誕生於一家餐廳,輝達如何成為AI晶片龍頭?關鍵在2006年:踏進新市場的第一步

2023-06-05 09:40
輝達如何成為AI晶片龍頭?(攝影/郭家宏)
輝達如何成為AI晶片龍頭?(攝影/郭家宏)

對半導體新創企業來說,電腦繪圖一直是個充滿吸引力的小眾市場,因為繪圖領域不像個人電腦的處理器那樣,有英特爾壟斷整個市場。從IBM到康柏,每家個人電腦廠商的中央處理器都必須使用英特爾或AMD的晶片,因為這兩家公司實質上壟斷了個人電腦所需的x86指令集。在螢幕上顯現圖像的晶片市場,競爭激烈很多。半導體代工廠的出現以及創業成本的下降,意味著不只矽谷的貴族階層有資格競相製造最好的圖形處理器。後來稱霸繪圖晶片市場的輝達(Nvidia),並不是從帕羅奧圖的時髦咖啡館發跡的,而是從聖荷西比較混亂的一區裡的Denny’s連鎖餐廳起步。

1993年,克里斯.馬拉科夫斯基(Chris Malachowsky)、柯蒂斯.普里姆(Curtis Priem)及黃仁勳合力創辦了輝達,黃仁勳如今仍是輝達的執行長。普里姆在IBM任職時,做過如何運算圖形的基礎工作,接著他轉往昇陽(Sun Microsystems),與馬拉科夫斯基共事。黃仁勳生於台灣,幼時移民到肯塔基州,曾在矽谷的晶片製造商巨積(LSI)任職。後來他擔任輝達的執行長,成為輝達的代言人,總是穿著深色牛仔褲、黑色襯衫與黑色皮衣,散發出類似賈伯斯的氣場,顯示他已預見運算的未來。

輝達的第一批客戶是影片與電玩公司,可能看起來不是最先進的客戶,但輝達認為圖像的未來是顯示複雜的3D立體圖像。早期的個人電腦是一個單調乏味的2D平面世界,因為顯示3D圖像所需的運算量很大。1990年代,微軟Office推出一款名為Clippy的迴紋針動畫,它可以坐在螢幕旁邊提供建議,那代表著圖形技術的大躍進,只是它經常導致電腦當機。

輝達不僅設計了能夠處理3D圖形的晶片,並稱之為圖形處理器(graphics processor unit,簡稱GPU),也為圖形處理器設計了一套軟體生態系統。製作逼真的圖像需要使用一種名叫著色器(shaders)的程式,它會告訴圖像中的所有畫素該如何表現,例如在某種光照色調之下。著色器會套用在圖像的每個畫素上,形同於對數千個畫素做比較簡單的運算。輝達的圖形處理器可以迅速繪出圖像,因為它不像英特爾的微處理器或其他通用的中央處理器(CPU),它的設計是同時進行大量簡單的運算,例如畫素上色。 (相關報導: 輝達愈飆本益比愈便宜、市值破兆 目標價獲上修 更多文章

2006年,輝達發現高速平行運算可套用在電腦繪圖以外的用途,於是發布了CUDA軟體,讓人能以標準的程式設計語言來設計GPU,完全不涉及圖像。輝達在量產頂級的繪圖晶片的同時,黃仁勳也在這款軟體上投入大量的資金。根據該公司2017年的估計,為了讓任何程式設計師都能使用輝達的晶片,而不限於繪圖專家,黃仁勳投入了至少100億美元。黃仁勳免費提供CUDA給用戶,但那套軟體只能在輝達的晶片上運行。藉由讓晶片不止適用於繪圖業,輝達為平行處理發現了龐大的新市場,從運算化學到天氣預報等等都適用。當時,黃仁勳還只能依稀看見平行處理的未來:人工智慧後來成為平行處理的最大用例。今天,輝達的晶片主要是由台積電製造,在最先進的資料中心裡都可以看到輝達的晶片。

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