北京時間5 月30 日,英偉達在GTC 臺灣大會上發佈了全新的HGX-2,根據深科技的報道,HGX-2 核心部分使用16 個Volta 張量核心GPU,通過NVSwitch 互聯結構組成一個龐大的核心群。作為單一的巨型GPU,HGX-2 提供2 petaflops 的AI 性能。而使用HGX-2 構建的第一個系統是最近發佈的NVIDIA DGX-2 。
從產品線來看,HGX-2 是去年HGX-1 的升級版,後者也是亞馬遜AWS、Facebook 以及微軟等雲服務的參考架構,而HGX-2 還在雲服務平臺之外,還能被應用到HPC(高性能計算機),成為業界首個可針對跨領域計算應用的標準平臺。過去三年時間內,英偉達依靠自身在GPU 方面的技術積累,搭上了人工智能發展的快車道,其股價也在三年內翻了10 倍。
與股價上漲發生的,還有這家公司的轉型,英偉達也正在經歷從一個圖形芯片公司到AI平臺搭建者的轉型,聚焦於底層計算,致力於搭建高效平臺的戰略,使英偉達在當下的技術革命中,佔得了一席之地。相比去年,英偉達2018財年收入增長41%,營業利潤增長63%,每股盈利增長61%。因為運營效率和產品單價的提高,利潤甚至比收入增長更快。
從業務架構來說,英偉達先是將90% 的研發支出都投入到GPU 架構和CUDA 軟件平臺,繼而將這種模式應用到各個平臺:
● 為個人與遊戲玩家所設計的GeForce 系列;
● 為數據中心設計的Tesla 系列;
● 專業視覺化計算平臺Quadro 系列;
● 自動駕駛運算平臺DRIVE。
本文將在稍後逐一解讀上述平臺所帶來的價值以及所面臨的挑戰。每個平臺都有一條GPU 產品線以迎合低中高不同的消費群體。這種細分產品的模式,有助於英偉達用最小的投資成本獲取最大的利潤。例如Max-Q 技術,賦予了輕薄的筆記本電腦GeForce GPU 的計算能力。基於Volta 架構的消費級GPU Titan V讓AI 研發者能夠給自己的電腦配備超級計算級的表現。
同時,英偉達還在開發面向醫療和製造業等方面的新平臺,使AI能在這些領域發揮作用。在2018 的GPU 技術大會上,英偉達展示了應用於醫療領域的Clara 平臺和製造業的Issac 平臺,但仍在研發階段,還未投入使用。
遊戲平臺:得天獨厚
英偉達在GPU市場一直處於領先地位,遊戲業是GPU 最大的用戶來源。AMD 是在遊戲市場唯一能與英偉達競爭的產品,但總是屈尊第二。遊戲業已經從單個玩家的體驗模式發展為多人電子競技,每當有新的用戶加入遊戲平臺並更新GPU 時,或是新的圖形密集型遊戲發佈,使得玩家安裝更高端的GPU時,都是英偉達增加收入的時刻。
更重要的是,現在遊戲不僅僅是一種娛樂,更是成為了一種社交手段,不斷擴大的遊戲人群,讓英偉達也擁有了更廣泛的用戶基礎。在2018投資者大會上,其CFO Colette Kress 表示,2018財年約有超過1億用戶下載了GeForce。
2019財年第一季度,英偉達遊戲業務收入相比去年增加了68%,達17億美元。越來越多的人玩起了「大逃殺」遊戲,以及「孤島驚魂5」和「最終幻想XV」這些遊戲都大大增加了其GPU 的裝載量。英偉達還發現,約35%的用戶已經升級到了Pascal 架構,來自筆記本方面Max-Q 的需求也越來越大,甚至配備了Tegra 處理器的任天堂「Switch」也賣得很好。英偉達也不斷開發新產品,優化用戶的遊戲體驗。
2018的GPU 技術大會上,英偉達展示了一種新的光線追蹤技術RTX,這種技術可以使遊戲畫面達到大熒幕的級別,可與微軟的DXR應用界面媲美,任何一款在GeForce 平臺上使用DXR 的遊戲,在使用RTX 後都將提速。英偉達表示已經致力於RTX 技術的研究超過十年,該技術有望在2018年底問世,搭載該技術的產品將於2019年完成。英偉達希望RTX、4K和VR 技術的普及進一步推動GPU 需求的增長。
除了電子遊戲,在遊戲板塊中還包括一類特殊的用戶:加密貨幣挖礦者。
CFO Collette Kress在2019財年第一季度的電話會議上稱,2019財年英偉達將提供更多的加密貨幣卡,分佈於各個代工廠。
