英偉達(dá)市值飆升 這事要從GPU說起

　　在過去兩年里，英偉達(dá)的市值飆漲超過7倍，股價直線攀升，甚至突破了1000億美元的關(guān)口。這樣的大好形勢在很大程度上受益于GPU在人工智能領(lǐng)域起到的關(guān)鍵性作用，可以說，現(xiàn)在幾乎所有涉足人工智能的企業(yè)都在用英偉達(dá)的芯片。這讓它在“一夜之間”成為了人工智能行業(yè)中舉足輕重的角色。

　　然而，在GTC CHINA媒體見面會上，黃仁勛卻說，英偉達(dá)一開始做人工智能時其實完全沒有想到生意的問題。

　　▲ GTC CHINA 2017 大會

　　放在幾年前，大家對英偉達(dá)的印象，還是一個游戲顯卡芯片的龍頭老大。而今，它已經(jīng)搖身一變，成為一家實打?qū)嵉娜斯ぶ悄芄尽?/p>

　　18年前，英偉達(dá)推出了全球第一個圖形處理器(GPU)，此后，GPU成為計算機(jī)中獨立于CPU的另一個重要的計算單元。在許多人看來，那更像是一場賭局。畢竟，在那之后的十?dāng)?shù)年里，CPU的地位一直不可撼動。也曾有人刁鉆地問過英偉達(dá)CEO黃仁勛一個問題，英偉達(dá)有沒有可能從一家圖形芯片公司變成CPU 公司。當(dāng)時的黃仁勛含蓄地說：“一個公司很重要的就是要根據(jù)市場的變化來調(diào)整自己。英偉達(dá)現(xiàn)在的產(chǎn)品是GPU，將來完全有可能根據(jù)客戶的需要來調(diào)整自己的產(chǎn)品。”

　　18年后，客戶的需求的確發(fā)生了天翻地覆的變化，卻給了GPU巨大的市場機(jī)會。從英偉達(dá)公布的2018 財年第二季度財報中來看，在22.3 億美元的總收入中，與GPU相關(guān)的業(yè)務(wù)收入就占了19 億美元。

　▲ 英偉達(dá)創(chuàng)始人兼CEO黃仁勛

　　用黃仁勛在GTC CHINA媒體見面會上的話說，“大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)、人工智能等新技術(shù)的出現(xiàn)，使得硬件的制造方式被改變，軟件運行也不再完全依賴于代碼。目前我們面臨著一個千載難逢的機(jī)會。”

　　而這，也是令英偉達(dá)十分興奮的機(jī)會。

　　一切從CUDA說起：CPU+GPU才是最完美的架構(gòu)

　　雖然大家總想把GPU與CPU對立起來，認(rèn)為兩者之間是互為替代的關(guān)系。但黃仁勛卻“狡猾”又明確地表示：“GPU不會替代CPU，而是與CPU更好地結(jié)合滿足計算需求。”

　　這也是英偉達(dá)把GPU稱為加速器的原因。黃仁勛認(rèn)為GPU與CPU各有優(yōu)勢和分工，CPU是通用的，而GUP在一些專門問題的處理上會發(fā)揮非常大的作用。所以，最完美的架構(gòu)實際上是把CPU和GPU結(jié)合起來，也就是CUDA的架構(gòu)。

　　▲ 黃仁勛在GTC CHINA上講述英偉達(dá)“統(tǒng)一架構(gòu)”CUDA

　　2004年，在將斯坦福大學(xué)博士生和公司實習(xí)生伊恩?布克(Ian Buck)收入麾下后，英偉達(dá)開始大舉展開它的CUDA項目。據(jù)布克說，在此之前，要通過程序員制定的規(guī)則訓(xùn)練系統(tǒng)在數(shù)百萬圖像中識別出一張面孔，需要耗費整整一個學(xué)期，而通過GPU，研究人員在短短幾周、幾天甚至幾個小時之內(nèi)就能完成訓(xùn)練過程。所以，GPU的崛起背后的驅(qū)動力，也是第一個殺手級應(yīng)用，就是計算機(jī)圖形。

　　由于GPU強(qiáng)大的計算能力，深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得以被不斷訓(xùn)練，這推動了深度學(xué)習(xí)出現(xiàn)革命式的發(fā)展。

　　時至今日，全球已經(jīng)有幾十萬人在使用GPU計算， CUDA的開發(fā)人員也在短短5年里增長了14倍，超過了65萬人，僅僅在過去的一年里，CUDA SDK的下載量就增加了80萬。

