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世界最重要AI晶片大廠!你一定要知道它在做什麼:Nvidia輝達2023年給股東的信全文翻譯

已更新:2023年8月1日



各位nVidia輝達人以及親愛的利害關係人: 我們在2022年度面臨了一系列艱困。我們的業務受到了經濟逆風、地緣政治緊張局勢以及產品供應鏈的波動所影響。然而,NVIDIA輝達在應對每一個挑戰的同時,不斷創新技術和能力,使我們站在計算歷史上最令人激動的機遇中心位置。

數據中心的人工智慧和加速工作負載持續快速增長。開發人員正轉向NVIDIA輝達的加速計算,因為基於CPU的通用計算的指數級增長已經持續了四十年,這一趨勢已經結束。

ChatGPT,一個全球聞名的AI應用,展示了生成式AI的能力,以及推動工業生產力和促進全球最重大科學挑戰的潛力。生成式AI在各個公司之間創造了一種迫切感,迫使它們重新想像產品和商業模式。生成式AI也在加速工業數字化轉型。生成式AI將重塑從汽車製造到製藥等最大的行業,成為最先進的技術行ㄓ之一。NVIDIA輝達的工作正在重塑計算的未來。


加速計算...

加速計算並非易事,它需要從晶片架構、系統和加速庫的全站優化,再到應用程式的重構。每個應用領域都需要優化的技術堆疊,包括圖形、影像、粒子或流體動力學、數據處理和機器學習。NVIDIA輝達通過將3D圖形加速器GPU擴展為並行計算加速器,開創了加速計算的先河。NVIDIA輝達的加速庫是基於CUDA構建的,而所有的NVIDIA輝達 GPU都與CUDA相容。目前已有四百萬開發人員正在使用CUDA,而且這一數字還在增加。用了12年的時間達到了200萬開發人員,但在過去的兩年半時間裡,我們已經將這一數字翻倍增長。CUDA已經下載超過4000萬次。

大量的加速應用吸引了終端用戶,這為雲服務提供商和計算機製造商創造了一個龐大的市場。這反過來又為研發投入提供了數十億的資金,推動了其增長。NVIDIA輝達已經建立了加速計算的良性循環。我們通過全站的創新幫助開發人員實現了令人難以置信的加速,從晶片和系統到演算法和應用程式的開發都得到了重視。這些演算法經過優化並打包成加速庫,幫助跨行業的數百萬開發人員解決複雜的問題。NVIDIA輝達擁有數百個加速庫,構建了我們的核心平臺:用於圖形的NVIDIA輝達 RTX,用於科學計算的NVIDIA輝達 HPC,用於數據科學和人工智慧的NVIDIA輝達 AI,用於自動駕駛車輛的NVIDIA輝達 DRIVE,以及用於工業數字化應用的NVIDIA輝達 Omniverse。我們目前提供了300個加速庫和400個AI模型,僅在過去一年中就新增或更新了100個,包括用於量子計算的cuQuantum,用於組合優化的cuOpt,

還有新的cuLitho,它解決了晶片設計和製造中最大的計算工作負載:計算光刻。cuLitho是與台積電、ASML和Synopsys密切合作四年多的成果,它可以將掩膜製作時間從兩周縮短到一晚上,並且使得500個NVIDIA輝達 DGX H100系統能夠完成與40,000個CPU系統相同的工作量。這相當於目前所需空間的1/8和功耗的1/9來實現與NVIDIA輝達系統相同的結果。最重要的是,它為晶片行業提供了一個平臺,迎接下一次晶片設計和製造的突破。它在物理極限附近運作:高數值孔徑的極紫外光刻。這個過程將需要包括反向光刻和人工智慧方法在內的激進演算法,以實現2奈米及以上的持續擴展。


...是永續的運算

CPU計算性能的指數級增長趨勢與僅有輕微的功耗和成本增加已經不再存在。數據中心已經佔到全球電力消耗的約1%至2%,而這種消耗預計將繼續增長。這種持續增長對運營預算和我們的地球來說是不可持續的。

