2026-04-18 09:09
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本文来自微信公众号： XYY的读书笔记 ，作者：肖俨衍，原文标题：《【读书】【硬件篇】英伟达简史：基于愿景的运气》
前言&书籍：英伟达和黄仁勋无需介绍，只是由于黄似乎确实更专注于未来，不喜欢回顾过去，此前英伟达一直没有传记。这次趁着其登顶全球市值第一热度，出来两本相关书籍。看得出来，这两本书虽然通俗易懂，但相较于此前优秀的传记，在全面性和深度上都还欠缺点火候。但是读完两本书，依然可以梳理出英伟达崛起过程中一些关键脉络。
黄仁勋（Jensen Huang）于1963年2月出生于台湾，随着其父亲工作后来移居到了泰国。1973年，随着泰国内部政局不稳定，其父母将黄仁勋（9岁）送到美国华盛顿州舅舅家，当时他还不怎么会说英语（主要用闽南语和家人交流）。黄仁勋在美国第一个就读学校聚集不少问题子弟，而作为少数族群的黄仁勋自然也受到了校园霸凌，不过这恰好培养了黄好强，善于反击和作战的个性。在校学生当时被要求参与工作，黄仁勋的工作就是扫厕所，他后来经常用这段经历说明自己不怕艰辛和脏活。黄仁勋有很强乒乓球天赋，1970年代他加入当地一家乒乓球俱乐部接受专业训练，其15岁参加美国青少年乒乓球赛拿了第三名。17岁的黄仁勋选择就近就读俄勒冈州立大学，这所大学离其父母家只有90分钟车程，其选择了电气工程专业（当时这所大学还没有计算机专业）。在大学中，黄仁勋学会了电路设计，奠定了其后来职业生涯道路，并且遇到了自己未来的妻子Lori Mills。当时电气工程专业大约有250名学生，其中仅有3名女生，黄仁勋是班上年龄最小的，未来吸引Lori注意力，黄会主动打电话约她一起写作业（善于主动出击，且利用自己优势）。
AMD和LSI职业生涯。1984年，黄从大学毕业后首先面试了德州仪器，结果不好。后来他又面试了AMD和LSI logic，并且拿到了两家公司的offer，他最终选择了AMD。此外，他还利用周末和晚上读斯坦福大学电气工程的硕士，花了8年终于拿到了硕士学位，对此，黄仁勋解释说自己有长期思维，他可能对于一些事情很不耐心，但是对于其他事情极具耐心。黄仁勋在AMD工作是设计芯片（当时还是手工），他在AMD工作了两年，觉得有点无聊，正好碰上一个同事跳槽LSI logic，于是他跟着也跳槽了。LSI当时开发了一款可以设计芯片的工具软件（EDA雏形），凭借一直专注工作，黄仁勋开始精通集成电路模拟软件SPICE，他通过命令可以输入元器件，并且帮助LSI客户们处理各种在当时看起来不可能的难题。黄仁勋服务客户中间就包括Sun Microsystem，结识了后者两位工程师Curties Priem和Chris Malachowsky，而这两位成为黄日后创立英伟达的合伙人。
Curties Priem经历。Priem可以说是一位类似苹果创始人之一沃兹尼亚克一样的技术天才，他从小就自学编程并且自己写游戏。大学毕业后，Priem拒绝了通用汽车的全职奖学金（研究生），选择加入硅谷创业公司Vermont Microsystem（受当时类似苹果ipo浪潮影响），他的第一个项目就是帮助IBM PC打造显卡（Windows当年就是给IBM PC打造操作系统，Intel是打造CPU），Priem作为公司唯一懂显卡技术的人，瞬间从新员工变成了项目组长。Priem开发的显卡能够渲染分辨率达到640*480的256色图案，且可以独立于CPU工作，是一款出色产品。然而，Vermont这家公司却不是苹果，老板不愿意跟员工分享股权，Prime选择在显卡发货日离开公司，并且加入了当时基于工作站崛起的Sun Mircosystem，工作也是开发显卡。然而，当时其在Sun的领导却坚持公司的SPARC工作站不需要单独显卡，集成在CPU里面就可以了。Priem只能秘密开发自己的产品，而Chris Malachowsky就此时成为他的帮手。Priem构思了显卡需要的单元，此时他们找到了黄仁勋所在LSI合作来完成产品，Priem构思显卡架构，Chris负责设计，而黄仁勋则负责推动工具成产，三人合作融洽。这款产品是GX graphics，定价2000美元，作为附加选项选配，其在历史上第一次做到屏幕切换画面快于人脑反应速度。其显卡最好的应用场景确实Priem利用业余时间开发的一款游戏《Aviator》，其还允许用户通过局域网联机打游戏，后来GX显卡成为工作站的标配。不过，后来Sun的大公司病就起作用了，CPU集成显卡的路线再次取胜，Priem在公司干不下去了，由此他和Chris一起找黄仁勋想拉着后者创业，主要想法是基于PC打造显卡（之前是基于工作站），虽然他们都不懂PC。
