英偉達(dá)市值飆升 這事要從GPU說(shuō)起

　　在過(guò)去兩年里，英偉達(dá)的市值飆漲超過(guò)7倍，股價(jià)直線攀升，甚至突破了1000億美元的關(guān)口。這樣的大好形勢(shì)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(shuō)，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(jiàn)面會(huì)上，黃仁勛卻說(shuō)，英偉達(dá)一開(kāi)始做人工智能時(shí)其實(shí)完全沒(méi)有想到生意的問(wèn)題。

　　▲ GTC CHINA 2017 大會(huì)

　　放在幾年前，大家對(duì)英偉達(dá)的印象，還是一個(gè)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(shí)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(gè)圖形處理器(GPU)，此后，GPU成為計(jì)算機(jī)中獨(dú)立于CPU的另一個(gè)重要的計(jì)算單元。在許多人看來(lái)，那更像是一場(chǎng)賭局。畢竟，在那之后的十?dāng)?shù)年里，CPU的地位一直不可撼動(dòng)。也曾有人刁鉆地問(wèn)過(guò)英偉達(dá)CEO黃仁勛一個(gè)問(wèn)題，英偉達(dá)有沒(méi)有可能從一家圖形芯片公司變成CPU 公司。當(dāng)時(shí)的黃仁勛含蓄地說(shuō)：“一個(gè)公司很重要的就是要根據(jù)市場(chǎng)的變化來(lái)調(diào)整自己。英偉達(dá)現(xiàn)在的產(chǎn)品是GPU，將來(lái)完全有可能根據(jù)客戶的需要來(lái)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(chǎng)機(jī)會(huì)。從英偉達(dá)公布的2018 財(cái)年第二季度財(cái)報(bào)中來(lái)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(jiàn)面會(huì)上的話說(shuō)，“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(yùn)行也不再完全依賴于代碼。目前我們面臨著一個(gè)千載難逢的機(jī)會(huì)。”

　　而這，也是令英偉達(dá)十分興奮的機(jī)會(huì)。

　　一切從CUDA說(shuō)起：CPU+GPU才是最完美的架構(gòu)

　　雖然大家總想把GPU與CPU對(duì)立起來(lái)，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(huì)替代CPU，而是與CPU更好地結(jié)合滿足計(jì)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(shì)和分工，CPU是通用的，而GUP在一些專門問(wèn)題的處理上會(huì)發(fā)揮非常大的作用。所以，最完美的架構(gòu)實(shí)際上是把CPU和GPU結(jié)合起來(lái)，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(shí)習(xí)生伊恩?布克(Ian Buck)收入麾下后，英偉達(dá)開(kāi)始大舉展開(kāi)它的CUDA項(xiàng)目。據(jù)布克說(shuō)，在此之前，要通過(guò)程序員制定的規(guī)則訓(xùn)練系統(tǒng)在數(shù)百萬(wàn)圖像中識(shí)別出一張面孔，需要耗費(fèi)整整一個(gè)學(xué)期，而通過(guò)GPU，研究人員在短短幾周、幾天甚至幾個(gè)小時(shí)之內(nèi)就能完成訓(xùn)練過(guò)程。所以，GPU的崛起背后的驅(qū)動(dòng)力，也是第一個(gè)殺手級(jí)應(yīng)用，就是計(jì)算機(jī)圖形。

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

　　時(shí)至今日，全球已經(jīng)有幾十萬(wàn)人在使用GPU計(jì)算， CUDA的開(kāi)發(fā)人員也在短短5年里增長(zhǎng)了14倍，超過(guò)了65萬(wàn)人，僅僅在過(guò)去的一年里，CUDA SDK的下載量就增加了80萬(wàn)。

　　在5月份美國(guó)的GTC大會(huì)上，英偉達(dá)發(fā)布了最新的計(jì)算平臺(tái)——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(duì)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(tái)8GPU服務(wù)器就可以替換160臺(tái)雙CPU服務(wù)器或4個(gè)機(jī)架。

　　“也就是說(shuō)，每臺(tái)Tesla V100可以幫助企業(yè)節(jié)省約50萬(wàn)美元!而且你買的GPU越多，省的錢也越多!”在北京的GTC大會(huì)的演示中，黃仁勛興奮地表示。簡(jiǎn)直就是那個(gè)名副其實(shí)的“教主”。

