为什么英伟达是人工智能芯片之王，而且这种优势能一直保持下去吗？

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英伟达GB200超级芯片。摄影：Annabelle Chih/彭博社

自 2022 年生成式人工智能开始成为新闻头条以来，投资者纷纷向英伟达公司投入资金，坚信该公司在人工智能硬件领域的领先地位将带来巨额财富。

这项投资获得了丰厚的回报。该公司在10月底的估值达到了5万亿美元，并且有望在今年实现比其两大竞争对手销售额总和更高的净利润。近几个月来，数十亿美元的数据中心投资热潮表明，人工智能淘金热仍在加速。

但股价的飙升——以及一些人工智能交易的可疑性质——让业内人士开始质疑这一切是否发展得太快。有人担心，尘埃落定之后，可能没有足够的盈利项目来支撑在人工智能基础设施上的巨额投入。

英伟达首席执行官黄仁勋驳斥了人工智能泡沫终将破裂的担忧。他一直在世界各地奔走，试图赢得那些仍然对这项技术持怀疑态度的政界人士的支持，并游说取消国家安全限制，这些限制阻碍了英伟达在中国——全球最大的半导体市场——销售其最强大、利润最高的芯片。

英伟达最受欢迎的AI芯片有哪些？

英伟达目前最赚钱的产品是Blackwell系列人工智能加速器，该系列产品以数学家大卫·布莱克威尔（David Blackwell）的名字命名，他是首位入选美国国家科学院的黑人学者。与之前的Hopper系列一样，Blackwell也是基于用于视频游戏的图形处理器（GPU）技术开发的。它有多种形式，从独立的“显卡”到大型计算机阵列，应有尽有。

Hopper 和 Blackwell 都采用了将配备英伟达芯片的计算机集群整合为单个单元的技术，这些单元能够处理海量数据并高速进行计算。这使得它们非常适合训练支撑最新一代人工智能产品的神经网络这项耗能巨大的任务。英伟达对其产品进行了微调，以更好地处理推理任务，即人工智能平台通过物体的共同特征来识别物体——例如，区分猫和狗。随着越来越多的人转向人工智能来协助处理日益增多的任务，对这种能力的需求也急剧上升。

这家总部位于加州圣克拉拉的公司提供多种 Blackwell 处理器选项，包括集成到 GB200 超级芯片中的 Blackwell 处理器。GB200 超级芯片将两块 Blackwell GPU 与一块 Grace 中央处理器（计算机执行程序指令的核心部件）结合在一起。（Grace CPU 也以 Grace Hopper 的名字命名。）

英伟达的AI芯片有什么特别之处？

英伟达成立于1993年，早已是GPU领域的领军企业。GPU是生成电脑屏幕上图像的组件。其中最强大的GPU拥有数千个处理核心，可以同时执行多个计算线程。这使得它们能够生成复杂的3D渲染效果，例如阴影和反射，而这些正是快节奏视频游戏的一大特色。

英伟达的工程师在21世纪初意识到，他们可以将这些组件重新设计用于其他应用。与此同时，人工智能研究人员发现，利用这种芯片，他们的研究成果终于可以付诸实践。

所谓的生成式人工智能平台通过吸收大量现有素材来学习诸如文本翻译、报告摘要和图像合成等任务。它们吸收的素材越多，表现就越好。它们通过反复试验不断改进，进行数十亿次尝试以达到熟练水平，并在此过程中消耗大量的计算能力。

据英伟达称，Blackwell 在人工智能训练方面的性能是 Hopper 的 2.5 倍。这种新设计包含大量的晶体管——这些微小的开关赋予半导体处理信息的能力——因此无法以传统方式制成单个芯片。该公司表示，它实际上是由两块芯片通过连接方式结合在一起，确保它们能够无缝协作。

对于那些竞相训练人工智能系统执行新任务的客户而言，Hopper 和 Blackwell 芯片提供的性能优势至关重要。这些组件被视为人工智能开发的关键，以至于美国政府限制了其向战略竞争对手中国的出售。

英伟达的竞争对手都在做什么？

AMD和英特尔正努力追赶英伟达人工智能产品的性能。但据市场研究公司IDC的数据显示，目前英伟达仍占据数据中心GPU市场约90%的份额。缺乏强有力的竞争对手令英伟达的云计算客户亚马逊、谷歌（Alphabet旗下）和微软感到担忧，这些公司正试图自主研发用于云计算的芯片。

