極客、硬核游戲玩家、圖形設(shè)計師等非普羅用戶中。誰也不知道，這將是英偉達公司與人工智能行業(yè)雙向奔赴、雙雙出圈的起點。

隨后，戴利找上剛從加大伯克利分校招到英偉達的非正職研究員布萊恩· 卡坦扎羅（Bryan Catanzaro），請他幫忙。卡坦扎羅很快找到了解決方案：并聯(lián)12塊英偉達GPU成功驅(qū)動了吳恩達的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并聯(lián)48塊GPU就能獲取預(yù)計要用1.6萬塊CPU才有的理想效果。

論文一出，學(xué)界響震：居然有這種好事？

兩年后，AI界泰斗辛頓（Geoffrey Hinton）和學(xué)生克里澤夫斯基（Alex Krizhevsky）、薩茨克維爾（Ilya Suskever）效仿此舉，用英偉達的GeForce GTX 580顯卡訓(xùn)練由克里澤夫斯基提出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型AlexNet，奪得ImageNet圖像分類競賽冠軍，成為AI技術(shù)飛躍的奇點。

從此，英偉達在深度學(xué)習(xí)芯片市場上撒腿狂奔。2013年內(nèi)，英偉達在全球深度學(xué)習(xí)芯片市場占有率是100%。在上個世紀(jì)能源是石油，在這個世紀(jì)能源是算力。以后的新時代里，黃仁勛的黑皮衣，如同上個世紀(jì)海灣國家顯貴們的白罩袍，都是唯我獨尊的霸主象征。

十余年過去，泰斗和宗師地位更高，年輕人也成了行業(yè)大佬。卡坦扎羅現(xiàn)在是英偉達副總裁、深度學(xué)習(xí)應(yīng)用研究部負責(zé)人，薩茨克維爾現(xiàn)在是OpenAI的首席科學(xué)家、聯(lián)合創(chuàng)始人、GPT系列大模型集合之父。

｜左為黃仁勛，右為薩茨克維爾

ChatGPT面世后，意外風(fēng)靡世界，被稱為AI技術(shù)革命的開始。然而即使這個大模型集合如OpenAI一開始預(yù)期的，作為GPT3到GPT4之間的過渡實驗版本簡單飄過，AI技術(shù)革命的下一個出圈爆點，鑰匙還是會掌握在英偉達高層的朋友圈里。

因為算力的擴張與通用、技術(shù)的開發(fā)與布局，是英偉達成功的因由。

一炮打啞，老黃吃癟

大人物功成名就后，一般會支楞起來。

2018年初，《財富》雜志舉辦的活動中，有人問黃仁勛：你何時知道英偉達公司將會改變世界的？黃仁勛答：1993年2月17日，我成立公司的日子。不改變世界，我創(chuàng)個什么業(yè)？

皮衣哥自己說得響，但1990年代中，英偉達的運營低谷時賬面上曾只有6個星期的資金，離關(guān)門一步之遙。

人盡皆知，英偉達靠開發(fā)顯卡起家。然而黃仁勛創(chuàng)業(yè)的初心，與其說是做顯卡，不如說一直都是求索算力提高的途徑。

在1990年代，多媒體猶如近年的元宇宙、數(shù)據(jù)可視化猶如當(dāng)下的生成式AI，都是從投資者到消費者都追捧的熱門技術(shù)話題。多媒體與可視化數(shù)據(jù)在當(dāng)年的輿論浪潮中，被夸到小可以養(yǎng)妻活兒、提高工作娛樂效率，大可以改天換地、重寫行業(yè)經(jīng)濟版圖。

這些技術(shù)的基礎(chǔ)，是圖像數(shù)據(jù)處理的更佳質(zhì)量與速度。如果游戲、視頻、PPT們始終停留在1992年的粗糲畫質(zhì)，啥都無從說起。

| 世界首款大賣FPS游戲1992年《重返德軍總部3D》與2001、2019年系列續(xù)作的畫質(zhì)對比

1995年，全球有三十家大公司在顯卡市場上競爭。

然而追逐時尚比想象中要難。創(chuàng)業(yè)公司得決斷：是專注個人電腦（PC）端的業(yè)務(wù)呢，還是專注特定公司的娛樂主機業(yè)務(wù)呢？是只做圖像呢，還是做多媒體通抓音畫呢？