今年3月英偉達發起了一項GeForce合作伙伴計劃。該計劃中的製造商和代工廠可以獲得英偉達的資源支持,包括全渠道的PR推廣、提早嚐鮮新技術的機會、工程師參與遊戲產品調教等,不過相對應的,Geforce顯卡要跟這些品牌高度重合。該計劃在五月份因競爭對手AMD公司反競爭的指控而停止。
無論如何,2019財年第一季度還是有很多挖礦者購買了GeForce 顯卡,一度導致供應緊張,市場價翻三倍。
英偉達遊戲業務的年增長率為66%,但2019財年第一季度下降了1%。通常來說,每年的第一季度可能是遊戲行業的低谷,但是這一年卻不同。加密貨幣於2018財年第四季度興起,一直持續到2019財年第一季度,按理說,這個階段的GPU 需求量很大。事實上,據CFO Collette Kress稱,在去年第四季度時GPU 的庫存已經非常低,於是公司加大了產量,並於第一季度末將庫存量恢復正常,因此GPU 的市場價也趨於平穩。
在同一會議上,英偉達CEO黃仁勳稱,GPU的價格雖然趨於平穩,但仍高於建議零售價,可見需求旺盛,「要塞英雄」和「絕地求生」的風靡是主要原因,同時此類遊戲的不斷興起會保持GPU 需求的持續高漲,期待2019年第二季度的業績能打破遊戲業季節性的低谷狀態。
另外,Kress預計第二季度加密貨幣卡的熱度會慢慢過去,銷售將降低66%左右,與遊戲玩家的高漲需求相抵,使第二季度將有一個較為平緩的增長。
數據中心平臺:增長迅猛
正如遊戲是英偉達最大的市場所在,數據中心則是其增長最快的業務市場。過去三年裡,該部分業務收入年平均增長率85%,2018年財年增長率為133%。這些增長來源於HPC(高性能計算機群),雲計算公司和AI 研究者等多種垂直領域。英偉達也因此擴大了此類產品組合,以滿足垂直領域的增長需求。
截止2019財年第一季度,英偉達數據中心的收入較上年增長71%,較上季度增長16%,達7億美元。這是兩年以來年增長率第一次從三位數跌至兩位數,但仍然非常可觀,英偉達正著手將數據中心產品打造得更加多元,同時開闢一些新的板塊。
持續的增長給AMD 和英特爾帶來了競爭的壓力。AMD 也一直想憑藉其7納米制程的Radeon Instinct GPU 進入AI 領域,而英特爾還在開發適配於數據中心應用的獨立內部GPU。
然而,在AI 技術方面,英偉達已經領先於其他競爭對手。2017年6月,英偉達發佈了下一代擁有Tensor cores的Volta GPU, 依靠深度學習,Volta 比它的前代Pascal 快了5倍。Volta 已經被所有主流雲計算供應商和服務器製造商採用。英偉達目前還在尋求推論方面的突破。
2016年,由於越來越多的公司購買英偉達的GPU 用於AI 研發,使其數據中心業務有了飛躍。雲計算公司一開始使用Volta GPU 是為了內部消耗,而現在他們通過GPU 雲服務將其推向大眾。2019財年第一季度,微軟Azure 雲讓Tesla V100用於大眾市場,Google 在5月完成了同樣的動作。許多超大規模的消費級網絡公司也採用了Volta。
英偉達同樣看到了AI 推論的廣闊願景。2018 GPU 大會上英偉達發佈TensorRT 4 AI 推論升級軟件後,第一季度雲計算服務供應商中,推論GPU 的裝機量較上季度上漲了100%。使用TensorRT 4之後,用戶可以加快深度學習的進程,比如語音識別、推薦、計算機視覺等,比CPU 的速度快190倍。這種強大的能力將 TensorRT 的使用場景和英偉達的對應市場擴大到全球3千萬個超大規模服務器。
同時,英偉達還準備將AI 市場擴展到更多新的垂直領域。
自動駕駛平臺:著眼未來
除了數據中心的AI ,英偉達又一個巨大的機遇是汽車領域的AI 業務。無疑,無人駕駛是汽車交通產業的未來,因其複雜性,無人駕駛目前尚在研究階段。英偉達在汽車方面的收入仍然來源於信息娛樂系統,因此增長較數據中心AI更加緩慢。