　　更重要的是這個(gè)平臺(tái)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(gè)場(chǎng)合表示，英偉達(dá)是一家人工智能公司。但是在受訪時(shí)他也坦言， 英偉達(dá)一開(kāi)始在做人工智能時(shí)完全沒(méi)有想到生意的問(wèn)題，而只是把它作為純粹學(xué)術(shù)的研究去做。

　　這樣扎實(shí)的“基本功”，也讓它在人工智能這一波突如其來(lái)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(gè)功能強(qiáng)大且高效的計(jì)算平臺(tái)，進(jìn)而推動(dòng)人工智能發(fā)展。通過(guò)基于CUDA的可編程平臺(tái)，匯集來(lái)自全世界的工程師，不斷整合、合作，使得每個(gè)框架在平臺(tái)上得以優(yōu)化。” 黃仁勛說(shuō)。

　　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(guó)領(lǐng)軍IT企業(yè)采用，用以升級(jí)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(shí)所說(shuō)，無(wú)論如何，Tesla V100也只是一個(gè)硬件，在計(jì)算過(guò)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(jí)增長(zhǎng)。在視頻領(lǐng)域，每日運(yùn)行的推理計(jì)算估計(jì)有 3，000 億次;在語(yǔ)音領(lǐng)域，每日運(yùn)行的推理計(jì)算估計(jì)在500 億次以上;在語(yǔ)言翻譯領(lǐng)域，每日運(yùn)行的推理計(jì)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(kāi)始推出了TensorRT平臺(tái)，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(yùn)行經(jīng)過(guò)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(guò)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(yùn)行。說(shuō)白了，它更像是一個(gè)能夠讓機(jī)器快速理解這個(gè)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(yùn)行的格式，從而快速優(yōu)化、驗(yàn)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(tái)。

　　運(yùn)行英偉達(dá)加速計(jì)算的集團(tuán)產(chǎn)品營(yíng)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(qǐng)求。除此之外，TensorRT還可以確定每個(gè)目標(biāo)GPU的最佳策略，對(duì)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(shí)別方面，搭配 Tesla V100 GPU 加速器的 TensorRT 每秒能夠識(shí)別多達(dá) 5，700 張圖片，比最快的CPU 快了40倍。而在語(yǔ)言翻譯領(lǐng)域，速度甚至快出了140倍。此外，在處理圖像時(shí)可實(shí)現(xiàn)7ms的延時(shí)，在處理語(yǔ)音時(shí)延時(shí)不到200ms。

　　為了展示TensorTR 3在語(yǔ)音推理方面的性能，黃仁勛在大會(huì)中演示了如何通過(guò)對(duì)《權(quán)力的游戲》的影片中的臺(tái)詞進(jìn)行語(yǔ)音搜索，快速找到對(duì)應(yīng)場(chǎng)景。首先對(duì)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(yǔ)音到文字的轉(zhuǎn)換幾乎沒(méi)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(duì)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(shuō)，英偉達(dá)正在設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)現(xiàn)其自主機(jī)器

　　目前，京東X已經(jīng)成為 英偉達(dá)實(shí)現(xiàn)其自主機(jī)器，采用Jetson平臺(tái)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(wèn)及這樣的自主機(jī)器什么時(shí)候能夠進(jìn)行商用和普及時(shí)， 黃仁勛說(shuō)，目前自主機(jī)器的研發(fā)還有三個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題需要解決。首先，要為自主機(jī)器打造一個(gè)人工智能平臺(tái)，類似于增強(qiáng)學(xué)習(xí)等等;另外，是提供一個(gè)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(gè)復(fù)雜世界的“語(yǔ)言”后，還要進(jìn)行相應(yīng)的交互和執(zhí)行，這需要很長(zhǎng)的訓(xùn)練周期。“因此，我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)可供機(jī)器人學(xué)習(xí)的虛擬世界，并且是遵守現(xiàn)實(shí)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(duì)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(guò)將VR與AI進(jìn)行融合，能夠?qū)崿F(xiàn)在部署前模擬現(xiàn)實(shí)條件對(duì)機(jī)器進(jìn)行訓(xùn)練和測(cè)試。

　　在其構(gòu)建的虛擬環(huán)境中，開(kāi)發(fā)人員可通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)搭建各類測(cè)試場(chǎng)景，然后在幾分鐘內(nèi)對(duì)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(shí)。

