計(jì)算機(jī)行業(yè)報告：從英偉達(dá)看AI芯片發(fā)展之路

2023-08-17 13:19 作者:報告派 0人讀過 | 我要投稿

報告出品方：長江證券

以下為報告原文節(jié)選

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1、AI芯片的繁榮之路

AI芯片的繁榮之路，GPU進(jìn)入高速發(fā)展期

競爭格局：國際巨頭三強(qiáng)壟斷

全球GPU市場中，基本被Nvidia、Intel和AMD三家壟斷

獨(dú)顯市場中，Nvidia占據(jù)領(lǐng)先地位

不同于整體市場，在獨(dú)顯市場中，Nvidia與AMD雙雄壟斷市場，其2022年Q2市占率分別約為80%和20%，可以看到近年來Nvidia不斷鞏固自己的優(yōu)勢，其獨(dú)立顯卡市占率整體呈現(xiàn)上升趨勢。

2、GPU王者，英偉達(dá)的崛起之路

英偉達(dá)：GPU王國締造者，AI時代先行軍

英偉達(dá)是一家專注于GPU半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的企業(yè)

公司成立于1993年，由黃仁勛聯(lián)合Sun公司兩位年輕工程師共同創(chuàng)立。1999年英偉達(dá)推出GeForce 256芯片，并首次定義了GPU的概念；隨后創(chuàng)新性的提出CUDA架構(gòu)，讓此前只做3D渲染的GPU實(shí)現(xiàn)通用計(jì)算功能；進(jìn)入2010年代后，前瞻性預(yù)見了GPU在AI市場的應(yīng)用并全力以赴開展相關(guān)布局；當(dāng)前，公司以數(shù)據(jù)中心、游戲、汽車、專業(yè)視覺四大類芯片為收入基礎(chǔ)，完成了硬件、系統(tǒng)軟件、軟件平臺、應(yīng)用框架全棧生態(tài)的建設(shè)。

英偉達(dá)公司發(fā)展史可簡單劃分為四個階段：

蓄力階段：1993年黃仁勛聯(lián)合Sun Microsystem公司兩位年輕工程師共同創(chuàng)立英偉達(dá)，早期致力于圖形芯片的研發(fā)。
崛起階段：1999年公司推出GeForce 256并定義GPU芯片。
制霸階段：2006年英偉達(dá)創(chuàng)新性推出CUDA架構(gòu)。
騰飛階段：押注AI，數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)開啟第二成長曲線。

蓄力階段：1993年黃仁勛聯(lián)合Sun公司兩位年輕工程師共同創(chuàng)立英偉達(dá)，早期致力于圖形芯片的研發(fā)。但當(dāng)時市場上有20多家圖形芯片公司，三年后這個數(shù)字飆升至 70家，英偉達(dá)在其中并不突出。直到1997年英偉達(dá)決定放棄部分已有的專利，轉(zhuǎn)而全面支持Direct X（微軟標(biāo)準(zhǔn)），1997年Nvidia推出RIVA 128，這是公司第一款真正意義上取得成功的產(chǎn)品。
崛起階段：1999年公司推出GeForce 256并定義GPU芯片。這是世界上第一款功能齊全，可從真正意義上替代CPU渲染圖形的芯片，并首次定義了GPU的概念，由此英偉達(dá)走上了重塑顯卡行業(yè)的道路。2000年，公司收購了顯卡先驅(qū)企業(yè)3Dfx，再次鞏固自身行業(yè)地位，在顯卡行業(yè)與ATi公司形成雙寡頭壟斷的格局。

制霸階段：2006年英偉達(dá)創(chuàng)新性推出CUDA架構(gòu)。CUDA是英偉達(dá)基于自有GPU的一個并行計(jì)算平臺和編程模型。CUDA帶來兩方面巨大影響，于GPU行業(yè)而言，CUDA使得GPU實(shí)現(xiàn)通用計(jì)算功能，從游戲（圖形渲染）向外擴(kuò)展至高性能計(jì)算、自動駕駛等多個領(lǐng)域；而對于英偉達(dá)公司本身來說，其在早期大力推廣CUDA，并對CUDA進(jìn)行了編程語言擴(kuò)展，使得開發(fā)人員能夠輕易地對GPU進(jìn)行編程，奠定了英偉達(dá)GPU生態(tài)得以成型的基礎(chǔ)。

騰飛階段：押注AI，數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)開啟第二成長曲線。2012年Alex Krizhevsky在ImageNet競賽中獲得冠軍，從此開啟GPU應(yīng)用于深度學(xué)習(xí)的大門。此后，英偉達(dá)GPU和CUDA模型成為深度學(xué)習(xí)（尤其是訓(xùn)練環(huán)節(jié)）的首選芯片，而英偉達(dá)也順勢推出海量專用于AI的芯片及配套產(chǎn)品，從顯卡硬件公司華麗轉(zhuǎn)型成為人工智能公司。在人工智能的推動下，公司數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)2014~2023財年復(fù)合增速達(dá)到61.66%，其占收入比例也有2014財年的不足5%提升至2023財年的55%。

為什么英偉達(dá)在數(shù)據(jù)中心牢牢占據(jù)霸主地位

總覽英偉達(dá)歷史，即使公司在不同時期存在不同發(fā)展重點(diǎn)，但貫穿始終的，是其卓越的創(chuàng)新能力、強(qiáng)大的芯片設(shè)計(jì)能力和穩(wěn)定的決策執(zhí)行能力。事實(shí)上，英偉達(dá)平均每兩年推出一代芯片架構(gòu)、每半年推出一款新的產(chǎn)品，多年以來堅(jiān)持不輟，從2009年的Fermi架構(gòu)到當(dāng)前的Hopper架構(gòu)，公司產(chǎn)品性能穩(wěn)步提升，并始終引領(lǐng)GPU芯片技術(shù)發(fā)展。