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從遊戲GPU巨頭到AI芯片霸主,輝達的成功秘訣是什麽?|鈦度圖聞

2024-03-29科技

鈦度圖聞·一百四十九期

今年3月舉行的2024年GTC大會上,輝達釋出新一代基於Blackwell架構的GPU(圖形處理單元)芯片B200,相比上一代p00效能推理效能提升高達30倍。

輝達創始人兼CEO黃仁勛曾表示,一個新的計算時代已經開始了。「我們的GPU擴大 AI 軟體網路和交換機技術,構建了生成式AI的計算基礎架構。」

事實上,這些年幾乎大部份全球性的技術風口,雲端運算、加密貨幣、元宇宙、人工智慧,輝達全都是重度參與者。以ChatGPT掀起的AI熱潮讓輝達受益匪淺,全球幾乎所有的大模型都是用輝達顯卡訓練出來的,並以超過95%的市場占有率壟斷了 AI 訓練芯片市場。最新B200芯片更是穩固了輝達在 AI 芯片領域的霸主地位。

隨著輝達的迅速崛起,僅用時9個月,輝達市值從1萬億美元增長到2萬億美元。

截至3月27日,輝達市值已高達2.31萬億美元——這不僅是美國市值第三高的公司,而且以國內生產毛額(GDP)計算,也超過了德國、俄羅斯等大多數國家的經濟體。

回顧輝達的發展史,從最初靠遊戲顯卡嶄露頭角,到如今一舉成為 AI 領域的絕對王者,輝達是如何崛起的?在目前激烈的算力競賽中,輝達的領先優勢又能保持多久?本期鈦媒體·鈦度圖聞帶你關註。

10年累計投入364億美元,持續挖掘GPU潛力

今年2月釋出的2024財年(2023年自然年)四季度財報顯示,輝達營收達221億美元,同比增長265%;凈利潤122.85億美元,同比增長768%。整個去年,輝達營收達609.22億美元,同比增長126%,毛利率則高達72.7%。

作為芯片半導體這一高科技產業中重要的芯片設計巨頭,輝達持續發力研發投入,這也成為輝達的核心競爭力之一,即研發為底、生態為徑、AI 為翼。

從發展初期,輝達非常重視研發生產力,以高投入換去高報酬不斷提升產品競爭力。2005年,AMD 的研發費用為11億美元,是輝達的3.2倍左右;而到了2022年,輝達的研發費用就達到73.4億美元,是AMD的1.47倍。

截至整個2024財年,輝達研發費用高達86.75億美元,是AMD同期研發費用的1.48倍。

據鈦媒體·鈦度圖聞統計,過去10年(2014-2023自然年),輝達累計投入費用高達364億美元,高於蘋果公司、微軟公司等科技巨頭。

隨著研發投入的不斷增長,輝達透過技術進步降低成本和產品價格,不斷推出新的產品吸引更多消費者,優勢逐漸凸顯。

從1990年的GPU Geforce 256,到第一個通用GPU計算架構Tesla,再到Maxwell、Pascal、Volta、Ampere、Hopper架構,以及如今的Blackwell架構,輝達芯片效能持續提升。例如,相比Hopper架構,最新Blackwell架構的GPU單芯片訓練效能(FP8)提升2.5倍,推理效能(FP4)提升5倍。

AI 方面,人工智慧的發展為 GPU 帶來更大增長空間,自2016年開始,輝達逐步開始向深度學習方向演進。輝達抓住下遊發展新機遇,推出 AI 加速卡,伴隨以 ChatGPT 為代表的生成式 AI 大模型發展進入快速增長通道。

生態方面,輝達推出 CUDA 平台,使得利用 GPU 來訓練神經網路等高算力模型的難度大大降低,將 GPU 的套用從 3D 遊戲和影像處理拓展到科學計算、大數據處理、機器學習等領域,這一生態系的建立讓很多開發者依賴於 CUDA,進一步增加了輝達的競爭壁壘。