三人行创业。三人商量创业想法时候是1992年，当时Windows 3.1于1992年4月发布爆火，前三个月卖出300万份，真正开启了PC的GUI时代（显卡真正用武之地），并且搭配了Windows media player等多媒体功能。此外，当时PC主机主板开始采用PCI主线，允许主板上其他硬件和CPU用更快速度沟通。这些基础条件都是英伟达能够成功不可忽视的背景条件。黄仁勋最开始对创业感到犹豫，与其他两位被排挤的合伙人不同，他在LSI的工作蒸蒸日上，并且被老板重用。不过最终他认为显卡赛道有希望做到5000万美元的年营收，他决定参与到创业中来。Sun差点成为公司第一个客户，当时其在开发Java，而希望Priem帮他们开发一个芯片可以加速Java运行。不过最终Priem拒绝了，他决定全力开拓自己感兴趣方向。公司创业地点在Priem的别墅卧室里（他把物品都搬到车库去了，所以英伟达不是在车库里面发家），Priem和Chris负责产品和技术，黄仁勋负责其他，他被冠以CEO称号。组建过程中，又有几个来自Sun的工程师加入。Nvidia这个名字词源来自envy（嫉妒），其隐含意思希望英伟达有一天能够打造出让全世界嫉妒的产品。英伟达所在的显卡（初期叫图形加速卡）赛道当时竞争十分激烈，至少有35家公司做类似产品，很多行业专家都劝黄仁勋不要进军这个赛道。融资时候，黄仁勋的发挥可以说很烂，连基础的产品定位问题都回答不好，不过红杉资本还是选择投了，因为LSI老板向红杉资本老板Valentine推荐了黄仁勋。
NV1失败让公司濒临破产。第一轮融资成功后，英伟达团队扩展到20人。Priem开始专注于第一代产品NV1的研发，当时如果靠硬件加速浮点运算（显卡需要）价格很高，4M内存售价高达50美元，Priem用软件方法解决了图像渲染问题，好处是成本很低，坏处是兼容性不足，没有针对其标准开发的游戏将变得又慢又差。Priem却自信的认为当时行业分散没有标准，英伟达的标准将成为行业标准。Priem还想优化声音效果，在NV1开发了类似声卡的功能。他们选择了欧洲的SGS进行代工（而不是红杉资本推荐的台积电，后来才转向台积电），原因是SGS能够提供更好合作条款，两家同意SGS以100万美元代价获得NV1中端产品贴牌出售资格。这100万美元成为英伟达整个软件团队收入来源。1995年，英伟达还和日本主机游戏厂商Sega签订合约为后者游戏主机提供定制化显卡NV2，Sega还购买英伟达500万美元优先股。NV1整个开发周期花了1500万美元，几乎是英伟达所有的资金，其1995年5月发布并且很快卖出了10万个，主要得益于捆绑销售《VR战士》需求，当时黄仁勋及公司都很有信心。然而，1996年一季度后销量开始疲软，因为游戏玩家发现NV1没有VGA兼容，在其他游戏体验不佳。NV1和Windows兼容性也有问题，经常会蓝屏死机。事后证明，NV1很多功能都只是Priem一厢情愿，技术的堆砌并不能确保产品成功，核心还是在产品定位上出了问题。1996年Sega也宣布终止了和英伟达的合作，不过根据合约公司依然能够得到100万美元。NV1失败让英伟达濒临破产，公司员工从100裁员到40。
