AlphaGo赢了柯洁,谷歌的AI芯片却仍在追赶这家华人公司
5月18日,AlphaGo大战柯洁前夕,谷歌抛出重磅炸弹,正式推出第二代TPU处理器。该处理器 专门用于AI(人工智能)的运算服务,其第一代产品已经在AlphaGo当中使用,性能号称超越传统CPU30倍以上。
TPU二代是谷歌近年间的最大手笔,谷歌打造人工智能新“帝国”的目标也如虎添翼。这款芯片在业界引发的震动超过AlphaGo,AI公司们议论纷纷,传统芯片厂商则如坐针毡。
然而,这股风暴中,被认为受影响最大的AI芯片霸主英伟达却显得十分淡然。5月25日,英伟达创始人黄仁勋第一次就TPU二代做出回应:“我们希望看到全球各地尽快采用AI。 人们无需再投资建立一个TPU,我们有现成的,而且由世界上最优秀的芯片设计师设计。”
黄仁勋的自信源自英伟达在AI芯片市场强大的统治力。据了解, 第二代TPU提供每秒45万亿次的浮点运算能力,而英伟达即将推出的Volta,浮点运算能力则达每秒120万亿次。
在美国科技史上,曾经有不少华人书写过辉煌的历史,例如王安、 王嘉 廉、 杨致远 等,如今他们大多退出一线舞台。 现如今,硅谷最具影响力的华人企业家,当属英伟达创始人黄仁勋。
说起英伟达,很多人比较陌生,但它的英文名NVIDIA,游戏发烧友如雷贯耳,因为大多数独立显卡电脑里,都标配了NVIDIA芯片。
然而, 如今的NVIDIA,早已不仅仅是一家PC显卡厂商, 它的触角已经延展至人工智能、 虚拟现实 、无人驾驶等新兴前沿领域,志在为人类提供领先的视觉计算服务。
通过AI芯片,英伟达建立了一个完整的生态系统,在其CUDA计算架构平台上,有来自全世界超过50万个开发者。 其中既有大型跨国公司,如百度、腾讯、 阿里巴巴 等,也有很多初创公司。
2017年英伟达开发者大会的数据显示, 全球有1300家使用英伟达平台的创业公司,包括80家人工智能公司,50家虚拟现实公司,20家无人驾驶公司。
出于AI芯片层级的强势地位,黄仁勋被业内称为“AI教父”,英伟达也和谷歌、英特尔并列为AI芯片界的“三巨头”。
2016年人工智能大火之后,英伟达的股价翻了近乎6倍,市值突破850亿美元。 即便是谷歌推出TPU二代,也未能对英伟达的股价上涨造成任何影响。
从显卡时代的称王称霸到如今AI芯片界的三强鼎立,黄仁勋或许更青睐当下的局面。因为从小到大,他都是一个好斗的人,早习惯了在一次次战斗中击溃对手。
1963年,黄仁勋出生在台北。9岁那年,父母将他和哥哥送到美国舅舅家,希望他们在那里好好深造。由于没父母陪伴,飞机落地后,两个孩子一脸茫然地站在芝加哥机场,不知道如何转机。哥哥只得让弟弟看着行李,自己到处比划问人。
辗转之下,好不容易到了舅舅家,才发现噩梦刚刚开始。舅舅家经济困难,无力负担两人的生活,父母只好托关系,将他们送到一所乡村寄宿学校。
说是寄宿学校,其实更像一个问题少年集中营。那里的孩子身上都有刀,他的室友更是一个全身刺青的家伙。 为了自保,黄仁勋课余给最好斗的“大哥”补习功课。
时间长了,黄仁勋跟别的小孩一样,开始爬墙上树、偷吃糖果,甚至抽烟。不过,这只是他融入 周围 的方式,其本质并没有因此变坏,反而学会了坚强和适应环境。这对他的一生都有帮助。
两年后,父母来到美国,一家人得以团聚,黄仁勋的生活也开始走上正轨。16岁那年,他通过高中联考,进入俄勒冈州立大学,主修电子工程。
在那里,他不但收获了专业知识,还赢得了爱情。Lori是他实验室的伙伴,也是心仪的目标, 为了赢得对方的芳心,他许诺30岁之前会成为一家公司的CEO。 黄仁勋的真心打动了对方,五年后他们结婚了。
1983年大学毕业后,黄仁勋怀揣梦想,直奔硅谷。当时的计算机产业方兴未艾,英特尔还是小字辈,微软刚把MSDOS卖给IBM。
黄仁勋先后任职于AMD和LSI公司。AMD主要做CPU,黄仁勋担任芯片设计师,周围一堆博士,他倍感压力,于是利用业余时间到 斯坦福大学 深造。两年后,他离开AMD,加盟LSI,主要做芯片的图形处理。这为他日后创办NVIDIA奠定了基础。
在LSI,黄仁勋主动要求从工程部转到销售部,最后成为集成芯片负责人。 新的岗位让他学会了产品开发如何与市场结合。他后来回忆说,那是他做出的最佳职业选择。
工作期间,黄仁勋结识了SUN公司的两个工程师——克里斯和普雷艾姆。三人经常到硅谷高速旁的一家咖啡馆相聚,畅想未来。有一次,老板特许他们进入更安静的包厢,三人很高兴,谁知踏进包厢的那一刻,他们全都惊呆了——墙上留着一排排弹孔!