盡管當(dāng)時沒有“賽道”的商業(yè)新話，企業(yè)家抉擇的難度并不低于現(xiàn)在。

英偉達的創(chuàng)始概念是加速計算，即用特制設(shè)備來為CPU的運算工作減負提速，最簡潔的落地方案，自然是堆算力造顯卡處理圖像。

籌到250萬美元后，于1995年5月推出第一款產(chǎn)品：NV1。以現(xiàn)在的后見之明看，NV1的最大作用是給黃仁勛提供了反面經(jīng)驗：這種產(chǎn)品做得很好，以后千萬不能做了。

出于為當(dāng)時的游戲主機巨頭世嘉公司服務(wù)的考量，NV1最突出的特色，是兼容世嘉游戲在PC上的運行，與業(yè)內(nèi)既有和將出現(xiàn)的其他PC端3D圖像程序基礎(chǔ)架構(gòu)的兼容性不夠出色。

當(dāng)時世嘉公司有意將游戲業(yè)務(wù)從街機、主機端擴展到PC端，NV1的努力迎合了主要合作商的需要，但局限了自己的市場潛力。而且NV1兼具顯卡和聲卡功能，偏離了加速計算基于圖像落地的初衷，產(chǎn)品定位有欠清晰。

NV1沒有一鳴驚人，英偉達公司卻非一無所獲。黃仁勛藉此從風(fēng)投機構(gòu)融了650萬美元的第二輪投資。

不過在1997年8月推出新產(chǎn)品Riva 128前，英偉達已經(jīng)裁員過半，銀行賬戶只剩不到6周的流動資金。辦公室既窄小，地段又不佳。剩余的員工們不僅要在乒乓球桌上吃飯，連停車場也只能蹭旁邊富國銀行的，而這家網(wǎng)點已經(jīng)被搶劫過兩三回了。

｜英偉達現(xiàn)在的公司總部

頭炮打啞，只要教訓(xùn)真記住，對創(chuàng)業(yè)企業(yè)家來說并不完全是絕路。

雖然黃仁勛在各種活動上說創(chuàng)業(yè)首年的雇律師、訂辦公室早飯等各種經(jīng)驗非常寶貴，但從1997-1999年上半年的英偉達三款產(chǎn)品看，他記住的顯然不止這些。

英偉達的過往，映照著它的未來。

把摩爾定律“卷”到極致

英偉達此后的轉(zhuǎn)向，一是主業(yè)放棄多媒體，專做PC端的顯卡。

1990年代中期，游戲業(yè)的熱門話題是從主機/街機走向PC，而不被注意的潛流是游戲同時在從PC單機走向PC端多人在線。關(guān)于圖形渲染的硬件性能需求因此與日俱增。只滿足這個缺口，已經(jīng)足以養(yǎng)活整個行業(yè)。

二是垂直整合顯卡的配套軟件，自行開發(fā)顯卡驅(qū)動程序和拓展軟件開發(fā)工具包（SDK，software development kit）。

過去的慣例是，英偉達這些顯卡研發(fā)公司把設(shè)計交付主板芯片生產(chǎn)商之后，由生產(chǎn)商自己分包給另外的承包者寫顯卡驅(qū)動。至于用顯卡做圖形設(shè)計等專門工作的終端用戶、PC運行系統(tǒng)的開發(fā)商，與顯卡研發(fā)者沒有直接配合。凡此種種，局限了顯卡的性能潛力和用戶體驗。

1996年，英偉達專為配合微軟當(dāng)時剛推出的Direct3D圖形渲染插件，寫了自家顯卡驅(qū)動程序。1998年開始，英偉達公司會定期即時更新自家的通用顯卡驅(qū)動程序。此舉持續(xù)至今。

三是全力秉持和實現(xiàn)摩爾定律。這是英偉達現(xiàn)在成為全球算力第一供應(yīng)商的基礎(chǔ)。

不久前去世的英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾（Gordon Moore），在1965年提出了摩爾定律：集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔兩年便會增加一倍。衍生的推論，是每隔18個月，芯片的性能就會因此提高一倍。