主要竞对3dfx，英伟达没有收购价值。英伟达当时主要竞对之一是3dfx，其成立于1994年，主要创始团队来自Silicon Graphics（专供图像工作站），其产品Voodoo Graphic号称是唯一能够在PC平台提供工作站级别影像效果的显卡产品，其产品定位清晰，就是将工作站能力下放到PC，售价299美元，随着越来越多3D游戏产品（尤其是《Quake》）推出，其产品获得了成功，3dfx公司营收从1996年400万美元，提升到1997年4400万，到1998年达到2亿美元，并且推出了二代产品。3dfx高管知道英伟达在NV1产品失败后陷入困境，并且考虑是否收购英伟达，主要吸引力是英伟达旗下优秀的工程师。最终他们认为英伟达的破产在所难免，他们可以等到破产后再挖人即可。
孤注一掷RIVA128成功。英伟达银行账户只剩300万美元，公司只能运营9个月了，黄仁勋准备在NV3上孤注一掷。1996年，微软发布了图形渲染标准Direct3D，很快开发者们就抛弃了此前小厂们（包括英伟达）推出的各种标准。针对NV3（后来改名RIVA128），Priem希望利用128位内存打造创纪录的速度体验，其显卡尺寸将比此前所有产品都大，整块芯片上有350万个晶体管。为了缩短测试时间（以年维度，而英伟达只能活9个月），黄仁勋拍板100万美元购买一台仿真机器，其可以帮助公司跳过昂贵的原型制造环节，直接依据数据草图进行制造。Chris等工程师想办法基于NV1技术基础，并且增加诸多例如反向渲染等新功能，更好数学计算能力，这次英伟达产品对VGA等过往标准拥有很好兼容能力。1997年，RIVA3正式流片，黄仁勋觉得成功几率五五开。成品试验结果表现完美，首次实现了30帧的运动效果，并且获得了很高跑分结果，其成为PC端最快的3D显卡，包括3dfx在内的竞争对手都对这款产品效果感到震惊。RIVA128发布后4个月发货量达到100万，并且拿到20%市场份额，英伟达终于推出一款技术优势且被市场接受的产品。1997年四季度英伟达终于实现了140万美元利润。RIVA128推出后被发现在烟和云渲染效果有瑕疵，黄仁勋知道了大怒，他认为英伟达产品必须没有弱点。1998年RIVA TNT系列面世，改正了缺点，且其在《雷神之锤3》等游戏上表现出色，有1万美元计算机才有的效果，每秒可以达到60-70帧，英伟达的品牌在C端开始积累。
唯快不破，六个月推出一款新产品。1998年时候，当时仍有40多家显卡公司，黄仁勋预言未来5年将只剩下3家，而英伟达将成为三分之一。黄仁勋在公司内部推行光速原则，其一方面强调快速迭代，另外一方面强调物理极限（光速不可超越）。当时主流的显卡开发从概念到成品需要2年，而英伟达的RIVA128只用了9个月，为了提速，黄仁勋要求在开发芯片同时开发驱动软件。英伟达不依靠主板或者PC厂商分发驱动程序（基于产品更新周期），而是自己每个月提交更新。基于18个月的典型芯片开发周期，英伟达创造性将芯片卡法分为三组，第一组开发基础新架构，另外两组则基于这个新架构开发更快的衍生版本，这个英伟达可以每六个月推出一个新产品，显著领先于行业。英伟达深度践行软件仿真（黄仁勋重金购买仿真机器开始），尽量减少硬件测试环境，进一步加速了迭代周期。最后，英伟达开始特别强调兼容过往版本，这是产品成功前提（站在巨人肩膀上，而不是自己另起炉灶）。1999年，英伟达推出GeForce系列显卡，其对手正是3dfx的Voodoo显卡，其打在NV10驱动，每秒能够渲染1000万个三角形。GeForce系列还创新性将显卡定义为GPU，原创定义一个新赛道，自己成为领头羊。在新科技赛道崛起过程中，迭代速度是取胜关键，英伟达6个月的迭代周期使得其产品性能很快赶超3dfx，2000年左右后者宣告破产。
Jensen Style=英伟达Style。英伟达文化就是黄仁勋的风格，黄仁勋极度勤奋，其工作时间是从早上9点到午夜，他的很多下属也被迫保持类似工作时间，早期员工每周工作60-80小时都很正常，黄仁勋总是说我们离破产只有30天，焦虑和恐惧或许是他勤奋工作重要动力之一。RIVA128发布几个月后，Intel刚发布了竞品i740，其拥有8MB的缓存，比英伟达产品大一倍，这使得英伟达员工不得不更勤奋工作。事后证明i740也犯了NV1类似错误，他们采用Intel独特的渲染方式（巨头的傲慢？），导致兼容性有很大问题，在很多游戏效果不佳。总结黄仁勋的管理风格，有几点值得一提：