要使計算變得可持續,數據中心必須加速盡可能多的工作負載。NVIDIA輝達開創了加速計算,擁有龐大的安裝基礎和豐富的開發人員和應用程式生態系統,隨處可得。加速計算就是可持續計算,使能源消耗趨勢轉向可持續發展,遠離失控增長,走向可持續的未來。


人工智慧的iPhone時刻

ChatGPT席捲全球。數以億計的人們被它的能力所吸引。新興和傳統行業的公司正競相探索其潛力。ChatGPT的基礎是一個大型語言模型(LLM)。根據ChatGPT自身的說法,大型語言模型是指一種在大量文本數據上訓練的人工智慧模型,用於生成類似人類的文本回應。語言模型理解和生成人類語言,並可以執行各種任務,如回答問題、總結文本、翻譯語言和生成文本內容。

“大型語言模型(LLM)如GPT-3(生成預訓練轉換器3)以其學習大型數據集並生成連貫且有上下文相關的文本的高能力而聞名。這些模型使用具有多層的深度神經網絡來捕捉語言數據中的複雜模式和表示。LLM能夠理解語言的細微差別,包括語法、句法、上下文和含義,並能夠生成往往難以區分為人類所寫的文本。

“LLM在各個領域都有許多潛在應用,包括自然語言處理(NLP)、對話式人工智慧、內容生成、語言翻譯等。”LLM可以從人類語言、音樂、圖像甚至蛋白質和化學物質中學習有結構的資訊表示。生成式人工智慧模型放大人類生產力的潛力是不可思議的。其影響將在從醫療保健和金融服務到設計、藝術和娛樂等各個行業中得到體現。

LLM是使用NVIDIA輝達 DGX AI超級計算機進行訓練的。具有數百億個人工神經元的LLM神經網絡模型通過處理數兆字節的數據進行學習。這需要數千個通過高速網絡連接的GPU協同運行。


新的運算時代已經來到

在歷史的長河中,我們目睹了由多種技術融合驅動的各種計算時代的興起。從個人電腦的出現,到互聯網、雲計算和移動計算,再到現在的人工智慧,每一個浪潮都擴展了計算的領域,縮小了技術差距,使得作為知識工具的計算機走進了更多人的生活。

個人電腦從IBM PC的推出到達到10億人口,改變了教育和各個行業的商業模式,用了20多年的時間。而在iPhone推出僅僅五年後,擁有簡單易用的觸摸介面和強大的雲計算能力的智能手機,讓10億人手中擁有了令人難以置信的應用程式。
人工智慧是一個新的計算浪潮,它不需要編程技能,可以用人類的語言直接執行令人驚嘆的、看似智能的任務。ChatGPT的非凡易用性讓它在短短幾個月內就吸引了超過1億用戶,成為了歷史上增長最快的應用程式。

那麼,接下來呢?

就像自動駕駛車需要嚴格的功能和主動安全技術一樣,生成式人工智慧系統也必須得到安全和可信性技術的支持。研究人員和行業正在創造技術,以將模型與價值觀和原則相一致,用實證知識庫增強模型,並提供限制模型在使用範圍內的保護措施。儘管安全和可信性仍然是持續研究的廣闊領域,但已經出現了受人尊敬的工具、方法和實踐。

而且,隨著通用人工智慧的不斷進步,公司可以建立專門針對其行業的自定義LLM。通過從專有數據中學習,醫療保健、金融服務、零售、製造等行業的公司將訓練生成式人工智慧模型,自動化其公司和對客戶有價值的任務。


全世界最佳雲端設備裡有NVIDIA DGX 和AI 雲

將生成式人工智慧應用於每個行業都需要領域專業知識和訓練數據、LLM和安全系統、AI超級計算基礎設施和專業知識。NVIDIA輝達正在建立一項新的AI服務,幫助公司建立自己的LLM人工智慧工廠,生產和完善公司的智慧。該服務包括NVIDIA輝達 AI Foundations定制的LLM模型製作系統、NVIDIA輝達 DGX AI超級計算基礎設施、NVIDIA輝達 AI推斷平臺以及專家的協助。這些服務和平臺可以在公司的本地數據中心中使用,也可以通過全球領先的雲服務提供商提供。

