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英伟达的崛起之路:从图形芯片到AI引擎

《芯片简讯》发表了一篇文章,介绍了泰·金新书《英伟达之道》。

在表面上,英伟达迅速崛起,与全球最有价值的公司争夺第一的宝座,原因很容易解释:人工智能正在成为一种无处不在且革命性的技术,而英伟达生产出最好的AI芯片。

但深入研究就会发现很多问题:英伟达,一家图形芯片设计公司,是如何使其产品成为人工智能引擎的核心?是运气还是先见之明?为什么其他公司难以竞争?也许最关键的问题是:英伟达能否保持领先地位?

泰·金在他的新书中提到,他原本以为肯定已经出版过好几本书来描述英伟达的崛起及其著名首席执行官黄仁勋的故事,但事实证明,《英伟达之道》是第一本。

考虑到英伟达的崛起和在公众意识中的迅速、戏剧性的出现,这一点或许并不奇怪。就在2019年,英伟达的股价还低于4美元,而到2024年底,其股价已飙升至130美元以上,市值超过3万亿美元。

但英伟达是一家非凡的公司,有着波澜壮阔的历史。与最接近的竞争对手相比,它具有高度独特的企业文化和商业方法。这种文化的核心是其创始首席执行官黄仁勋,在他30多年的领导下,公司不断发展壮大。这是一家值得仔细研究的公司,与最近的成功无关。

那么,金的这本书是否对英伟达非凡的故事做出了公正的评价?它是否有助于解答我们提出的问题?

《英伟达之道》实际上是两本书合而为一。第一部分是英伟达自1993年由黄仁勋、柯蒂斯·普里姆和克里斯·马拉霍夫斯基在一家丹尼餐厅创办以来的历史叙述。其中既有胜利也有(近乎致命的)灾难。灾难发生在早期。

英伟达的第一款设计,NV1,是一款面向PC的图形芯片,该公司严重误判了客户的需求。简单地说,他们想在PC上玩《毁灭战士》,而《毁灭战士》使用VGA图形:

游戏的设计师兼发行商id Software的联合创始人约翰·卡马克利用2D视频图形阵列(VGA)标准构建了游戏,并利用他所知的每一项硬件级技巧来实现最大的视觉效果。

但NV1芯片只部分支持VGA图形,并且依赖于软件模拟器来补充其VGA功能,这导致游戏玩家玩《毁灭战士》时性能缓慢。

由于对《毁灭战士》配乐的音频支持可能更糟糕,游戏玩家放弃了NV1,转而选择英伟达竞争对手的产品。

该公司在其下一款产品NV2上的表现也不尽如人意,在经历了看似很有希望的开端后,该产品被世嘉放弃。

英伟达现在很快就耗尽了资金,并且有两款产品都失败了。许多首席执行官都会因此而却步,并退缩到可能致命的小心谨慎中。

但黄仁勋不是这样的人。英伟达的下一款产品RIVA 128将比其前代产品更有野心,也更冒险:

“我不担心成本,”黄仁勋在几年后被问及他的决策过程时说。“我设计了一款芯片,其物理尺寸是当时任何人都能制造出的最大尺寸。我们只想确保它是世界上最强大的芯片。”

而且,赌注不仅仅在于芯片的尺寸。该公司还需要对其时间表承担巨大风险:

鉴于其财务状况,英伟达必须以创纪录的速度制造RIVA 128,并且没有多次质量保证运行的安全保障。标准的芯片开发通常需要两年时间,包括在芯片“流片”后进行多次修改以识别和修复错误,此时芯片的最终设计将被发送到原型制造阶段。例如,NV1有三次或四次物理流片。在英伟达将芯片送入生产之前,该公司只能为NV3进行一次物理流片。

解决方案是一台新颖且昂贵的机器,它使英伟达团队能够在软件中模拟其新设计。使用这台机器是一个痛苦的过程:

模拟器不会自动生成任何错误报告。相反,当程序冻结时,莱文所能做的就是截取屏幕截图,并请其中一位硬件工程师找出发生了什么或损坏发生在哪里。如果这是一个重大问题,工程师将返回重新设计芯片的一部分。

但这使英伟达能够以创纪录的速度使芯片工作并推向市场。黄仁勋后来表示,RIVA 128是一个“奇迹”。但他决心将其转变为一个可重复的奇迹:

“必须有一种方法来解决设计周期的问题。”

答案仍然是软件,但这次是在英伟达的芯片上运行。柯蒂斯·普里姆提出了“资源管理器”的概念,它“是一个位于硬件顶部的微型操作系统”:

资源管理器允许英伟达的工程师模拟通常需要物理打印到芯片电路上的某些硬件功能。这会带来性能成本,但加快了创新的步伐,因为英伟达的工程师可以承担更多风险。如果新功能尚未准备好用于硬件,英伟达可以在软件中对其进行模拟。同时,当有足够的剩余计算能力时,工程师可以取出硬件功能,从而节省芯片晶圆面积。