批评式管理。黄仁勋风格很彪悍，经常公开批评下属（发脾气），黄将自己的管理风格称为批评式管理，他说他每天起来照镜子都对自己说你很糟糕。受不了这种风格的员工肯定在英伟达呆不久，不够黄可能更多是对事不对人，其这种态度背后更多是push员工把事情做对做好。
扁平式管理。2010年时候，有40多位高管直接向黄汇报，随着公司规模增加很多人提议他雇佣一位COO帮他处理具体事务，黄表示反对。他认为高管群体他们是各自领域专家，且应该有自驱力，不需要管理，重要是保持信息互通就可以。
以事情为中心。黄仁勋会给每一个新项目指定一位负责人。其要求下属对其汇报工作仅仅写最重要的五件事，为了方便搜索，黄要求他们将加入标签。下属们发现黄回信速度极快，周五晚上12点发，他可能1205就回了，所以大家都周日给他发（保证自己过个周日）。黄仁勋不喜欢PPT，他喜欢在白板上讨论问题，所以他每到一个地方，下属们都要保证会议室有白板，甚至是黄个人喜欢的那款（官僚主义无处不在）。
最重要的是取胜。黄仁勋绝对是好胜欲极强的人，他曾经和朋友下棋中败北，必须在自己擅长其他领域赢回来。在和3dfx等竞争中，黄被对手渲染成邪恶的化身，他挖角员工，窃取创意，操纵测评者（刷分），甚至在竞对陷入困境时候落井下石。然而，商场如战场，公司CEO最重要任务无疑是带队打胜仗，而只有持续处于扩张状态时候，always day 1，员工利益才和公司利益始终一致,才能顾尽量避免组织熵增，大公司病。
不断挖人，积累优秀人才。Jensen不是技术大牛，但是其懂技术，且拥有技术信仰和愿景。他经常参加一些行业顶尖学术会议，目的就是结识优秀技术人才，并且挖到公司来。3dfx破产时候，英伟达提出7000万美元收购特定资产，其从3dfx挖来106位优秀工程师，并且给他们加薪20%，提供期权等待遇。2002年，位于Alabama的3Dlabs宣布关闭，英伟达直接在当地设立办公室来吸引人才。2005年，硅谷图形公司因为无法和英伟达抗衡从纽交所摘牌，英伟达吸纳了众多硅谷图形的员工。担任斯坦福大学计算机系主任的Bill Dally在2003年就看到了英伟达芯片潜力，黄仁勋主动找上门邀请他加入英伟达，前者最开始还有顾虑，黄拿出一张Dally名字的支票，后者开始担任英伟达顾问，后来全职加入公司至今仍然是英伟达首席科学家，Dally及其团队后来成为CUDA项目核心开发力量。挖人的另一面是留人，英伟达留人核心就是股票，并且依据员工贡献发放，2024年英伟达员工流失率是3%，而行业平均是13%。
和台积电长期合作关系。1997年，SGS Thomson代工英伟达旗舰产品RIVA128出现了良率问题，其估计仅能交付英伟达订单量的一半。这使得英伟达不得不寻找另一个代工伙伴。早在1993年融资时候，红杉资本就推荐过台积电，但是黄仁勋最开始和台积电联系没有回应。1996年他给台积电CEO张忠谋写信，这次张忠谋很快给与回复，俩人在硅谷见面，黄给张介绍了英伟达的愿景，很快双方就建立了合作关系，两位CEO也很快建立身后私人关系，到1998年台积电就成为英伟达核心供应商（也一直是台积电前五大客户），当时英伟达正好发布核心产品RIVA 128ZX，其对手是来自Intel的i740，英伟达产品性能更强，售价32美元，比i740高4美元。不过此次台积电代工出现了芯片污染，导致良率降低。Chris建议把芯片拿回来自己手动测试芯片好坏，很快英伟达就单独划出一栋楼，并且从外部招募了几百外包员工来加速测试过程。黄仁勋将和类似台积电这样重要合作伙伴关系定义为“大致公平”，其并不是每次都是完全公平，而是有起起落落，但是长期来看是公平的。
英伟达IPO前遭遇困境，赢得微软订单。随着RIVA系列遇到产能问题，英伟达营收从1998年一季度2800万美元下滑到二季度1200万美元，从盈利100万到亏损970万美元。此时英伟达本来准备IPO，由于突然遭遇变故，IPO不得不暂停。面对财务困境，黄仁勋找三位大客户寻求过桥贷款1100万美元，这三位客户相信英伟达产品和技术，过桥贷款可以在IPO时候以9折价格转换成为股票。英伟达最终于1999年1月IPO，募资4200万美元，首日股价上涨64%到19.69美元，公司市值达到6.3亿美元。