英偉達公司的決策層，立志要將摩爾定律永續(xù)實現(xiàn)。

從1990年代后半葉開始，英偉達的產(chǎn)品設(shè)計與研發(fā)部門一直有三個部分同時工作：一部分負責(zé)本年度新品的設(shè)計，一部分負責(zé)去年出品的翻新挖潛設(shè)計，一部分負責(zé)明年新品的設(shè)計。每款產(chǎn)品之間，基本要有一倍的性能提高，如果顯存沒有漲一倍，那么核心頻率就得快一倍，如果都不行，那么至少制程要明顯縮小。

如此的結(jié)果，是英偉達每半年至一年就會推出性能換代的新品，1999年之前的產(chǎn)品內(nèi)部代碼全叫NV，即“下一版”（Next Version）的首字母縮寫。其他同業(yè)公司跟不上如此搏命的步伐，紛紛退出競爭。

1995年的三十家顯卡設(shè)計大公司，到1999年末只剩下三家。英偉達與之后被AMD收購的ATI，并肩收割游戲玩家、專業(yè)設(shè)計師等高性能顯卡用戶的市場份額。英特爾依靠PC主板的壟斷生產(chǎn)商地位，包攬主板集成顯卡的低性能用戶市場。

1999年10月，英偉達推出GeForce 256，在營銷中稱“這是世界上第一款GPU”。同年，過去占據(jù)顯卡市場龍頭的3dfx公司破產(chǎn)，被英偉達收購。顯卡業(yè)告別創(chuàng)業(yè)者紛紛崛起的時代，進入了“紅綠藍三國戰(zhàn)爭”的時代（按商標(biāo)顏色不同的消費者昵稱，“紅廠”為AMD、“綠廠”為英偉達、“藍廠”為英特爾）。

在20世紀(jì)的末尾，沒人知道這場競逐的結(jié)果，會決定之后由誰主宰世界算力的供應(yīng)。

干翻英特爾和AMD

經(jīng)過20年，紅綠藍三廠競爭顯卡市場霸主地位的結(jié)果揭曉：“綠廠”英偉達勝出了。

這場“三國演義”里，“藍廠”英特爾一直是配角。憑借全球PC主板市場的壟斷地位，英特爾的注意力一直放在CPU而非GPU。在英特爾眼中，要提高性能，得整個主板的整全性能一起提升，只提升圖像處理的速度，那是偏門小道。

所以英特爾做顯卡只是占位，表示這個市場的錢自己還是要賺點，沒有完全放棄。這個策略的結(jié)果，現(xiàn)在已經(jīng)被人做成了搞笑哏圖。

究其原因，是CPU要負責(zé)整個電腦主板的序時性復(fù)雜運算，而GPU在成為通用類芯片前只需負責(zé)圖像處理的并時性簡單運算。如下圖所示，單個CPU的控制元件、基礎(chǔ)運算單元（ALU）、緩存（Cache）等，都比單個GPU數(shù)量少而負重大，因此提升性能的設(shè)計與制造難度都遠更高。

黃仁勛多次說過，以CPU而言，摩爾定律已經(jīng)過氣，英特爾CPU性能翻倍的最快時限是每五年。然而他家的GPU嘛，還是每一至兩年內(nèi)性能翻倍的哦。

真正的激烈競爭，發(fā)生在英偉達和ATI/AMD之間。

這場角逐的早期，英偉達并不顯操勝算。在2006年被AMD收購前，ATI出品的顯卡，無論更新速度還是單個性能，都屢有明顯優(yōu)于英偉達競品的佳作。高端顯卡的世界第一，在2000年代前半段看不出究竟屬誰。

但ATI在這場競爭中已經(jīng)后續(xù)乏力，英偉達的產(chǎn)品更新與性能提升速度，始終達到了摩爾定律的金標(biāo)準(zhǔn)。而ATI的產(chǎn)品更新目標(biāo)，從勝過英偉達競品，逐漸變成了趕上英偉達競品。

