与在中央处理器(CPU)市场上激烈竞争的英特尔和AMD不同,图形处理器(GPU)市场则是英伟达占据了80%以上份额的垄断格局。英特尔与AMD之间日益加剧的CPU竞争,正成为CPU市场的不稳定因素,但GPU市场却在英伟达长期垄断结构的基础上持续实现快速增长。


在GPU生态中,英伟达是如何形成并维持其垄断地位的?首席执行官(CEO)Jensen Huang与Chris Malachowsky、Curtis Priem等人志同道合,于1993年创立英伟达之时,正是只有CPU才被重视的年代。当时大多数个人电脑制造商都搭载英特尔或AMD生产的芯片。英伟达选定为主力业务的计算机图形领域,在当时只是视频游戏、电脑游戏公司感兴趣的细分市场。


塔夫茨大学教授Chris Miller在其著作《Chip War》中指出,使英伟达能够长期维持GPU市场垄断格局的关键,在于其软件平台CUDA。


从硅谷圣何塞一家餐馆起步的创业公司英伟达,并未止步于开发GPU处理器,而是致力于打造与图形相关的软件生态。业界估算,Huang CEO在CUDA项目上投入的资金超过100亿美元。CUDA使开发者可以使用行业标准语言来构建在GPU上运行的并行处理算法。但要使用这一架构,必须配套英伟达GPU以及特定的流处理驱动程序。

[芯片说]英伟达如何形成GPU垄断格局 View original image

英伟达通过利用标准化编程语言,让高速并行计算不仅能应用于计算机图形,还能拓展至各个领域,并将CUDA免费向所有程序员开放,而不仅局限于图形专家。不过,由于该软件只能在英伟达芯片上运行,随着CUDA的应用范围不断扩大,英伟达也获得了向新市场延伸的机会。这也是英伟达客户群体得以从游戏公司扩展至人工智能(AI)、数据科学、自动驾驶、机器人等领域的背景。目前,高速并行计算最大的需求方被认为是AI。虽然CPU市场正上演英特尔和AMD之间日益激烈的竞争,但在GPU领域,由于CUDA框架的锁定效应持续存在,英伟达长期形成的垄断格局至今尚未被打破。


英伟达当前正面临一个GPU需求有望进一步扩大的环境。基于GPU或硬件加速器的加速计算,具有高效率,并且在AI和大数据领域具有明显优势。随着企业间将生成式AI融入业务的竞争日趋激烈,数据中心基础设施正逐步脱离以CPU为核心的传统通用计算模式,转而向采用GPU的加速计算架构转型。



另一方面,在英伟达构筑起垄断生态的市场中,出现向整个半导体行业扩散的“涓滴效应”,这对我国半导体企业来说是利好消息。现代汽车证券分析师Noh Geunchang表示,如果英伟达向一座超级计算机站点供应约3万颗GPU,则该站点可实现约6亿至12亿美元的销售额,同时可预期的高带宽存储器(HBM)需求量约为2300万至4500万颗。在当前半导体需求极度低迷的周期中,由英伟达带动的HBM需求扩张,有望在半导体行业发挥“摇钱树”的积极作用。


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