“我们想找一个安全的地方。”有人大叫道。老板让他们镇定,并解释说警察也常来这里写报告,墙上的弹孔是黑手党留下的。
恶劣的环境并没有影响黄仁勋的激情,寄宿学校的经历告诉他,环境不是最重要的。
1993年,在两个好友的鼓动下,黄仁勋选择创业,三人共同创办了NVIDIA,立志要打造一个图形芯片帝国。其中,克里斯担任副总裁,普雷艾姆担任首席技术官,黄仁勋因为既有技术又懂销售,所以做了总裁兼CEO。
为了兑现对妻子的承诺,黄仁勋特意选择在30岁生日那天走马上任。
NVIDIA成立初期,图形芯片市场接近于一张白纸。三个年轻人心气很高,认为这是绝佳的领跑机会,他们决心打造一款牛逼的产品,掀起一场业界革命。
1995年,经过两年的打磨,NVIDIA推出第一款产品NV1。黄仁勋赋予这款产品不拘传统的风格,它不但可以做图形处理,还能播放音乐,甚至插上操纵杆变成游戏机。
但NV1没能掀起业界革命,甚至没有得到世人认可。由于坚持自立标准,使用四边形成像(QTM)技术,而摈弃当时渐成主流的多边形成像技术,NV1仅获得帝盟等少数厂家的支持,基本上没有在行业内激起太大的水花。
很快,NVIDIA就尝到失败的苦果,最困难的时候,公司的资金只够维持30天运转。为了生存,黄仁勋不得不裁员,从100多人缩减到30多人。
就在NVIDIA举步维艰时,日本游戏巨头世嘉伸出橄榄枝,希望NVIDIA帮自己研发一款重量级武器来对付任天堂和索尼,定金700万美元。
+
这笔钱拯救了NVIDIA的命运,却没能扭转格局。当时,世嘉已经意识到QTM技术有缺陷,建议NVIDIA开发NV2时采用多边形成像技术。但首席技术官普雷艾姆一意孤行,世嘉一气之下,放弃了合作,NVIDIA顿时傻了眼,NV2最终也沦为一款失败之作。
幸运的是,由于被黄仁勋的真诚所感动,世嘉并未予以追究,而是象征性地将NV2买来另作他用。
两次失败,让黄仁勋痛彻心扉,他决心走出技术的迷圈,向市场学习。首要之举,就是换掉首席技术官,请来多次获奖的技术天才戴维-柯克博士,并为他组建了一个在当时堪称豪华的研发团队。接下来,他要做的就是蓄势待发。
这并非NVIDIA历史上唯一的失败。作为一家创新公司,NVIDIA从创立之初,便伴随不断的失败,期间至少有5次几乎告别行业。但黄仁勋从没有因此怀疑过自己,相反他认为挫折是最好的老师,“如果失败没有击倒你,就能让你成长”。
就在黄仁勋卧薪尝胆期间,一家名叫3dfx的公司,以后起之秀的身份,推出惊世骇俗的产品——Voodoo显卡,将用户带进了3D时代。
与此同时,IT产业也在悄然发生革命。英特尔推出AGP接口,取代传统的PCI接口,支持3D加速卡;微软在Win 95系统中推出支持3D的应用 程序 接口——Direct 3D。
然而,很多图形芯片公司对正在发生的革命浑然不觉,依旧坚持开发自己的标准。黄仁勋敏锐地意识到,要想成功就必须站在巨人的肩膀上。
在开发新一代产品NV3时,他果断选择支持Direct 3D和当时还在试验的AGP接口。这是一场豪赌,输了他将赔光资金,忍痛出局;赢了他将扭转格局,赢得成为王者的机会。
结果他赢了。1997年,经过两年的努力,NVIDIA推出第三代产品NV3,即Riva 128。这是全球第一款具有3D加速能力的AGP显卡,一经推出后,随即引发市场关注。
由于性能与Voodoo不相上下,价格比后者便宜很多,Riva 128上市四个月销量就达100万片。紧接着,黄仁勋又推出简单升级版Riva 128zx,也就是我们熟知的小影霸。
Riva 128系列的成功,让黄仁勋一吐之前的“晦气”,也帮他攒下第一桶金。不过,真正让NVIDIA扬名的是之后发布的TNT和TNT2两款产品。