ATI/AMD因應(yīng)此形勢的對策，是改作中端顯卡：比英特爾的集顯性能強，比英偉達的高端顯卡更便宜。并且在營銷中攻擊英偉達的競品又貴又耗電：顧客大爺你們千萬不要被它越來越嚇人的性能參數(shù)騙了，不是物超所值的哦。

2006年，ATI被AMD收購，英偉達少了一個強對手，勝算增加。

唯一的變數(shù)在于芯片代工廠。

顯卡業(yè)的過往通則，是ATI、英偉達等品牌企業(yè)管設(shè)計，然后將設(shè)計方案交付給芯片廠，委托它們制作成品。

當(dāng)然，不是沒有公司想囊括從設(shè)計到生產(chǎn)的全鏈條，但此舉一般會給自己帶來雙倍的麻煩：以前承接你生意的芯片廠合作伙伴，以后就是要搶你生意的競爭對手。1990年代從顯卡龍頭到被英偉達收購的3dfx，就是如此把自己玩破產(chǎn)的。

在被收購前，ATI是臺積電的大客戶。但收購之后，2009年AMD與半導(dǎo)體大廠格芯簽約，所有芯片都交由格芯制造。而格芯在芯片制程縮小的技術(shù)革新中逐漸落后于臺積電，帶累了AMD的所有產(chǎn)品，包括顯卡。

與之相對的，是英偉達與臺積電1997年敲定的合作關(guān)系合作越發(fā)緊密。

而這兩家公司的牽手之路，頗有戲劇性。

1990年代中期，臺積電已經(jīng)是市值近60億美元的大公司，英偉達沒有上市，年營收2700萬美元，兩者體量差距不小。正如本文開頭所述，黃仁勛給張忠謀本人和臺積電美國辦公室打電話，沒人接。

最后，黃仁勛做出了科技史上的著名舉動：給張忠謀寫紙信。1997年，人在新竹的張忠謀收到來自美國的黃仁勛的信函后，大感興趣，如信中所邀，給英偉達公司辦公室回了電話。

在張忠謀的回憶中，黃仁勛接電話時，辦公室背景音嘈雜。在互相通名介紹后，皮衣哥不得不在公司里怒叱：“都閉嘴！悄聲些！電話那頭是張忠謀！”等到兩人第一次見面，黃仁勛先講了半天圖像加速運算的產(chǎn)品理念，張老板表示非常認同，反手遞來宣傳單。黃仁勛本以為輪到臺積電介紹自己的技術(shù)與產(chǎn)能了，結(jié)果打開一看，是講公司價值觀的。

英偉達在這段合作關(guān)系的初期如此伏低做小，越往后收獲越大。臺積電的芯片制程每年都在縮小，集成電路上的元器件現(xiàn)在已經(jīng)微縮到物理極限，無法比原子更小。芯片的精密度與日俱增，算力也跟著有數(shù)量級的飛躍。

“顯卡戰(zhàn)爭”的結(jié)果，是英偉達勝勢如潮涌，成為顯卡業(yè)的世界第一。制霸高端顯卡市場的英偉達，有足夠的營收來打中端顯卡、低端集顯的價格戰(zhàn)，產(chǎn)品與技術(shù)研發(fā)也有更充足的預(yù)算。

｜今年奧斯卡頒獎禮前，英偉達公司官網(wǎng)稱：競爭“最佳視效”獎項的五部電影，視效都是用我司的芯片和基礎(chǔ)技術(shù)做出來的

英偉達的技術(shù)優(yōu)勢，從一步領(lǐng)先，到一騎絕塵。生成式AI爆火之后，2023年2月英特爾和AMD的CEO也在疾呼：我司有廣泛的產(chǎn)品門類適合此行業(yè)，明年生成式AI將會更加主流普羅化、更有意義。