過去三年,英偉達汽車業務的收入年平均增長率為45%,2018財年增長率為15%,2019財年更是降到4%,為1.45億美元。從上面的圖表中也能看出,增長相當緩慢。英偉達目前正在尋求從信息娛樂系統到無人駕駛技術的轉型。由於無人駕駛技術尚不成熟,英偉達暫時通過向無人駕駛汽車製造商、代工廠和一級供應商出售解決方案盈利。合作的廠商包括豐田、大眾在內的製造商,Uber 在內的移動服務商,TomTom 在內的地圖公司,和Continental 和Bosch 在內的一級汽車供應商。
下面我們就來看一下英偉達如何在短期內從無人駕駛汽車中獲利。
今年3 月,Uber 跟英偉達合作的一輛無人駕駛汽車發生了事故。因此,英偉達暫時停止了真實世界的無人駕駛汽車測試。這個事故同時也給了英偉達是一個使用更多AI 技術的機遇。
無人駕駛汽車要想安全地上路行駛,必須經過數百萬英里的測試,在那之後,還要在極少數發生的所有可能場景中訓練。英偉達意識到在真實世界中的測試代價太大,不僅耗費時間,而且不夠安全,易發事故。
因此,在2018 GPU 大會上英偉達發佈了DRIVE 運算平臺。無人駕駛汽車公司可以使用這個平臺,在虛擬世界的各種場景下進行測試和研究,免於上路測試的風險。這個平臺包括兩個服務器,一個用於模擬汽車測試的虛擬場景,另一個是基於DRIVE Pegasus AV 的服務器,用於在虛擬環境下駕駛汽車。
由此,英偉達開啟了模擬場景的新數據中心業務,這種端到端的解決方案已經和370 個不同級別的公司達成了合作,比如豐田汽車的無人駕駛汽車正在使用英偉達的Xavier平臺收集數據。
英偉達在無人駕駛汽車方面的營收有望在2035 年達到600 億美元規模,直接競爭對手是英特爾和Google。Google 旗下的Waymo 計劃於2019 或2020 年發佈第一臺無人駕駛汽車。
專業視覺化平臺:方興未艾
由於英偉達逐漸將汽車業務的遠期重點放在無人駕駛汽車,這部分的收入增長逐漸放緩。同時,隨著AR 和VR 技術的逐漸成熟,ProV(專業視覺化)業務的營收經過幾年的停滯後,正在快速增長。過去三年裡,英偉達ProV 業務收入的年增長率僅為6%,在2018財年增加產品應用後,增長率提高至12%。
截止2019財年第一季度,英偉達ProV 業務收入的年增長率為22%,較上季度下降1%,達2.51億美元,已遠超預期。通常每個財年第一季度為淡季,預期會有10%左右的下滑。受益於來自實時圖像處理和沉浸式應用的需求,該季度保持平穩增長。
終端市場的需求主要來自公共、醫療和零售行業,高端產品線Quadro GPU的主要需求來自哥倫比亞大學的AI 實驗室,以及西門子的計算機斷層成像和超聲波解決方案。甚至AMD 在這階段的GPU 銷量也增長很快。
在看到AR 和VR 技術在建築、產品設計、遊戲等領域的潛在機遇後,英偉達加大了ProV產品的開發。
經過十年的研究和努力,加上與微軟的合作,英偉達發佈了實時光線追蹤技術RTX。RTX 技術運用4個帶有張量內核的Volta 架構的Quadro GV100s GPU,實現每秒30幀的成像,比普通CPU 速度快100倍,同時使用OptiX AI 降噪,能獲得低噪的渲染畫質。
渲染是一種計算密集型的實時運算,需要專門的數據中心。RTX 將整個數據中心的需求減少為一個節點,所需的空間減少20%,耗能減少14%。
英偉達希望RTX 技術幫助電影製作者用更小的成本製作更高質量的畫面,包括遊戲開發者。RTX 還能應用於線下的成像需求,使設計師看到產品的虛擬圖像,如交通和建築設計。如果可以把RTX 技術加入GeForce 遊戲平臺,那又將帶來遊戲行業的一場革命。
寫在最後
「英偉達還能繼續上漲嗎?」這個問題看似是個股票問題,卻也是一個技術發展趨勢問題。正如上文所言,過去三年推動英偉達增長的主動力是人工智能產業對於GPU 強烈需求,那麼未來三年呢?
加密貨幣、遊戲以及自動駕駛,這是英偉達給自己設置了新賽道,而每個賽道上,英偉達都面臨這個領域的巨頭和新貴,對英偉達而言,圖形處理處理能力毫無疑問是這家公司的根本,那麼,他也必須保證,這些領域的核心命題可以用GPU 得以解決,一如GPU 橫掃CPU 佔領深度學習主戰場,英偉達還需要更多「一戰成名」的時刻。
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