公司管理层们开玩笑说如果股价涨到100美元，黄仁勋同意左耳打耳洞，Priem则同意做一个英伟达logo的发型。1999年正值美股dot-com泡沫，这一天不久后就到来了。随着GeForce系列显卡推出，英伟达开始给每个潜在客户免费送卡给他们体验，很快他们就感受到了英伟达显卡性能优势。1999年，微软准备推出游戏主机Xbox，借助此前和微软合作关系，经过一轮来回，英伟达最终成为Xbox的显卡提供商，微软将提前支付2亿美元覆盖研发费用，随着消息公布，英伟达股价飙升到100美元以上。1999年，英伟达营收达到1.6亿美元，而当年微软营收是200亿，苹果是61亿，亚马逊是16亿。
投资者的质疑。正当英伟达高奏凯歌的时候，其往日对手3dfx却因为跟不上时代而在2000年申请破产，其显示了科技企业竞争残酷性，不进则退，英伟达收购其部分专利和招募了100多名员工。谁能保证英伟达不成为下一个3dfx？2000年英伟达进行再次募资的时候，黄仁勋给投资者路演时候就遭遇了类似的质疑，我们此前投资了40家显卡公司都倒闭了，为何英伟达不一样？投资者认为Intel最终会基于CPU霸主地位，赢得显卡战斗。投资者唯一关注到的可能是黄仁勋与众不同，2000年他们依然成功募资3.8亿美元（赶在泡沫破裂之前）。
赢得苹果订单。英伟达历史上并未给苹果供应显卡，主要是因为其一直生产Intel兼容的显卡。2000年初，英伟达获得了iMac G4一笔小订单，这个系列产品是乔布斯回归苹果后拳头产品。当时英伟达的显卡demo视频主要是游戏内容，然而随着显卡性能越来越强，游戏内容开始不够用了，他们想到用3D动画来展示性能。当时Pixar的动画电影每一秒钟需要75个小时计算机生成，而英伟达GeForce 3可以很好模拟类似效果。唯一问题是版权，当时Pixar负责人John拒绝了英伟达的版权请求。英伟达两位工程师直接找到了乔布斯，他们先展示一段Pixar风格类似3D动画，乔布斯说看起来不错。然后，两位工程师开始点击画面，并且不断旋转视图，显然这是一段3D建模的视频，乔布斯被实时互动性惊呆了。乔布斯当下拍板iMac G4将GeForce 3作为选配提供。乔布斯还提议英伟达应该关注移动市场（笔记本），因为ATI已经开始领先了。英伟达两位工程师又驳斥了乔布斯的建议，因为他们向乔布斯解释了英伟达不需要为笔记本单独开发芯片，因为其芯片调整一下就可以适配笔记本。乔布斯的回答是：“Okay”。后来英伟达在苹果笔记本订单占比从0提升到了85%。
Priem离开英伟达。Priem在英伟达命运从NV1失败后就有点动摇了，其仍然希望决定公司技术发展方向，但是黄仁勋希望客户不要退货。Priem是技术天才，但显然不太擅长人际交往。黄提拔了David Kirk担任下一代产品技术架构负责人（和Priem平级），Priem和黄仁勋的关系开始显著恶化，结果是Priem被降职，实际上1998年以后他与英伟达的成功就没多少关系了。2003年，Priem正式宣布离开英伟达，并且开始抛售手中股票（2004-2006），他在奥克兰购买一处价值高达600万美元牧场，并且购买了私人飞机。他的股份如果持有至今将价值1000亿美元，不过Priem说我计划有生之年捐赠5亿美元，如果是1000亿，我真不知道应该怎么捐赠（花钱比赚钱难，【读书】美国“儒商”洛克菲勒：首富=首善）。
避免创新者窘境，不断涨价。黄仁勋是《创新者窘境》的忠实观众，他自然不会允许有人从低端市场打到英伟达，其结果是英伟达推出了4-5个不同层级产品的产品矩阵，分别覆盖高中低端市场。早期英伟达显卡产品售价不高，RIVA 128时候只有15美元，RIVA 128ZX是32美元，GeForce 256时候是65美元（1999年），正是这代产品英伟达首次提出了GPU概念，不过即使GPU拥有更多晶体管，其价格都显著低于Intel CPU 500美元以上（2000年）。而随着GPU概念推出，其隐含意思是GPU和CPU是一个级别的产品，英伟达GPU基于持续升级性能不断涨价，两者售价也开始不断缩窄(最新英伟达Nvidia GeForce RTX 4070售价600美元）。