NVIDIA輝達 AI Foundations是一個用於構建定制語言模型和生成式人工智慧的雲服務工廠。它包括語言、視覺和生物學模型製作服務。客戶可以使用NVIDIA輝達 AI Foundations來創建、完善和運營根據其專有數據和特定領域任務訓練的定制LLM和生成式人工智慧。製藥行業是NVIDIA輝達 AI Foundations的重點關注領域。將一種新藥品推向市場可能需要耗費20億美元和10至15年的研究時間。使用我們的服務並與我們的研究人員合作,客戶可以使用我們預先訓練且優化的生物學LLM,將早期藥物發現的工作流程從幾個月縮短到幾個星期。Amgen、AstraZeneca、Insilico、Evozyne、Innophore和Alchemab Therapeutics都是早期使用者。生成式人工智慧將改變藥物發現的方式。


GeForce革命了人工智慧。人工智慧改革了GeForce

對於遊戲,GeForce是NVIDIA輝達的技術推動力。創建逼真而互動性強的虛擬世界的需求是無法滿足的。遊戲市場不斷擴大,30年前的市場規模還為零,如今全球有超過10億PC遊戲玩家。未來幾乎每個人都將成為一名遊戲玩家,而遊戲將變得非常逼真。

為了實現這一目標,需要射線追蹤、物理模擬、數字人類和生成式人工智慧等技術,而這些正是NVIDIA輝達 GPU所賦予的能力。遊戲的技術需求不斷提高,創建逼真和交互性強的虛擬世界需求不斷增加,而GeForce GPU能夠滿足這些需求。

GeForce革命了人工智慧。 人工智慧革新了GeForce。

GeForce在遊戲領域是NVIDIA輝達的科技驅動力。創造逼真且互動性強的虛擬世界的需求是無窮的。而遊戲市場持續擴大。30年前,遊戲市場價值零元,如今全球有超過十億個PC遊戲玩家。未來幾乎每個人都會成為一名遊戲玩家,而遊戲將變得極為逼真。

實現這一目標所需的技術包括光線追蹤、物理模擬、數字人物和生成式人工智慧,而正是NVIDIA輝達的GPU實現了這些技術。遊戲的未來始於12年前,當時AI研究人員發現NVIDIA輝達 GeForce遊戲顯卡具有CUDA加速運算能力,可以有效支援深度學習。這一點激發了現代人工智慧的大爆炸。

如今,人工智慧正循環性地革新GPU、電腦圖形和遊戲技術。

我們在四分之一世紀前引入了可程式設計著色器,徹底改革了3D圖形。五年前,我們推出了NVIDIA輝達 RTX,開創了新的領域。今年,我們推出了下一個基於人工智慧的圖形技術突破:DLSS 3。它是我們最偉大的神經渲染發明之一。DLSS 3生成全新的畫面,而不僅僅是圖元,比傳統渲染提升了4倍以上的性能。想像一下,在GeForce上運行的AI模型,能夠在DGX AI超級電腦上學習,創造出美麗的圖像。DLSS 3學會在場景中生成八分之七的圖元。速度的提升、圖像品質的改善以及節省的能量都是令人難以置信的。每一位NVIDIA輝達 RTX遊戲玩家都可以享受到由NVIDIA輝達 DGX AI超級電腦訓練的生成式AI所帶來的自動化圖元預測能力,學一次,為數以億計的遊戲玩家節省能量。

DLSS 3 在許多方面都是一項重大突破。神經渲染是一種全新的電腦圖形處理方式,也是虛擬世界生成的下一個飛躍的技術。但它也直接證明瞭加速計算和人工智慧是可持續計算的方式,有助於保護地球。就像NVIDIA輝達 DGX和NVIDIA輝達 AI一樣,NVIDIA輝達 RTX也進入了雲端。今年,我們推出了GeForce NOW的Ultimate會員級別,提供GeForce RTX 4080級的性能,配備NVIDIA輝達 Reflex、光線追蹤和DLSS 3。GeForce NOW在100多個國家擁有超過2500萬會員,為更多國家提供更多遊戲,比其他任何遊戲服務都要多。NVIDIA輝達和微軟簽署了一項為期10年的協定,將Xbox PC遊戲庫引入GeForce NOW。會員將能夠資料流來自Bethesda、Mojang Studios和Activision等公司的頂級遊戲系列,例如《Halo》、《Minecraft》、《上古卷軸》等,前提是微軟的收購交易完成。


