【NVIDIA】一口气了解英伟达，芯片新王凭什么是他？

前言

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• 5月24号，英伟达发布第一季度财报
  • 股票当天大涨30%
  • 市值破万亿美元
• 英伟达在数据中心领域表现亮眼
  • 成为全球AI训练领域市场的垄断者
  • 市场占有率高达95%
• 大部分AI模型都使用英伟达的显卡训练出来
• 英伟达在云计算、加密、元宇宙人工智能等领域都是积极参与者
• 英伟达显卡成为衡量公司算力的标准
• 创始人黄仁勋被誉为AI教父
• 黄仁勋的成长经历
  • 1963年，黄仁勋出生在台湾的台南
  • 九岁时前往美国读书
  • 毕业后，在两家半导体公司从事芯片设计工作，包括AMD
  • 1993年，与另外两位技术人员成立了NVIDIA，致力于图形计算芯片的研发
  • 与台积电和微软达成长期战略合作
  • 成功推出了一系列优秀的显卡产品。其中GTX 256被认为是全球第一个GPU，开创了消费级显卡的新篇章

显卡市场

• 微软开发Xbox，英伟达赢得2亿美元订单
• 英伟达拿下索尼PlayStation
• 英伟达营收快速增长
  • 每年翻倍的速度增长
• 英伟达连续吞并竞争对手
  • 吞并了3Dfx
• ATI被AMD收购
• 市场上剩下两条大鱼：英伟达和AMD
  • 英伟达蚕食AMD市场份额
    • 2010年: 60%
    • 2022年: 80%
  • 英伟达成为GPU全球霸主
• 英特尔占有率71%
• 英伟达占有率17%
• AMD占有率12%

英特尔与英伟达市场占有率比较

• 英特尔市场占有率高，主要销售集成显卡。
  • 集成显卡和CPU封装在一起，共享内存。
  • 英特尔凭借CPU的垄断地位占据集成显卡市场份额。
  • 与英伟达的独立显卡市场不同。
• 英伟达占据独立显卡市场的80%以上。
  • 独立显卡具备并行计算特性。
  • GPU是专为并行计算设计的。
  • GPU具备成千上万个盒子一起计算的能力。
  • 英伟达显卡具备高度可编程性。
  • 英伟达显卡支持各种库，扩大了应用领域。

挑战英伟达垄断地位和硬件软件融合

• 其他公司尝试类似软件挑战英伟达的硬件垄断地位。
• 作者希望硬件显卡与软件扩大之间配合默契，形成强大的护城河。
• "生态系统"是一种被商业领域提炼的词汇，苹果、微软等公司都拥有强大的生态系统。

显卡在人工智能领域的应用

• 初期显卡应用场景有限，仅在少数需要大量计算的领域使用。
• 比特币挖矿现象让显卡供不应求，为英伟达带来商业机会。
• 近年来，人工智能成为真正让英伟达受益的领域。
  • GPU的并行计算特性适合深度学习和机器学习。
  • 使用GPU进行训练大语言模型效果更好。

转变发生的背景

• 2012年，计算机竞赛 “ImageNet” 引发了转变
• 排名第一的 AlexNet 团队以 16.4% 的错误率领先第二名，使用了神经网络训练模型和英伟达的显卡

神经网络和英伟达显卡的关键作用

• 神经网络理论长期存在，但缺乏实现的算力支持
• 利用英伟达显卡实现神经网络计算，引起轰动
• 黄仁勋也高度重视 GPU，在人工智能领域全面投入应用
• 英伟达显卡为加速计算提供简单便捷的解决方案

人工智能领域共识

• 谷歌、亚马逊、微软、百度等均离不开英伟达显卡进行大模型训练
• 英伟达 A100 显卡成为训练大模型的标配
• 英伟达推出升级版显卡 H100，性能提升达到 A100 的 4~6 倍

英伟达

核心技术覆盖的领域

• 芯片
• 超级计算机

算力租赁服务

• 提供算力租赁服务

AI云业务

• 为中单客户提供AI云服务
• 推出普利索软件，提升逆光刻技术性能

硬件与软件服务

• 涉及硬件、软件服务等领域
• 成为AI浪潮中最大的赢家

中国市场

• 美国制裁限制了某些产品销售到中国
• 推出特供中国的显卡，绕过制裁

业务划分

• 游戏
• 数据中心（占比56%，一季度环比增长18%）
• 汽车专业图形处理
• Omniverse（押宝元宇宙）

成长与股价

• 股价涨幅超过1000倍
• 全球第六大公司
• 成长潜力仍未完全释放

芯片行业的特点

• 摩尔定律
  • 指出集成电路上可容纳的晶体管数目每18个月翻倍
  • 对芯片行业发展具有重要影响
• 黄氏定律
  • GPU独立显卡的推进速度比摩尔定律预测的更快
  • 大约每2年性能能够超过三倍
  • 在芯片行业中被称为黄氏定律
• 成本投入高、更新迭代速度快
  • 需要巨大的初期成本投入和大量人才与设备
  • 更新迭代速度非常快，需要持续不断地奔跑
• 构建护城河困难
  • 行业更新速度快，很难靠一个产品或技术本身构建持续超过2年的护城河
  • 专利保护力度有限，只能通过持续的研发和快速迭代来保持竞争优势
• 人才储备与研发能力是护城河
  • 研发能力、人才配套、组织架构等是形成公司护城河的关键
  • 芯片公司需要跑得最快、人才储备最充沛、财力雄厚才能在激烈的竞争中获利
• 收购常见
  • 芯片行业经常发生激烈的竞争，许多竞争对手在竞争之后选择通过收购来结束竞争
  • 芯片研发难度高、经济不可持续，且人才资本充足
• AI领域的重要性
  • AI领域是未来的重要战场之一
  • 显卡在此领域中具有重要作用
  • 互联网巨头开始积极进行自研芯片研发，以降低对英伟达等公司的依赖
• 英伟达的优势
  • 英伟达在显卡行业取得了垄断地位
  • 具备远见和耐力
  • 在新一轮混战中能否再次杀出重围，尚不确定

总的来说，芯片行业面临着高成本投入、快速迭代和竞争激烈等特点，研发能力和人才配套是形成公司护城河的关键。同时，随着AI领域的发展，芯片行业正面临新的机遇和挑战。