那麽,市場層面看,鈦媒體·鈦度圖聞使用總處理效能(TPP)來對比輝達與其競品AMD、英特爾的芯片效能情況。整體來看,無論是輝達A100,還是目前最新的p00、B200,訓練效能都「遙遙領先」於AMD MI300系列、英特爾Gaudi 3等同期 AI 芯片產品。

而最新釋出的輝達B200芯片,更是穩固了輝達在 AI 芯片領域的霸主地位。

黃仁勛透露,輝達最新釋出的Blackwell B200芯片的研發費用高達100億美元,相當於719億元人民幣。這不僅高於輝達去年全年研發投入,而且還高於其他芯片產品的研發費用。

數據中心替代遊戲成核心業務,占公司總營收的78%

輝達產業布局多元化,其產品主要集中於遊戲、數據中心、專業視覺化、汽車四大業務板塊。

2022年之前,遊戲一直是輝達第一大業務。從2016財年到2024財年,輝達的遊戲業務營收從28.2億美元增長到104.5億美元,年復合增長率為15.67%。目前,輝達在遊戲GPU領域的市占率超過80%。

然而,由於PC出貨量下滑、產業增速放緩等因素影響,2023財年輝達遊戲業務營收下滑33.9億美元至90.7億美元。但與此同時,數據中心「接盤」輝達,成為該公司重要的收入增長引擎。

2024財年,輝達數據中心業務營收高達475.3億美元,占公司總營收的78%。從2016財年到2024財年,輝達的數據中心業務營收年復合增長率為73.14%。

用投資構建「AI帝國」,輝達一年投資30余家AI公司

在AI領域的發展道路中,輝達不止研究芯片,還投資了30余家AI初創公司,這一數位是2022年的3倍多。

據鈦媒體·鈦度圖聞統計,2023年,輝達投資了34家與AI相關的公司,這些公司大致分為AI基礎設施、AI垂直套用以及生成式AI三個方面。

在AI基礎設施方面,輝達於2023年8月投資了開源大模型開發平台Hugging Face;9月投資了數據分析和人工智慧軟體制造商databricks;12月投資了人工智慧算力提供商CoreWeave。值得註意的是,手中掌握了成千上萬塊輝達的AI算卡的CoreWeave以輝達的芯片作為抵押,另外拿到了磁星資本、黑石集團領銜的23億美元的債務融資,從這點可以看出輝達與CoreWeave的關系非同一般。

在生成式AI方面,輝達投資了搜尋引擎、視訊創作生成、人工智慧代理等領域的公司。值得註意的是,輝達擁有最先進的AI芯片,與輝達合作就等於在AI大模型訓練的道路上成功了一半。

例如,去年6月輝達投資的大語言模型公司Inflection AI,其在輝達的支持下,開發出了市場上最復雜的大型語言模型之一,使人們能夠以最簡單的方式與其聊天機器人Pi進行語音和文本對話,並快速接收相關資訊以及有用的建議。

在AI垂直套用方面,輝達投資了10家醫藥相關的公司,比如新藥研發公司Recursion、Inceptive、Evozyne等,還有醫學影像數據開發的公司Flywheel。去年7月,新藥研發公司Recursion透過輝達的投資和合作,計劃在Nvidia DGX Cloud 上開發用於藥物發現的新AI模型;與此同時,Recursion還能夠存取輝達的其他人工智慧和雲端運算服務軟體,用以微調和擴充套件新型AI模型。

而這些投資也似乎得到了報酬。輝達在今年2月的財報中表示,截至2024年1月份,輝達的投資價值約為15.5億美元,而前一年為3億美元。

輝達的崛起,靠著不斷突破、創新以及能及時把握時代風口。未來,隨著越來越多的公司加入AI芯片產品研發佇列,各大公司之間的競爭將會更加激烈。誰能趕超輝達?我們拭目以待。

數據來源:semianalysis、輝達財報、中泰證券、CBinsights等公開資料整理。

(本文先發鈦媒體App,作圖|初彥墨,編輯|劉亞寧、林誌佳,策劃制作|鈦媒體視覺中心)