这种方法使英伟达获得了决定性的优势。包括曾经的市场领导者3dfx在内的竞争对手都难以跟上。3dfx犯了几个错误,在2002年,英伟达能够收购其专利和其他资产,并从破产中聘用约100名3dfx员工。

即使在英伟达的早期,构成其最近成功基础的特征也已经可见。不懈的执行、冒险和将硬件与软件相结合以使其在竞争对手(可能更专注于硬件)中获得决定性优势的方式,都是其后来成功的必不可少的组成部分。

关于《英伟达之道》如何处理英伟达故事中技术含量最高的部分,我想说几句。金做了一项出色的工作。虽然普通读者可以轻松理解,但关于英伟达的产品和技术的细节足够多,以确保技术导向的读者也能保持参与。

随着《英伟达之道》的继续,第二本交织在一起的书也浮出水面。这是一本专注于英伟达的文化以及黄仁勋及其管理方法的书。

黄仁勋独特的管理风格的许多方面现在已经广为人知:他60多位直接下属、 “前五名”电子邮件、长时间工作文化以及公开发表负面反馈的方式。

如果你渴望复制“黄仁勋的方式”,那么《英伟达之道》几乎可以被视为他管理风格的指南。

但你可能会遇到一些问题。这种方法对于黄仁勋本人和英伟达更广泛的团队来说都必须是独一无二的要求。像黄仁勋和他的几位高级团队成员一样,需要非凡的毅力才能在几十年来忍受这种方法的强度。

然后,这是一个陈词滥调,但在这里它是真的,英伟达“是一个酝酿了30年的一夜成功”。黄仁勋可能受益于ChatGPT和其他大型语言模型推动的“人工智能热潮”。但花了30年时间才建立起一家具有使英伟达在利用这一机遇方面独具优势的特征的公司。还有谁有耐心和韧性——或者机会——在几十年里塑造一个组织?

尽管如此,读者仍然有足够的材料来了解英伟达和黄仁勋是如何运作的。

如果《英伟达之道》有任何缺憾,那就是它对英伟达最近的企业战略的关注不足。书中没有提到试图收购CPU设计公司Arm的事情。黄仁勋为什么要收购Arm?他对收购被阻挠的反应是什么?他和Arm的所有者、软银首席执行官孙正义的关系如何?我们必须等待第二本关于英伟达的书才能深入了解这些问题等等。

让我们回到我们开始提出的两个问题。英伟达是如何让自己成为人工智能不可或缺的一部分的?是运气还是先见之明?

黄仁勋承认,他没有预见到目前以大型语言模型为中心的人工智能热潮。但英伟达的成功也不是运气。该公司将自己定位为大规模并行计算的领导者,并确保其产品可供任何想要使用这些功能的人使用。这种定位涉及近20年的巨额投资。

那么,英伟达能否保持领先地位?这里有一个简单的观点需要说明。正如本书所明确指出的那样,英伟达在竞争异常激烈的显卡市场中,战胜了众多实力强大的竞争对手,成为了领导者。它是在一种将冒险与不懈的执行力相结合的文化基础上取得成功的。在其早期,它没有护城河,而且经常资金有限。

如今,这种文化似乎在黄仁勋的领导下得到了很大程度的延续。它围绕其生态系统(以CUDA的形式)建立了一个强大的护城河,并且现在拥有任何竞争对手都无法比拟的规模和资源。在这种情况下,与英伟达对着干需要很大的勇气。

这让我们想到了最后一个问题,当你阅读《英伟达之道》时,它会反复出现在脑海中。黄仁勋离开后,英伟达会发生什么?黄仁勋现年61岁,看起来和他以往一样精力充沛,对工作充满热情。张忠谋55岁时创办了台积电,并在86岁时最终退休,担任首席执行官。我怀疑从现在到黄仁勋退休之间会发生很多事情。也许这是一个我们可以搁置几年再考虑的问题。

《英伟达之道》强烈推荐。这是一本优秀的书籍,全面概述了英伟达的历史和文化,同时也是一本极好的读物。

对于想要了解更多内容的读者,泰·金最近在乔恩的《亚洲不对称》通讯中接受了乔恩·Y的采访,非常精彩。

最后,如果你更喜欢通过播客而不是书籍了解历史,Acquired团队出色地完成了他们关于英伟达的三部分历史记录。我认为,Acquired讲述的英伟达故事与金的书高度互补,因为它更侧重于战略而非文化。下面链接了这三部分(以及成绩单):

第1部分:GPU公司(1993-2006)

第2部分:机器学习公司(2006-2022)

第3部分:人工智能时代的黎明(2022-2023)

此外,还有与黄仁勋本人的精彩访谈。

原文地址
2024-12-28 12:10:47