英伟达认为只要用户能够从屏幕中看到更好的、不同的效果，他们就会愿意付钱（这一点有意思，CPU这类性能再强，其最多也就让用户觉得快一点（有点理性）。但是GPU显卡可以激发人类感性感觉，这似乎对于其不断提价有很大帮助）。即使后来其提供其他应用场景GPU，英伟达的说法都是我们专注于提供最好服务，因此不议价。英伟达是少数ASP能够持续增长的半导体公司，很多公司ASP都是不断下跌的。2001年，英伟达在GeForce 3中加入了可编程着色功能，给开发者开放更底层编辑功能，获得了很大成功。2001年第三季度英伟达营收3.7亿美元，同比增长86%，年化收入超过10亿美元，成为美国最快达到这个成就的半导体公司，其股价相对于IPO也上涨了20倍，市值高点达到200亿美元（下一次达到这个数字是14年后）。
第一次股价下跌90%。2001年夏天到2002年秋天，英伟达股价下跌了90%，这里除了dot-com泡沫破裂市场原因，还有自身原因。其一是NV30开发失误，英伟达拒绝接受微软更新Direct3D API（有强制条款），只能在没有官方手册背景下开发下一代产品。此外，软件和硬件团队也开始出现沟通问题，硬件团队私自将雾效着色器移除，这让软件团队震惊，因为这个功能用户不少。工程师对比后，NV30在很多性能上都被竞对ATI的Radeon 9700 PRO超过，后者还和微软紧密合作，NV30发布不得不延期。最后，为了加强散热，NV30风扇噪音异常大，因为不少用户抗议，后来英伟达营销团队还出了个自嘲视频。ATI最终将自己的产品定价和英伟达一样399美元，如果其攻击性更强一些，定价更激进一些，说不定英伟达就危险了。黄仁勋认为公司当时问题部分可能来自3dfx等外来人才过快进入公司，导致不同团队沟通不畅（挖人太激进后遗症），他很快修好了和微软关系，并且确保公司不再犯类似错误。另一方面，当时英伟达还遭遇了SEC调查，当时正值Worldcom、安然等财务造假，英伟达需要重新申报过去3年的财务报表，CFO被迫离职。不过事后看来，这大概率只是个失误，因为更新后报表显示，英伟达过去3年盈利状况好于之前报告。
缔造CUDA。相比于CPU是个通用计算芯片，能够处理串行各种复杂任务。GPU则是更偏专用，其擅长于并行处理简单任务。虽然CPU在上半场称雄，但是GPU代表计算范式事后证明不亚于CPU。CUDA的缔造者John Nickolls之前创立过几家并行计算公司不太成功，早在2003年就给黄仁勋写信阐述他认为Intel长期在半导体的霸主地位即将终结，其核心理论是登纳德缩放定律即将在2005年终结，这使得CPU的性能提升将减缓（串行计算），这时并行计算的春天就来了，他后来加入了英伟达。另一方面，早在2002年，就有科学家基于GeForce的可编程着色器功能改造GPU进行矩阵计算，这种改造需要较高的技术门槛，科学家们还给这类用途的GPU命名为GPGPU（通用目的的GPU）。黄仁勋很快就意识到GPGPU有希望为英伟达打开新的发展空间，当时英伟达正在开发NV50系列，其底层编程语言将从英伟达特定的Cg转换为行业通用C语言，从而极大降低GPU的编程门槛，英伟达将这套编程基础称为CUDA（Compute Unified Device Architecture），其不仅服务图像编程者，也服务科学家等其他领域。为了进一步降低门槛，黄仁勋主导英伟达全系列GPU产品兼容CUDA，即使专门为游戏玩家服务的GeForce系列，这样用户可以以相对合理价格获得CUDA计算能力。2006年11月，英伟达正式推出G80系列显卡，CUDA也同期推出（免费，但仅限于英伟达硬件）。为了推广CUDA，英伟达开始给大学捐设备，并且其首席科学家David Kirk还在大学开设第一门并行计算的专业课程，并且编写了第一本平行计算的教科书。