1998年10月,NVIDIA发布第四代产品,黄仁勋给它取了个霸气的名字——TNT。TNT是一种炸药的名字,而黄仁勋的TNT也果如其名,成为图形芯片行业的一枚重磅炸药,响彻云霄,被称为超级显卡,性能比3dfx同期推出的Voodoo2强很多。
半年后,还没等3dfx回过神来,黄仁勋又带领NVIDIA推出更强大的TNT2,性能再次秒杀Voodoo系列,彻底奠定了NVIDIA的高端地位。
反观3dfx,由于沉醉于自己的标准,坚持老技术,结果被市场的洪流吞没,产品无人问津。2000年12月,3dfx被NVIDIA收购,新一代显卡之王横空出世。
黄仁勋志向远大,早在上大学时,就立志成为全球的图形皇帝。为了实现这个梦想,他像一个不知疲倦的创新斗士,不断尝试新的东西。
20世纪90年代末,随着计算机的发展,图形处理的任务越来越繁重。黄仁勋感觉到,计算机需要一种专门的图形处理器(GPU)来分担CPU的压力。
这个想法最终在1999年变成现实。那年8月,NVIDIA推出GeForce 256。作为全球首款GPU,GeForce 256的出现改变了传统图形芯片的格局。
随后,黄仁勋提出令对手胆寒的黄氏定律:显卡芯片的性能,每6个月提升一倍。该定律与著名的摩尔定律相仿,但进化速度是后者的3倍!
这种近乎疯狂的产品更新速度,让很多跟不上节奏的厂商纷纷离场,NVIDIA则继续巩固自己作为行业领袖的地位。
1999年,NVIDIA在纳斯达克上市。三年后,其芯片出货量突破1亿片,成为历史上成长最快的半导体公司。凭借出色的战绩,黄仁勋的身价暴增至5.07亿美元,在《财富》杂志评出的全美40岁以下最富有的人中,力压和他同一天生日的球星“飞人”乔丹。
尽管在PC市场上大获全胜,但黄仁勋并没有固守阵地,他时刻关注行业动态,试图把技术优势扩展到更多领域。在他眼中,只要有显示器的地方,就有NVIDIA的市场。
经过24年发展,NVIDIA逐渐形成GeForce、Quadro、Tesla、Tegra等几大产品线,其中GeForce用于传统PC,Tegra用于移动产品,Quadro用于工作站,Tesla用于大型计算。
黄仁勋做事很专注,NVIDIA成立二十多年来,一直致力于图形和并行计算技术,期间面临很多诱惑,但从未跑偏。这种品质源于他早期的一次经历。
小时候,黄仁勋的乒乓球打得不错。13岁那年,他第一次参加全美乒乓球锦标赛。黄仁勋抱着夺冠决心而去,但到了拉斯维加斯后,他被当地的美景吸引,比赛前一天晚上还在街上闲逛,结果第二天比赛输得一塌糊涂。
赛后,黄仁勋不停反思,最后发现自己输在不专注上。从那以后,他开始以专注的态度投入训练,并在15岁那年获得美国乒乓球公开赛双打第三名。
创业后,黄仁勋延续了专注的品质。他从早忙到晚,回到家吃完晚饭,接着工作,累到不行才睡觉,平时很少打高尔夫球,应酬不多,基本上待在家里。
在征战PC市场期间,黄仁勋面临来自英特尔和AMD的强大威胁。由于没有CPU技术,NVIDIA必须依靠两大巨头的平台,而后者面对NVIDIA的急剧扩张,不断采取打压措施,先是英特尔开始推集成显卡,之后AMD收购ATI,与NVIDIA形成直接竞争。
2009年,英特尔甚至宣布,下一代CPU架构不再给与NVIDIA技术授权,迫使NVIDIA退出了芯片组业务。
面对两大巨头的步步紧逼和限制,黄仁勋面临一个选择:要么坚守图形芯片,要么扩大战线,进军CPU。以NVIDIA的实力,选择自己做CPU并非不可能。
但是,黄仁勋很快否定了这种可能:“我们的策略非常清晰,我再次重申,我们将永远专注于图形和并行计算技术。”在他看来,只有做最少的事情,才能比对手做得更好。
秉持这种理念,NVIDIA投入巨额资金进行研发,甚至在2008年营业收入下降16%的情况下,依旧加码投入。黄仁勋也因此被台湾媒体称为IC产业最好斗的男人。
说他好斗,不仅因为研发上的豪赌,还因为他的口无遮拦。他曾经说,自己已经好多年不看AMD的动作,因为与对方的差距是9跟0;他还说,英特尔即使将图形计算能力提高10倍,也无法与NVIDIA的产品相匹敌。