　　在5月份美國的GTC大會上，英偉達(dá)發(fā)布了最新的計算平臺——英偉達(dá) Tesla V100，采用了全新架構(gòu)Volta的V100，不僅有更強(qiáng)的性能，還增加了TensorCore用以專門針對深度學(xué)習(xí)。借助Tesla V100可以將CPU的速度提高40倍，這意味著只需要一臺8GPU服務(wù)器就可以替換160臺雙CPU服務(wù)器或4個機(jī)架。

　　“也就是說，每臺Tesla V100可以幫助企業(yè)節(jié)省約50萬美元!而且你買的GPU越多，省的錢也越多!”在北京的GTC大會的演示中，黃仁勛興奮地表示。簡直就是那個名副其實的“教主”。

　　更重要的是這個平臺是可編程的，支持包括TensorFlow、Microsoft Cognitive Tookit、MXNet、PyTorch、Caffe2、PaddlePaddle 、Theano等在內(nèi)的任何一種人工智能框架。

　　雖然黃仁勛曾在多個場合表示，英偉達(dá)是一家人工智能公司。但是在受訪時他也坦言， 英偉達(dá)一開始在做人工智能時完全沒有想到生意的問題，而只是把它作為純粹學(xué)術(shù)的研究去做。

　　這樣扎實的“基本功”，也讓它在人工智能這一波突如其來的浪潮中走得更加有條不紊。

　　“英偉達(dá) 的愿景是為所有AI研究人員打造一個功能強(qiáng)大且高效的計算平臺，進(jìn)而推動人工智能發(fā)展。通過基于CUDA的可編程平臺，匯集來自全世界的工程師，不斷整合、合作，使得每個框架在平臺上得以優(yōu)化。” 黃仁勛說。

　　用AI推理加速器TensorRT 與Tesla V100一起打“組合拳”

　　雖然Tesla V100目前已經(jīng)被諸多包括BAT、華為、浪潮、聯(lián)想在內(nèi)的中國領(lǐng)軍IT企業(yè)采用，用以升級自身數(shù)據(jù)中心與云服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施。但是正如黃仁勛接受采訪時所說，無論如何，Tesla V100也只是一個硬件，在計算過程中要達(dá)到性能的調(diào)優(yōu)還必須進(jìn)行編譯，因此，要做人工智能推理還需要軟件。

　　現(xiàn)下，AI 推理工作負(fù)載呈指數(shù)級增長。在視頻領(lǐng)域，每日運行的推理計算估計有 3，000 億次;在語音領(lǐng)域，每日運行的推理計算估計在500 億次以上;在語言翻譯領(lǐng)域，每日運行的推理計算更是達(dá)到約 7，000 億次以上。

　　▲ 黃仁勛在GTC CHINA上 宣布推出TensorRT 3

　　為此，英偉達(dá)從三年前開始推出了TensorRT平臺，又在GTC CHINA上發(fā)布了TensorRT 3，與GPU一起打“組合拳”。據(jù)稱，該組合能夠“在一切架構(gòu)中為AI支持型服務(wù)提供超快速與高效的推理解決方案。”

　　TensorRT 3是全球首款可編程AI推理加速器，能夠在生產(chǎn)環(huán)境中運行經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，允許服務(wù)供應(yīng)商選取任何已經(jīng)過訓(xùn)練的深度學(xué)習(xí)架構(gòu)，并選擇其希望使用的特定GPU運行。說白了，它更像是一個能夠讓機(jī)器快速理解這個復(fù)雜世界的“翻譯”，能夠從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中獲取描述性文件，并將其編譯為可以在目標(biāo)GPU上運行的格式，從而快速優(yōu)化、驗證和部署神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，然后被引入到大型的數(shù)據(jù)中心、嵌入式或車載GPU平臺。

　　運行英偉達(dá)加速計算的集團(tuán)產(chǎn)品營銷經(jīng)理Paresh Kharya稱，采用TensorRT將確保GPU以多層及跨流的方式執(zhí)行，使得數(shù)據(jù)中心能夠有效并行處理多種請求。除此之外，TensorRT還可以確定每個目標(biāo)GPU的最佳策略，對數(shù)值精度、網(wǎng)絡(luò)層和張量的去除和融合、快速內(nèi)核以及內(nèi)存管理進(jìn)行優(yōu)化。

　　據(jù)黃仁勛介紹，在圖片識別方面，搭配 Tesla V100 GPU 加速器的 TensorRT 每秒能夠識別多達(dá) 5，700 張圖片，比最快的CPU 快了40倍。而在語言翻譯領(lǐng)域，速度甚至快出了140倍。此外，在處理圖像時可實現(xiàn)7ms的延時，在處理語音時延時不到200ms。