投资者质疑CUDA投资价值。CUDA早期成绩可以说令人失望，到2007年期下载量仅为1.3万次，在数亿GeForce用户中渗透率不到1%。相比于GeForce系列常规1年开发周期，G80花了4年，且相应的CUDA投资高达4.75亿美元，占了当时英伟达三分之一所有研发费用。英伟达对GPGPU场景持续投资使得英伟达毛利率显著下降，从2008年45.6%下降到2010年35.4%，投资者开始持续质疑CUDA巨额投资的意义。此外随着2008年金融危机爆发，高端显卡需求遭遇显著影响，英伟达又遇到“凸点门”（错误焊接）导致玩家流失到竞争对手，一系列内忧外患导致英伟达的股价再次下跌了90%。2009年CUDA下载量30万，到2012年下降到10万。英伟达瞄准科学计算领域投入了几十亿美元，其股价十多年来没什么起色，这看起来是一家平淡无奇，毫无进展的公司。2013年，英伟达董事会收到了激进投资者Starboard的信函，其甚至对于黄仁勋是否应该继续担任公司CEO合理性提出异议。当时英伟达还准备斥资3.8亿美元收购调制解调器厂商Icera，Starboard对此提出严厉批评，并且要求黄仁勋集中精力，黄采纳了他们建议放弃了调制解调器市场，并且开展了股票回购，但是他从未考虑放弃CUDA。然而，往往最低点也是最好的时候，因为深度学习引领的AI革命马上就要突破了。
AI革命开启，英伟达持续做优化。生命科学在AI爆发之前也是并行计算应用场景之一，英伟达积极和科学家配合，其核心策略之一是借助CUDA将GPGPU产品定价更高，获取溢价（现如今AI计算中心定价高达数万美元），然而早期科学家们反对这种定价策略，坚持用普通游戏显卡计算。AI产业缘起于上世纪60年代，中间经历几轮来回，其中80年代Hinton发明了反向传播又推动神经网络往前迈进一步，下一波就到2010年左右的深度学习革命（当时神经网络已经被行业鄙视，所以必须换个称呼）。尤其是2012年左右Hiton及其学生Alex Krizhevsky,Ilya Sutskever打造的AlexNet神经网络在李飞飞主导的图片大数据集ImageNet上显著超越其他算法的表现（准确率高10个点，Scaling Law起点），AlexNet正是基于GPU训练的神经网络。2012nian,来自Google的Andrew Ng基于2000个CPU超算打造了一个基于1000万张Youtube图片训练的神经网络，其能够自动准确识别猫的图片。当他用英伟达CUDA优化，其计算量可以用12个GPU替代计算（从2000到12）。2013年，英伟达的AI专家卡坦扎罗观察到了AI产业变化并且在英伟达寻求资源支持，最开始他遭遇了上级否定（大公司阻力）。同年3月GTC大会上，黄仁勋讲了气象建模，却只字未提神经网络。卡坦扎罗决定直接向黄仁勋汇报，黄立即意识到AI潜力，并且花了一整个周末学习行业进展，他意识到多年CUDA基于愿景的投入可能找到了Killer App，到周一早上，英伟达已经转型成一家AI芯片公司（有点夸张）。针对AI计算特定需求，英伟达进行了一系列优化，比如神经网络对计算精度要求不高，其将传统32位精度下降到16位。打造了专用的矩阵计算引擎Tensor Cores，相对于普通GPU，其训练模型效率高3倍。2014年GTC大会上，黄仁勋登台首次将GPU和AI联系在一起。2014年末，Google开启打造全球最顶尖并行计算机“麦克卡车项目”，并且购买4万个英伟达GPU，投入资金1.3亿美元，这是英伟达有史以来最大的订单。2019年英伟达以70亿美元收购以色列的Mellanox，其技术成为后来NvLink（服务器之间高速通信）技术基础，也是英伟达重要壁垒之一。
为何不用其他GPU训练模型？2017年CUDA软件包下载量达到270万，同比增长3倍（Alpha Go火了后），是2012年15倍，到2017年斯坦福大学最受欢迎的课程已经变成了CS229，深度学习导论。当时部分CUDA需求来自加密货币挖矿（英伟达对这部分始终保持沉默，还被SEC罚款，不过后来挖矿转移到ASIC）。随着英伟达CUDA崛起，Intel和AMD等都基于开源替代OpenCL等，为何没有人用？通常说法是CUDA成为标准，要迁移很难。实际上，开发者可能仅需几行代码就可以完成迁移。还有一种说法是企业采购采取保守策略，购买英伟达硬件不出错。实际上，英伟达胜出核心原因不是因为硬件性能，而是软件优秀。2012到22年，英伟达在AI推理性能上实现了1000倍加速，其中仅有2.5倍来自晶体管增加，高达400倍归功于英伟达的数学工具集。今天，CUDA有500万开发者，600个AI模型，300个软件库，以及3700个CUDA相关的应用，有5亿CUDA兼容的英伟达GPU。而如今，英伟达的顶端游戏显卡定价达到2000美元，而AI超算DGX-1定价达到14.9万美元，下一代产品GB200包含72个GPU，定价超过三百万美元。