专注和投入最终换来丰硕果实,过去二十几年,NVIDIA从几十人的小公司,一举成长为视觉计算领域的全球领导者,并帮助好莱坞拍出《金刚》、《蜘蛛侠》等特技大片,而美国航空航天局则利用NVIDIA来协助完成火星探险任务。
在NVIDIA的成长过程中,曾经犯过很多错误,但这些错误并没有让黄仁勋变得畏手畏脚,相反他会及时纠错,不断调整,绝不把时间浪费在悔恨上。
2001年微软推出Xbox时,决定采用NVIDIA芯片,并直接支付2亿美元定金。这一决定提升了NVIDIA的人气。但不久,微软觉得NVIDIA要价太高,希望调低价格,结果遭到拒绝。微软转而寻求ATI的合作,后者是NVIDIA当时唯一的对手。
与此同时,英特尔由于深切感受到NVIDIA的威胁,也决定扶持ATI。
IT产业的两大霸主在同一时间出手,稚嫩的NVIDIA哪里经受得住这种打击?很快,股价就从70美元猛跌至7美元。
黄仁勋意识到问题的严重性,他一方面组织突围,攻下索尼PS游戏机市场,另一方面主动找微软谈判,最终在2003年与对方达成和解。
NVIDIA的错误给了ATI喘息之机,之后AMD将ATI收购,对NVIDIA形成威胁。面对竞争,NVIDIA匆匆推出GTX480、GTX590等显卡,结果由于超频温度过高,两倍于A卡,多次发生自燃事故,百度贴吧甚至有网友直播GTX480煎蛋的过程。
很快,NVIDIA显卡发热量大的名声就传播开来。最滑稽的是,在一档军事节目中,有主持人在介绍如何攻击航母时,一脸正经地说,搭载了690战术核显卡的榴弹,只需一发就能摧毁一个航母战斗群!
主持人的口误迅速被网友引用到NVIDIA身上,很多人把NVIDIA称为核弹工厂,而黄仁勋也摘得两弹元勋、核武狂魔、爆破鬼才之类的滑稽外号。
面对不利的局面,NVIDIA不断在芯片架构上下工夫。随着Maxwell、Pascal等全新架构的发布,NVIDIA的能效比越来越高,最终把发热大户的名号甩给了隔壁AMD显卡。
最近一次错误发生在智能手机上。NVIDIA是较早推出移动处理器的厂商,早在2008年就发布了Tegra,当时高通是一家基带厂商,MTK还混迹于山寨机。然而,占尽先机的NVIDIA却在后来的基带和应用处理器整合上行动迟缓,最终起了个大早赶了个晚集。
当NVIDIA回过神来时,市场上已经涌现出从低端展讯、联芯到高端三星、高通等大量厂商。黄仁勋果断做出决定,退出智能手机市场,转战游戏设备和车载系统。
“要勇于认错,永远自信地面对失败。”黄仁勋这样告诫那些创业初期的年轻人。
在过去二十几年中,NVIDIA曾经和世界上250家大大小小的图形芯片厂商竞争,其中包括IBM、惠普、松下等赫赫有名的大品牌,也包括3dfx、ATI等专业性厂商,但它们最后要么选择放弃,要么被人收购,还有很多则被淘汰出局。
是什么让NVIDIA成为这个市场上唯一的幸存者?对于这个问题,黄仁勋在谈及自己创业成功的秘诀时,给出了很好的回答:“对目标保持直觉,清楚自己想要什么。”
1993年黄仁勋创业前,曾经打电话咨询过一个专家。结果对方的回答是:“这个市场还没起步就已经乱成一团了,你最好别干这个。”但黄仁勋并没有听从对方的建议,因为直觉告诉他,图形芯片会在未来大放异彩。
在直觉的引领下,黄仁勋二十几年始终专注于图形芯片市场,为了发明世界上最快的GPU,他不断发现最难的、最具挑战性的问题,然后解决它。在这个过程中,他不仅拿出了比竞争对手更棒的方案,而且避免了其他公司设下的竞争陷阱。
从竞争中幸存下来的NVIDIA开始引领行业的发展,其中最重要的领域便是AI芯片市场。
英伟达在AI芯片市场的一马当先,在于它抓住了一次“偶然的机遇”。计算机绘图和用人工神经网络实现机器学习所需的基本数学 操作 并无差别,换言之,GPU运算能够很好地迎合AI所需要的“深度学习”功能。