這簡直是在哀求：時代的腳步啊，你等一等，別讓姓黃的把這份錢都賺完了。

通用算力，一統(tǒng)江湖

勝出后，英偉達的顯卡研發(fā)沒有放緩，算力持續(xù)增強。在2000年代后半葉，英偉達就開始著眼未來，研究這些算力的未來用途。

2006年，英偉達推出CUDA開發(fā)平臺，軟件開發(fā)者可以通過這一平臺，使用C語言編寫GPU片上程序，來完成復(fù)雜的計算。GPU從此實際脫離圖像處理的單一用途，成為了真正的GPGPU（通用GPU）。

強大的算力一旦能通用，成為其他行業(yè)的驅(qū)動力就是遲早的事。英偉達本身最先想通了這點，在AI領(lǐng)域的布局遠比公眾想象的早，技術(shù)領(lǐng)軍人早就和英偉達關(guān)系密切。

2010年的吳恩達尋貓片典故之前，2008年卡坦扎羅加入公司，他當(dāng)時在加州大學(xué)伯克利分校做研究生時，就將注意力集中在為AI開發(fā)GPU上。2009年，AI界泰斗辛頓在學(xué)術(shù)會議上，勸上千名研究者趕快買GPU，那是深度學(xué)習(xí)的未來之光。2016年，微軟技術(shù)大拿黃學(xué)東創(chuàng)下了語音識別AI錯誤率與專業(yè)人類速記員持平的紀(jì)錄后，得獎開香檳的地點，是黃仁勛的大別墅。

2010-2012年的深度學(xué)習(xí)飛躍開始后，英偉達已經(jīng)是穩(wěn)贏不輸?shù)氖澜纭八懔τ吞铩保盐諗?shù)據(jù)量與運算速度的世界巔峰。之后所有挑戰(zhàn)都能克服，所有阻難都是表象。

英偉達把自己強大的GPU拓展到其他行業(yè)的嘗試并不是次次得手。Tegra芯片最終沒有成功進入手機市場，挖礦芯片隨著加密貨幣潮的褪熱前景黯淡，與特斯拉在自動駕駛系統(tǒng)的合作無疾而終，2022年黃仁勛“元宇宙將挺過任何經(jīng)濟下行”的預(yù)言現(xiàn)在像個玩笑話。

然而這些不成功嘗試是力不虛擲、功不唐捐的。Tegra芯片裝不進手機，那就賣給馬斯克裝進特斯拉車?yán)铩樵钪骈_發(fā)的Omniverse平臺，用來合成訓(xùn)練AI的物理數(shù)據(jù)，多樣性與過擬合規(guī)避還勝過了真實世界數(shù)據(jù)。扎克伯格做不動元宇宙，但黃仁勛的Omniverse卻是長做長有。

｜英偉達的數(shù)字孿生體技術(shù)，已經(jīng)足以為地球物理的機器學(xué)習(xí)模型提供高置信度模擬運算

即使有意競爭者的挑戰(zhàn)，最后也成了給英偉達捧場。

2016年，谷歌宣布專門為AI研究開發(fā)了機器學(xué)習(xí)的專屬芯片TPU（張量處理單元），并設(shè)計了基準(zhǔn)測試工具MLPerf。然而在大多數(shù)年度的MLPerf測試中，按英偉達員工的自述，“黃總說，我們每次運行MLPerf基準(zhǔn)測試時，都要向谷歌證明我們的GPU比TPU運算速度快，哪怕只快一點點就好。”

今年谷歌的TPUv4終于在MLPerf基準(zhǔn)測試測試中贏了英偉達的A100芯片，成為業(yè)界大新聞：居然有芯片強過了英偉達產(chǎn)品！

蓄勢強勁，橫絕宇內(nèi)。從現(xiàn)在到可預(yù)見未來的英偉達，如同1970年代至今的迪拜和利雅得：前30年是世界經(jīng)濟的不起眼齒輪，以后就是世界經(jīng)濟的動力艙。一直主宰能源驅(qū)動的上游，不管下游行業(yè)如何變動，自己都是八風(fēng)不動。

不管福特和豐田誰贏了家用車競爭，顧客最后都要找海灣土豪買油。不管元宇宙還是生成式AI誰是真正的未來數(shù)字產(chǎn)業(yè)走向，跑模型的數(shù)據(jù)中心都要找英偉達買芯片。共生雙贏，的確是英偉達贏兩次。