在英偉達(dá)公司2019財(cái)年第一季度的財(cái)報(bào)當(dāng)中，其表現(xiàn)再次超出預(yù)期——總收入增長(zhǎng)66％，強(qiáng)勁的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)增長(zhǎng)71％（本季度收入達(dá)到1．7億美元）。對(duì)于英偉達(dá)公司而言，“數(shù)據(jù)中心”業(yè)務(wù)部分包括高性能計(jì)算（簡(jiǎn)稱(chēng)HPC）、數(shù)據(jù)中心托管圖形以及人工智能加速幾大組成部分。雖然這一增長(zhǎng)率無(wú)疑令人印象深刻，但卻仍然不及該過(guò)去幾年當(dāng)中實(shí)現(xiàn)的2到3倍同比增長(zhǎng)水平。這就引出了我們今天將要討論的有趣話(huà)題。這種增長(zhǎng)速率只是種周期性的波動(dòng)，還是說(shuō)業(yè)務(wù)規(guī)模達(dá)到一定程度后的必然下降？谷歌張量處理單元（簡(jiǎn)稱(chēng)TPU）等定制化內(nèi)部芯片的出現(xiàn)是否會(huì)威脅到英偉達(dá)公司在深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練領(lǐng)域中的主導(dǎo)地位？英特爾、AMD以及該領(lǐng)域中的其它初創(chuàng)企業(yè)能否迎頭趕上？帶著這些問(wèn)題，我們馬上開(kāi)始這一輪思考。
圖一：按各業(yè)務(wù)部門(mén)劃分，英偉達(dá)公司旗下幾乎所有業(yè)務(wù)方向均實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)。
英偉達(dá)公司發(fā)布了哪些財(cái)報(bào)結(jié)論？
如您所見(jiàn)，英偉達(dá)公司本季度的表現(xiàn)可以說(shuō)爆炸來(lái)形容。盡管拋售了約2％的股票，但其今年以來(lái)股價(jià)仍然上漲33％左右，并在過(guò)去兩年當(dāng)中上漲近7倍。一部分分析師指出，數(shù)據(jù)中心收入未能達(dá)到預(yù)期——實(shí)際為7．01億美元，略低于預(yù)期的7．03億美元，不過(guò)二者之間的差距基本可以忽略不計(jì)。我認(rèn)為一部分交易者只關(guān)注投資回報(bào)，但也有一些交易者越來(lái)越擔(dān)心目前的競(jìng)爭(zhēng)格局可能出現(xiàn)惡化。但就我個(gè)人而言，英偉達(dá)公司前四個(gè)季度的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)增速都在100％以上，因此對(duì)于一家可能在新的一年中營(yíng)收超過(guò)20億美元的企業(yè)而言，71％地增長(zhǎng)速率仍然相當(dāng)值得肯定。
同樣需要強(qiáng)調(diào)的是，前幾個(gè)季度英偉達(dá)公司還拿下了其它幾份重要訂單——包括為位于橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Summit超級(jí)計(jì)算機(jī)提供2萬(wàn)7600塊Volta GPU以支持大規(guī)模高性能計(jì)算業(yè)務(wù)。我不知道橡樹(shù)嶺實(shí)驗(yàn)室的單塊Volta GPU采購(gòu)單價(jià)，但如果按照5000美元到8000美元計(jì)算，則相當(dāng)于給英偉達(dá)帶來(lái)了1．3億到2億美元的收入。如果送去這部分?jǐn)?shù)字并考慮到英偉達(dá)業(yè)務(wù)的潛在優(yōu)勢(shì)，那么70％左右的增長(zhǎng)率已經(jīng)相當(dāng)符合市場(chǎng)發(fā)展情況，因此具備一定的可持續(xù)性。換言之，如果英偉達(dá)公司要保持目前的發(fā)展速度，只需要繼續(xù)在其它競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手面前保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)即可。在后文當(dāng)中，我們將進(jìn)一步介紹英偉達(dá)公司目前面臨的具體競(jìng)爭(zhēng)壓力。
競(jìng)爭(zhēng)壓力來(lái)自何方？