　　為了展示TensorTR 3在語音推理方面的性能，黃仁勛在大會中演示了如何通過對《權(quán)力的游戲》的影片中的臺詞進(jìn)行語音搜索，快速找到對應(yīng)場景。首先對視頻進(jìn)行解碼，轉(zhuǎn)換成文字，然后根據(jù)解碼進(jìn)行搜索，快速跳到那一幀，語音到文字的轉(zhuǎn)換幾乎沒有延遲。

　　當(dāng)然，這還不夠。

　　還缺“兩樣?xùn)|西”：自主機(jī)器處理器及機(jī)器人虛擬訓(xùn)練環(huán)境

　　黃仁勛認(rèn)為，要讓AI足夠“聰明”還缺少“兩樣?xùn)|西”，一是自主機(jī)器處理器，二是針對于機(jī)器人的虛擬訓(xùn)練環(huán)境。在這兩方面，英偉達(dá)也做了大量工作。

　　據(jù)黃仁勛所說，英偉達(dá)正在設(shè)計許多類型的自主機(jī)器，它們能感知周圍的環(huán)境，理解自己的處境并做出合理響應(yīng)。他還介紹，英偉達(dá)設(shè)計了全球首款自主機(jī)器的處理器，并命名為Xavier。這是迄今為止最為復(fù)雜的片上系統(tǒng)，將于2018年第一季度早期接觸合作伙伴提供，在第四季度全面推出。

　　▲ 黃仁勛宣布京東 X 選擇英偉達(dá)實現(xiàn)其自主機(jī)器

　　目前，京東X已經(jīng)成為 英偉達(dá)實現(xiàn)其自主機(jī)器，采用Jetson平臺的首批“嘗鮮者”。而Xavier也將成為下一代Jetson的片上系統(tǒng)(SOC)。

　　當(dāng)被問及這樣的自主機(jī)器什么時候能夠進(jìn)行商用和普及時， 黃仁勛說，目前自主機(jī)器的研發(fā)還有三個關(guān)鍵的問題需要解決。首先，要為自主機(jī)器打造一個人工智能平臺，類似于增強(qiáng)學(xué)習(xí)等等;另外，是提供一個能夠讓自主機(jī)器進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的虛擬環(huán)境;在此基礎(chǔ)上，第三步再將人工智能的“大腦”放到自主機(jī)器的框架中。

　　尤其是第二步，在機(jī)器人理解了這個復(fù)雜世界的“語言”后，還要進(jìn)行相應(yīng)的交互和執(zhí)行，這需要很長的訓(xùn)練周期。“因此，我們需要創(chuàng)建一個可供機(jī)器人學(xué)習(xí)的虛擬世界，并且是遵守現(xiàn)實世界的物理學(xué)定律的世界，讓機(jī)器人可以在其中不斷訓(xùn)練和學(xué)習(xí)。”

　　對此，英偉達(dá)發(fā)布了稱之為Isaac的虛擬機(jī)器人訓(xùn)練環(huán)境，通過將VR與AI進(jìn)行融合，能夠?qū)崿F(xiàn)在部署前模擬現(xiàn)實條件對機(jī)器進(jìn)行訓(xùn)練和測試。

　　在其構(gòu)建的虛擬環(huán)境中，開發(fā)人員可通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)來搭建各類測試場景，然后在幾分鐘內(nèi)對其進(jìn)行模擬，從而快速得到大量訓(xùn)練數(shù)據(jù)，然后再利用AI技術(shù)從這些數(shù)據(jù)中訓(xùn)練得到知識。

　　“但如果要讓人進(jìn)入到虛擬環(huán)境去對機(jī)器人進(jìn)行訓(xùn)練，還需要用到很多其它的技術(shù)的配合。”黃仁勛坦言，“坦率說，目前這三個問題還沒有完全解決，但是三項工作在英偉達(dá)正在并行中。明年，我們會將這三方面的基礎(chǔ)都打好，之后就可以進(jìn)行自主機(jī)器的生產(chǎn)。“

　　看重三個AI應(yīng)用行業(yè)，每個都離不開GPU

　　在英偉達(dá)看來，深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用將徹底改變各行各業(yè)。

　　“未來我們會看到經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得以部署，并給互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)帶來很多驚喜。如今，交通運輸領(lǐng)域變革已經(jīng)走在面前，電動能源汽車、電動車，加上人工智能正在徹底改變交通行業(yè)，讓自動駕駛成為可能。”

　　▲ 145家初創(chuàng)公司正在研制基于英偉達(dá) DRIVE的自動駕駛汽車、卡車、出租車、地圖

　　黃仁勛說，“這也是為什么我們現(xiàn)在花了很大的精力去推動自動駕駛的原因，我們認(rèn)為在自動駕駛汽車中推動自動化技術(shù)是相對簡單的，因此，從五年以前開始我們就在這方面下了很多功夫，要解決的最根本的一個問題就是避免碰撞。這將是人工智能改變我們生活的非常重要的一環(huán)。”