结语：10倍突变，市值第一
10倍突变。2022年年底ChatGPT爆火掀起了AI产业真正拐点，作为AI时代唯一“军火商”，英伟达芯片一片难求。2023Q2英伟达实现营收110亿美元，显著超越市场预期7亿美元。第二天英伟达股票上涨24%，市值增长1800亿美元。2024年1月，英伟达以3.3万亿美元市值登顶全球市值第一。从财务指标来看，其数据中心业务营收从2023年每个季度约30亿美元，在25年Q3（财年）超过了300亿美元，2年实现了10倍突变，且仍然保持较快季度环比增速。2年时间，英伟达完全实现了从游戏显卡公司到并行计算王者的蜕变，而从2006年推出CUDA开始，英伟达和黄仁勋已经布局了接近20年。2022年，面对美国对中国芯片制裁，黄仁勋表示：“如果他们不能从我们这里买，他们会自己制造”。（放眼望去，现如今全球最重要的四大半导体公司英伟达，Intel，AMD，台积电的CEO都是华人，你很难想象美国人能够组织咱们攻克半导体）面对AI风险论，黄仁勋嗤之以鼻，他不是科幻小说的粉丝，他认为技术发展只会让人类有更多自由做自己想做的事情，显然是积极的。从1993年至今，黄仁勋持续担任英伟达CEO已经32年，其仅次于伯克希尔的巴菲特（即将卸任），Blackstone的苏世民等是美股第四长任期的CEO。黄仁勋已经62岁，黄仁勋塑造了英伟达，他可能还能干几十年，也有可能明天发生意外，而其工作风格显然具有不可复制性，黄仁勋之后的英伟达会如何？不可否认的是，今日英伟达已经显著和20年前唯快不破时期不同，CUDA等壁垒已经根深蒂固，不容易攻破，即使实现类似从乔布斯到库克的转变，只要计算范式不变（比如量子计算？），英伟达大概率仍然可以统治行业很久。
黄氏定律&计算范式变革。客观来说，Intel并不是败在管理层，什么大公司病之类的，而是计算范式转变——英伟达来自游戏的显卡营收每年也就接近100亿美元，而Intel来自传统CPU收入应该至少300亿美元。而GPU本身就是代表并行计算，将其用于AI等非游戏领域是一种自然延伸，并不算英伟达自己颠覆了自己（英伟达也不是万能，他2010年代布局手机芯片就几乎失败了）。CPU擅长处理串行复杂问题，其是计算机时代能够成立的重要前提，而摩尔定律（Intel创始人）则是CPU主导计算时代核心准则。然而，随着摩尔定律越来越接近物理极限，CPU计算性能增长减缓。这就给GPU代表并行计算带来发展机遇，其擅长于处理并行的简单问题，适配大数据发展趋势。如果用人类打比方，CPU更像人类系统2，其等同于批判性思考，理性推理，逻辑推理，计算等工作。而GPU则更像人类系统1，其等同于人类视觉等基础感官能力，以及直觉瞬间思考。计算机发展缘起应该和人类是互补关系，主要工作是从事一些人类不擅长的事情（系统2天生懒惰，人类大部分时间用系统1思考）。并行计算时代似乎让计算机更像人类思考，人工智能自然就是类似的应用。
巨大的成功=多一点实力+巨大的运气。以上解释看起来很有道理，文章中也有科学家有类似的看法，但这个判断在20-30年前是否容易做出？恐怕很难，相信黄仁勋布局CUDA等也不是准确基于类似判断，更多是基于愿景，黄既懂商业，又懂技术（多一点的实力），他相信GPU可以有更多应用场景，而科学计算很有意义，所以他不顾外界反对持续投资CUDA。但实际上其遇到AI爆发以至于带来10倍突变（也等了10年），以至于英伟达市值登顶全球，那更多或许应该归功为运气。正如洛克菲勒最开始布局石油主要应用场景是煤油用来电灯，谁知道后来汽车、飞机、内燃机等会使得石油应用场景大增？读罢英伟达历史，其NV1开发失败公司濒临破产还能够凭借RIVA128重振旗鼓，能够唯快不破持续迭代领先行业，基于视觉感官优势（相对CPU物理计算）打造出不断涨价的价值定价体系，这些或许和基于愿景的运气一样同等值得敬佩。