　　“但如果要讓人進(jìn)入到虛擬環(huán)境去對(duì)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(shuō)，目前這三個(gè)問(wèn)題還沒(méi)有完全解決，但是三項(xiàng)工作在英偉達(dá)正在并行中。明年，我們會(huì)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(gè)AI應(yīng)用行業(yè)，每個(gè)都離不開(kāi)GPU

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

　　“未來(lái)我們會(huì)看到經(jīng)過(guò)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(lái)很多驚喜。如今，交通運(yùn)輸領(lǐng)域變革已經(jīng)走在面前，電動(dòng)能源汽車、電動(dòng)車，加上人工智能正在徹底改變交通行業(yè)，讓自動(dòng)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(dòng)駕駛汽車、卡車、出租車、地圖

　　黃仁勛說(shuō)，“這也是為什么我們現(xiàn)在花了很大的精力去推動(dòng)自動(dòng)駕駛的原因，我們認(rèn)為在自動(dòng)駕駛汽車中推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)是相對(duì)簡(jiǎn)單的，因此，從五年以前開(kāi)始我們就在這方面下了很多功夫，要解決的最根本的一個(gè)問(wèn)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(duì)于英偉達(dá)的自動(dòng)駕駛來(lái)說(shuō)，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(wú)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(gè)端到端的平臺(tái)?？梢灾С諰3、L4和L5級(jí)自動(dòng)駕駛，開(kāi)放軟件棧包含從ASIL-D OS、深度學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺(jué) SDK 到自動(dòng)駕駛應(yīng)用。

　　同時(shí)，這一自動(dòng)駕駛平臺(tái)也是一個(gè)開(kāi)放的平臺(tái)，以上說(shuō)的每一個(gè)層次也都可以單獨(dú)開(kāi)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(kāi)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(shuō)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(dòng)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(gè)重要的業(yè)務(wù)布局，即游戲、交通運(yùn)輸和人工智能，三個(gè)市場(chǎng)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(shuō)，英偉達(dá)希望能夠通過(guò)人工智能等技術(shù)幫助健康產(chǎn)業(yè)從三個(gè)方面實(shí)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(guò)人工智能技術(shù)讓醫(yī)生以更少的成本和時(shí)間發(fā)現(xiàn)哪些新藥是可以對(duì)癥的;其二是疾病的早期檢測(cè)，這就涉及到醫(yī)療影像問(wèn)題;其三，新藥臨床效果的實(shí)驗(yàn)中大規(guī)模取樣的問(wèn)題。我們認(rèn)為在這三個(gè)健康產(chǎn)業(yè)的重要問(wèn)題之上，人工智能都是大有所為的，并且這個(gè)時(shí)間很快就會(huì)到來(lái)。”

　　而對(duì)于所有這些領(lǐng)域，無(wú)一例外，都需要GPU。

　　沒(méi)有“愛(ài)”做不成“大事”

　　黃仁勛“意味深長(zhǎng)”地對(duì)記者笑說(shuō)：“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(huì)知道英偉達(dá)想要做什么。”雖然聽(tīng)起來(lái)像是打趣，但其實(shí)也“暴露”了英偉達(dá)要成為一個(gè)人工智能公司，而不是一個(gè)芯片公司的“野心”。

　　讓機(jī)器快速讀懂人類世界，并通過(guò)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(gè)非常強(qiáng)大的計(jì)算平臺(tái)。

　　但與此同時(shí)，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(gè)領(lǐng)域全面鋪開(kāi)。同時(shí)，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(tái)稱作“創(chuàng)始計(jì)劃”，目前已經(jīng)覆蓋從交通、健康醫(yī)療、消費(fèi)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(guò)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(shí)，英偉達(dá)是有自己的一套標(biāo)準(zhǔn)的，主要是三個(gè)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(shí)需要英偉達(dá)的幫助(這一點(diǎn)是英偉達(dá)非?？粗?，三是這個(gè)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(shuō)，英偉達(dá)不是一個(gè)自閉的公司，也不是垂直的集成公司，而是一個(gè)開(kāi)放的平臺(tái)公司。

　　“我們非常樂(lè)于與大眾、豐田合作、奧迪這樣的大型企業(yè)合作，同時(shí)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(méi)有‘愛(ài)’是無(wú)法做成的。”