　　對于英偉達(dá)的自動駕駛來說，DRIVE PX是硬件基礎(chǔ)，DRIVE OS是操作系統(tǒng)，DRIVEWORKS SDK是API，而DRIVE AV是最頂層的無人駕駛應(yīng)用，把所有的這些結(jié)合在一起就是英偉達(dá) DRIVE這樣一個端到端的平臺?？梢灾С諰3、L4和L5級自動駕駛，開放軟件棧包含從ASIL-D OS、深度學(xué)習(xí)、計算機(jī)視覺 SDK 到自動駕駛應(yīng)用。

　　同時，這一自動駕駛平臺也是一個開放的平臺，以上說的每一個層次也都可以單獨開放，適用于不同類型、不同公司的需求。換而言之，你可以選擇用DRIVE PX硬件基礎(chǔ)，其它部分自己開發(fā)，也可以選擇用DRIVE AV應(yīng)用，其它底層堆棧自己搭建。據(jù)說目前已經(jīng)有145家初創(chuàng)公司正在研制基于英偉達(dá) DRIVE的自動駕駛汽車、卡車、出租車、地圖等等。

　　加上傳統(tǒng)的游戲業(yè)務(wù)，目前英偉達(dá)形成了三個重要的業(yè)務(wù)布局，即游戲、交通運輸和人工智能，三個市場也都有了非常大的體量。

　　在此基礎(chǔ)上，英偉達(dá)又把目光瞄向了醫(yī)療衛(wèi)生和健康產(chǎn)業(yè)，黃仁勛介紹說，英偉達(dá)希望能夠通過人工智能等技術(shù)幫助健康產(chǎn)業(yè)從三個方面實現(xiàn)變革：“首先是新藥研發(fā)，包括新藥制造本身的研發(fā)，以及通過人工智能技術(shù)讓醫(yī)生以更少的成本和時間發(fā)現(xiàn)哪些新藥是可以對癥的;其二是疾病的早期檢測，這就涉及到醫(yī)療影像問題;其三，新藥臨床效果的實驗中大規(guī)模取樣的問題。我們認(rèn)為在這三個健康產(chǎn)業(yè)的重要問題之上，人工智能都是大有所為的，并且這個時間很快就會到來。”

　　而對于所有這些領(lǐng)域，無一例外，都需要GPU。

　　沒有“愛”做不成“大事”

　　黃仁勛“意味深長”地對記者笑說：“如果你仔細(xì)想想我們今天在五大領(lǐng)域的重要發(fā)布，就會知道英偉達(dá)想要做什么。”雖然聽起來像是打趣，但其實也“暴露”了英偉達(dá)要成為一個人工智能公司，而不是一個芯片公司的“野心”。

　　讓機(jī)器快速讀懂人類世界，并通過虛擬環(huán)境不斷訓(xùn)練、加強(qiáng)學(xué)習(xí)，強(qiáng)化自主執(zhí)行能力。在這些的背后，英偉達(dá)正在提供一個非常強(qiáng)大的計算平臺。

　　但與此同時，它也在慢慢布局自己的生態(tài)。

　　如今，它正在不遺余力地向人工智能各個領(lǐng)域全面鋪開。同時，也加緊與各領(lǐng)域的大型企業(yè)合作，并投資了諸如景馳科技、圖森科技這樣的初創(chuàng)公司。英偉達(dá)將與初創(chuàng)公司的合作平臺稱作“創(chuàng)始計劃”，目前已經(jīng)覆蓋從交通、健康醫(yī)療、消費者服務(wù)、制造等行業(yè)在內(nèi)的1900家深度學(xué)習(xí)的初創(chuàng)企業(yè)，并希望通過這樣的合作，打造下一代偉大的公司，共同促進(jìn)AI產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　在選擇投資公司時，英偉達(dá)是有自己的一套標(biāo)準(zhǔn)的，主要是三個方面。一是與英偉達(dá)有一樣的愿景和目標(biāo)，二是這些公司確實需要英偉達(dá)的幫助(這一點是英偉達(dá)非?？粗?，三是這個公司本身必須是非常優(yōu)秀的公司。

　　▲ 英偉達(dá)創(chuàng)始人兼CEO黃仁勛

　　黃仁勛說，英偉達(dá)不是一個自閉的公司，也不是垂直的集成公司，而是一個開放的平臺公司。

　　“我們非常樂于與大眾、豐田合作、奧迪這樣的大型企業(yè)合作，同時也非常希望與很多初創(chuàng)企業(yè)合作。所有英偉達(dá)做的這些事，沒有‘愛’是無法做成的。”