Omniverse:連接我們的物理世界和數位世界

最大、最有影響力的行業涉及製造和運營物理實體,從電子設備、汽車、建築物、工廠、倉庫到奢侈品和救生藥品。它們製造物理實體,但希望在數位環境中構建和運營這些實體。為此,需要一種新型的基於物理原理的作業系統,一種能夠理解物理規律的系統。 NVIDIA輝達 Omniverse 是我們為工業數位化打造的平臺,它構建物理實體和資產的虛擬表現形式,創建數位孿生並連接數位世界與物理世界。Omniverse 讓依賴物理過程的行業實現軟體定義,實現統一的數位化,並連接大型高技能團隊。 今年,我們宣佈了 Omniverse Cloud,使得從幾乎任何地方、幾乎任何設備上開發、部署和操作工業數位化應用變得更加容易。

NVIDIA輝達正與 Microsoft 合作,將 Omniverse 帶給數億 Microsoft 365 和 Azure 用戶。Omniverse Cloud 連接到 Microsoft 365 生產力套件,包括 Teams、OneDrive 和 SharePoint,以及 Azure IoT 數位孿生服務。這項合作將有助於將全球各行業連接到託管在 Azure 中的 Omniverse Cloud,並受益於 Microsoft 豐富的存儲、安全、應用和服務組合。Omniverse 可以在動工之前模擬最佳工廠和商店佈局。利用數位孿生可以減少臨時驚喜、變更訂單和廠房開業延誤。虛擬工廠整合可以為全球工廠節省數十億。 全球一些最重要的公司正在使用 Omniverse 數位化他們的營運。 亞馬遜機器人正在使用 Omniverse 建立具有人工智慧的倉庫數位孿生,以更好地優化倉庫設計和流程,並訓練更智能的機器人解決方案。 › 低調公司正在使用 Omniverse 設計、建立和操作商店的數位孿生,以優化業務運營。 › BMW 集團正在使用 Omniverse 在現實世界建造之前構建一個完全運作的工廠數位孿生。 › 梅賽德斯-奔馳和捷豹路虎都在使用 Omniverse 生成場景來測試和驗證下一代自動駕駛車輛。

驅動汽車產業增長

生成式人工智慧和數位化正在重新塑造價值 3 兆美元的汽車產業,從設計和工程到製造、自動駕駛和客戶體驗。 NVIDIA輝達 是這一工業轉型的中心,未來六年內將在汽車設計領域獲得 140 億美元的設計合約。 開發自動駕駛汽車是我們最複雜的人工智慧挑戰之一。它需要兩台電腦:一台位於數據中心的人工智慧工廠,用於改進和測試人工智慧軟體,以及一台位於汽車中的人工智慧電腦。 在 NVIDIA輝達 DRIVE 平臺上,汽車生態系統中的數百家合作夥伴正在開發軟體,其中包括 20 家頂級 30 家汽車製造商,許多行業領先的一級供應商和頂尖軟體開發商,以及十大最大的卡車和無人載客出行公司中的八家。

展望未來

加速計算和人工智慧已經到來。我們必須加速每一個可能的工作負載,以重新獲得能源,使計算成為可持續的。生成式人工智慧創造了一個新的計算平臺,就像個人電腦、互聯網和移動雲一樣。超過 40,000 家公司已經在 NVIDIA輝達 上運行,加快速度、擴展規模並解決以前不可能解決的問題。我們與世界領先的雲服務提供商合作的新 DGX 雲計劃、NVIDIA輝達 AI Foundation 自定義模型製造廠和 Omniverse 雲服務將進一步加速我們與世界各行業的合作,因為它們在這個新的計算時代中不斷重塑自己。 我們去年面臨了許多困難,但我們在這一切中做出了傑出的工作。我為我們的員工感到無比自豪,並且對共同打造未來感到非常興奮。

Jensen Huang

NVIDIA輝達 CEO兼創辦人 2023 年 5 月


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