2011年,黄仁勋预感人工智能的深度学习技术将在未来改变很多应用,他第一时间想到的是给汽车驾驶带来变化。于是,他决定展开全面布局,要求所有工程师立刻学习深度学习技术。
起初,NVIDIA的AI团队只有数十人,半年后扩增至数百人,一年后达到了千人规模,到了2017年,英伟达从上到下所有的人都在着手研究人工智能。
人工智能是一个及其庞大的课题,但无论哪个分支,其基础都是海量的运算。AlphaGo之所以算无遗策,便在于其围棋数据库、精准预测和不断进化,这一切都需要运算作为支撑。
运算曾经是CPU的“活儿”。1965年,英特尔创始人之一的戈登•摩尔提出了著名的摩尔定律:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。
这条定律统治了芯片行业50年,但在2016年前后,摩尔定律的神话宣告被破:CPU芯片的性能发展无法再维持过往的速度,国际半导体技术路线图,也不再以摩尔定律为目标。
与此同时,GPU运算却在大幅度提升。NVIDIA是GPU加速器和GPU运算的首创者,这种加速计算可以将程序计算密集部分的工作负载转移到GPU,大幅度提升应用程序的运行速度,更准确地进行解读图像或翻译语言等任务。
AI市场的诞生和壮大,为GPU运算创造了更好的适用场景。为此,英伟达不断推出加速深度学习算法的专用芯片,并携手一批企业,不断推进AI产业的发展。
如今,奥迪、特斯拉、丰田等企业均借助NVIDIA来研究无人驾驶,百度等AI部门则借助NVIDIA来进行图像和语言识别,至于VR、AR硬件领域,更是清一色的NVIDIA芯片。
在谈到人工智能的应用时,黄仁勋说:现在世界上已经有了很多突破,比如谷歌自动驾驶中的Ok Google、击败柯洁的AlphaGo;以及百度的深度语音识别系统Deep Speech等,都彰显了人工智能的发展潜力。但是接下来的十几年里甚至更长的时间里,“AI并不会一夜之间成为一种超能力”。
“AI会是特定领域特定功能以特定的方式去演化。比方说会有会开车的AI出现,但它不知如何去洗盘子;会有AI知道如何改进我们的洗碗机,但是不知如何给我们的地板吸尘;会有AI能为地板吸尘但不知如何帮我们阅读邮件。这样的分门别类,让这个世界上会有很多术业有专攻的AI,而所有这些术业有专攻的AI会让我们变得效率更高。所以在接下来的数十年,我相信AI会给我们带来人类历史上最大的效率提升革命。”
在这场效率革命中,黄仁勋希望NVIDIA成为底层AI计算的基石。因为有了足够的AI计算,别的事情都会自然而然的发生。
2016年4月,NVIDIA在硅谷发布了首款基于Pascal架构的Tesla P100显卡。该显卡拥有高达高达153亿个晶体管,只需少数几块,就能提供可媲美几百台CPU服务器节点的强大性能,为癌症研究、气候建模、人工智能等领域提供强大的技术支持。
过去的1年多时间里,全球前十大超大规模企业数据中心,皆采用的NVIDIA的GPU加速器。
而在今年,NVIDIA则推出了更为强大的Volta。Volta不仅大幅度提升了运算能力,在AI急需的“inferencing”(推理)能力上更是比Pascal强出了近50倍。
“英伟达在创新和发明上,有着很深的历史和文化,这是我们的特质。我们喜欢尝试新东西,做没有人做过的事情,做特别难做的事情。”黄仁勋说。
从虚拟现实、人工智能、到机器人平台,黄仁勋一直走在领域的前沿,但他觉得这并不是某家公司、甚至不是某个国家的“权利”。
“任 何强 大的力量,必须能让每个人都获得,这就是为什么我们要通过AI基础运算 和平 台,让AI民主化。”他说,“让每个公司、每个国家、每个学生、每个研究者,都能触及这种不可思议的力量。”