在五月份于台湾举行的台北国际电脑展（Computex）上，英伟达表示愿意配合部分客户自行生产关键组件的举措。黄仁勋宣布，公司将向其他公司的产品开放其NVLink服务器骨干网——该骨干网由一系列组件构成，用于连接计算机中的主芯片，实现高速连接。此前，这项技术仅供英伟达自家的处理器和加速芯片使用。

AMD是英伟达在图形芯片领域最强劲的竞争对手，该公司签署了一项协议，将向ChatGPT的开发商OpenAI公司提供大量新型AI加速器。这项协议，以及此前与甲骨文公司达成的协议，表明AMD作为英伟达的替代选择，已经获得了一定的信誉。

英伟达如何保持领先于竞争对手？

英伟达对其产品（包括硬件配套软件）的更新速度之快，其他任何公司都无法匹敌。该公司还开发了集群系统，帮助客户批量购买芯片并快速部署。黄仁勋频繁出现在世界各地的科技展和公司活动中，大力宣传新产品和合作项目。

英伟达承诺在未来几年内每年推出新的旗舰产品，这体现了黄仁勋所说的对推动行业创新前所未有的决心。这样的承诺也向竞争对手发出警告：他们正试图追赶一列疾驰的列车。

人工智能芯片的需求情况如何？

黄仁勋及其团队多次表示，公司订单量远超产能，即使是老款显卡也难以满足需求。10月下旬，在华盛顿特区举行的公司会议上，英伟达预测其数据中心业务未来五个季度的营收将达到约5000亿美元。这一预测迫使最乐观的分析师也提高了预期，并在短短一周内推动英伟达市值增长了4000亿美元。

微软、亚马逊、Meta Platforms Inc.和谷歌已宣布计划共同投资数千亿美元用于人工智能及其相关数据中心。OpenAI 也一直在大量购买计算能力，以备近期部署。尽管有人担心该技术的潜在应用场景可能尚不足以支撑如此巨额的投资，但人工智能的大规模建设仍在加速进行。

AMD和英特尔在人工智能芯片领域与英伟达相比如何？

全球第二大计算机图形芯片制造商AMD于2023年发布了其Instinct系列芯片的升级版，目标直指英伟达（Nvidia）主导的市场。一款全新升级版MI450将于明年面世，并已被甲骨文（Oracle）和OpenAI纳入其发展计划。AMD首席执行官苏姿丰（Lisa Su）一向低调内敛，但她估计，AMD人工智能芯片的市场规模将达到数千亿美元。

在英伟达发展的大部分时间里，英特尔一直是计算机处理器领域的领军供应商。如今，英特尔正重启进军人工智能加速器市场的计划。新的管理团队正致力于筹集资金以改善公司财务状况，而英特尔至少在一年内没有计划推出直接竞争的产品。与此同时，英特尔实际上正在与英伟达合作，因为它意识到与这家新的行业领导者合作比与之对抗更明智。融合了英特尔和英伟达产品的新型PC和数据中心芯片即将面世，这将为英伟达的产品打开此前封闭的市场。

地缘政治

美国和中国政府对英伟达销售额的影响远超其竞争对手。今年4月，英伟达宣布，由于美国禁止向中国企业供应其H2O芯片，公司将计提55亿美元的库存减值准备。H2O芯片功能有所精简，旨在绕过美国此前对中国市场的销售限制。美国后来允许英伟达恢复H2O芯片的销售，但北京方面随即采取反制措施，要求中国企业避免购买英伟达的产品。

黄前往华盛顿，试图说服唐纳德·特朗普总统，与中国开展更多业务有利于美国国家安全。他认为，如果美国公司不提供人工智能的基础技术，其他国家——尤其是以华为技术有限公司为代表的中国——将会介入，这将威胁到美国的科技领先地位。

这种观点在华盛顿的政界人士中获得了一定的支持，总统也曾提及英伟达的产品，并表示将与中国同行讨论相关事宜。但迄今为止，尚未达成任何允许英伟达再次向中国销售产品的具体协议。