计算机行业报告：从英伟达看AI芯片发展之路

2023-08-17 13:19 作者:报告派 0人读过 | 我要投稿

报告出品方：长江证券

以下为报告原文节选

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1、AI芯片的繁荣之路

AI芯片的繁荣之路，GPU进入高速发展期

竞争格局：国际巨头三强垄断

全球GPU市场中，基本被Nvidia、Intel和AMD三家垄断

独显市场中，Nvidia占据领先地位

不同于整体市场，在独显市场中，Nvidia与AMD双雄垄断市场，其2022年Q2市占率分别约为80%和20%，可以看到近年来Nvidia不断巩固自己的优势，其独立显卡市占率整体呈现上升趋势。

2、GPU王者，英伟达的崛起之路

英伟达：GPU王国缔造者，AI时代先行军

英伟达是一家专注于GPU半导体设计的企业

公司成立于1993年，由黄仁勋联合Sun公司两位年轻工程师共同创立。1999年英伟达推出GeForce 256芯片，并首次定义了GPU的概念；随后创新性的提出CUDA架构，让此前只做3D渲染的GPU实现通用计算功能；进入2010年代后，前瞻性预见了GPU在AI市场的应用并全力以赴开展相关布局；当前，公司以数据中心、游戏、汽车、专业视觉四大类芯片为收入基础，完成了硬件、系统软件、软件平台、应用框架全栈生态的建设。

英伟达公司发展史可简单划分为四个阶段：

蓄力阶段：1993年黄仁勋联合Sun Microsystem公司两位年轻工程师共同创立英伟达，早期致力于图形芯片的研发。
崛起阶段：1999年公司推出GeForce 256并定义GPU芯片。
制霸阶段：2006年英伟达创新性推出CUDA架构。
腾飞阶段：押注AI，数据中心业务开启第二成长曲线。

蓄力阶段：1993年黄仁勋联合Sun公司两位年轻工程师共同创立英伟达，早期致力于图形芯片的研发。但当时市场上有20多家图形芯片公司，三年后这个数字飙升至 70家，英伟达在其中并不突出。直到1997年英伟达决定放弃部分已有的专利，转而全面支持Direct X（微软标准），1997年Nvidia推出RIVA 128，这是公司第一款真正意义上取得成功的产品。
崛起阶段：1999年公司推出GeForce 256并定义GPU芯片。这是世界上第一款功能齐全，可从真正意义上替代CPU渲染图形的芯片，并首次定义了GPU的概念，由此英伟达走上了重塑显卡行业的道路。2000年，公司收购了显卡先驱企业3Dfx，再次巩固自身行业地位，在显卡行业与ATi公司形成双寡头垄断的格局。

制霸阶段：2006年英伟达创新性推出CUDA架构。CUDA是英伟达基于自有GPU的一个并行计算平台和编程模型。CUDA带来两方面巨大影响，于GPU行业而言，CUDA使得GPU实现通用计算功能，从游戏（图形渲染）向外扩展至高性能计算、自动驾驶等多个领域；而对于英伟达公司本身来说，其在早期大力推广CUDA，并对CUDA进行了编程语言扩展，使得开发人员能够轻易地对GPU进行编程，奠定了英伟达GPU生态得以成型的基础。

腾飞阶段：押注AI，数据中心业务开启第二成长曲线。2012年Alex Krizhevsky在ImageNet竞赛中获得冠军，从此开启GPU应用于深度学习的大门。此后，英伟达GPU和CUDA模型成为深度学习（尤其是训练环节）的首选芯片，而英伟达也顺势推出海量专用于AI的芯片及配套产品，从显卡硬件公司华丽转型成为人工智能公司。在人工智能的推动下，公司数据中心业务2014~2023财年复合增速达到61.66%，其占收入比例也有2014财年的不足5%提升至2023财年的55%。

为什么英伟达在数据中心牢牢占据霸主地位

总览英伟达历史，即使公司在不同时期存在不同发展重点，但贯穿始终的，是其卓越的创新能力、强大的芯片设计能力和稳定的决策执行能力。事实上，英伟达平均每两年推出一代芯片架构、每半年推出一款新的产品，多年以来坚持不辍，从2009年的Fermi架构到当前的Hopper架构，公司产品性能稳步提升，并始终引领GPU芯片技术发展。