英偉達(dá)公司在人工智能領(lǐng)域的驚人增長(zhǎng)已經(jīng)引起高度關(guān)注，亦吸引到眾多潛在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。其中不少企業(yè)宣稱(chēng)其正在研發(fā)的芯片比英偉達(dá)產(chǎn)品速度更快，而且功耗更低。但實(shí)際情況是，在今年或明年當(dāng)中，只有少數(shù)幾家企業(yè)有可能實(shí)際發(fā)布相關(guān)芯片產(chǎn)品。事實(shí)證明，設(shè)計(jì)出一款比無(wú)數(shù)英偉達(dá)工程師精心打造的芯片好出十倍的解決方案可謂極為困難，而且需要投入大量時(shí)間與金錢(qián)。除了AMD公司的GPU之外，其它各廠商都認(rèn)為為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)芯片才是最具可行性的發(fā)展路線(xiàn)。下面，我們將對(duì)這一領(lǐng)域展開(kāi)探索。
英特爾：
英特爾公司收購(gòu)了Nervana（以及Mobileye、Movidius以及Altera）以構(gòu)建自己的加速產(chǎn)品組合。在2016年被英特爾收購(gòu)之前，Nervana Engine的初代版本本來(lái)計(jì)劃于去年正式發(fā)布，但截至目前仍然沒(méi)有實(shí)際方案可供參考。相比之下，英偉達(dá)公司則決定重新對(duì)自家產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，而其引入Volta GPU的TensorCores確實(shí)帶來(lái)了令世人震驚的效能——其性能比Pascal（英偉達(dá)的上一代GPU）高出6倍。從理論層面講，Nervana芯片的性能應(yīng)該是10倍于Pascal，所以可以想見(jiàn)TensorCores的出現(xiàn)可能會(huì)令英特爾決定放棄Nervana。畢竟如果V100 Volta在關(guān)鍵人工智能運(yùn)算方面的性能真正達(dá)到Pascal的6倍，那么Nervana作出的“10倍”宣言在力度上將大打折扣——特別是考慮到Nervana的性能優(yōu)勢(shì)中還包含軟件調(diào)整。在另一方面，英偉達(dá)公司也在定期通過(guò)軟件優(yōu)化工作提高應(yīng)用性能。事實(shí)上，如果英特爾繼續(xù)推動(dòng)Nervana發(fā)展路線(xiàn)圖，那么其批量生產(chǎn)最早也要到2018年年末才能實(shí)現(xiàn)——這將正好趕上英偉達(dá)公布Volta的下一代升級(jí)方案。至于公布平臺(tái)，我猜很可能是在達(dá)拉斯的SC 2018大會(huì)上。
以上討論主要圍繞深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)——簡(jiǎn)稱(chēng)DNN——的訓(xùn)練展開(kāi)，而英偉達(dá)公司在正是在這一領(lǐng)域取得巨大成功。不過(guò)英特爾方面表示，通過(guò)將良好的軟件設(shè)計(jì)方案同標(biāo)準(zhǔn)英特爾至強(qiáng)數(shù)據(jù)中心處理器相結(jié)合，其同樣能夠在推斷工作方面實(shí)現(xiàn)出色的性能。芯片巨頭表示，其目前擁有超過(guò)80％的推斷處理市場(chǎng)份額——對(duì)這樣的結(jié)論，我當(dāng)然沒(méi)有質(zhì)疑的理由。在最近的一次宣傳活動(dòng)當(dāng)中，英特爾公司的醫(yī)療衛(wèi)生客戶(hù)也談到其在同一英特爾平臺(tái)之上運(yùn)行訓(xùn)練與推斷處理所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。
除此之外，微軟也在利用英特爾Altera FPGA方面取得了值得肯定的進(jìn)展——FPGA能夠不斷重新編程以滿(mǎn)足各種苛刻的應(yīng)用加速需求。需要強(qiáng)調(diào)的是，Xilinx的表現(xiàn)同樣出色，其利用Amazon AWS Market Place與F1加速實(shí)例成功簡(jiǎn)化了FPGA應(yīng)用的入門(mén)門(mén)檻。不過(guò)出于某些數(shù)據(jù)類(lèi)型與延遲需求的考量——例如無(wú)人機(jī)與自動(dòng)駕駛汽車(chē)場(chǎng)景，F(xiàn)PGA有時(shí)需要配備專(zhuān)門(mén)的低功耗加速器（英特爾收購(gòu)Mobileye與Movidius正是出于這一考慮）。
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