Гонка чипів для ШІ: хто головний конкурент монополіста NVIDIA?

Чипи NVIDIA мають великий попит завдяки своїм винятковим обчислювальним потужностям і архітектурі, створеній спеціально для завдань штучного інтелекту. Чипи використовуються в робототехніці, медицині, науці та багатьох інших галузях. Чип Hopper від NVIDIA, зокрема модель H100, дає змогу виконувати складні обчислення і є серцем багатьох сучасних центрів обробки даних. На конференції GTC у березні 2024 року генеральний директор NVIDIA Дженсен Хуанг серед інших продуктів представив графічний процесор Blackwell — новітню розробку компанії. Цей чип учетверо швидший, ніж Hopper, і споживає менше енергії. Blackwell — найпотужніший у світі GPU, створений спеціально для гіпермасштабного генеративного ШІ. 

На презентації чипа Хуанг згадав про роль NVIDIA у сфері обчислень зі штучним інтелектом:

Останніми роками NVIDIA б'є рекорди. У лютому 2024 року її акції за один день сягнули позначки у 277 мільярдів доларів, перевершивши попередній рекорд, встановлений компанією Meta. 

NVIDIA була заснована в 1993 році, понад 30 років тому. Її перший продукт — мультимедійна відеокарта під назвою NV1 — не користувався великим попитом. Після першої невдачі компанія спрямувала свою увагу на розробку графічних процесорів для рендерингу 3D-графіки. Ці чипи завоювали популярність у сфері відеоігор, збільшивши доходи компанії.

У ті часи технологічні фірми були зосереджені в основному на виробництві центральних процесорів (CPU). NVIDIA пішла проти течії і вибрала рендеринг графіки як основу своєї стратегії. Головна відмінність між центральними і графічними процесорами полягає в тому, що CPU призначені для виконання всіх основних функцій комп'ютера, а GPU покликані доповнювати роботу CPU, забезпечуючи складні обчислення і виконуючи певні завдання, наприклад, швидкий рендеринг зображень і відео високої роздільної здатності. Компанії по-різному підходять до питання застосування графічних процесорів. Метою Intel, однієї з провідних компаній на ринку, було знизити вартість обчислювальних завдань і запропонувати споживачам доступні рішення. NVIDIA, з іншого боку, вирішила максимально збільшити продуктивність GPU для прискорення рендерингу графіки, щоб вивести якість 3D-ігор і цифрового контенту на новий рівень. Крім того, компанія однією з перших почала використовувати графічні процесори в таких галузях, як глибоке навчання, штучний інтелект і наукові дослідження. 

Відмінною рисою NVIDIA є вміння створювати затребувані рішення, передбачати прийдешні тенденції та розробляти ефективні стратегії. У 2017 році компанія оголосила про випуск відеокарт, розроблених спеціально для майнінгу криптовалют, які незабаром стали популярними.

Хто є основними конкурентами NVIDIA? 

Домінантне становище NVIDIA може змінитися, оскільки інші фірми намагаються наздогнати її. До провідних компаній у цій галузі належать Google, Intel, Advanced Micro Devices (AMD), Qualcomm, Microsoft і Alibaba. Інші великі гравці, такі як Google і Microsoft, також роблять кроки у напрямку створення своїх чипів для ШІ. 

У 2014 році Google придбала стартап DeepMind, що займається дослідженнями і створенням систем штучного інтелекту. DeepMind стоїть за розробкою програми зі штучним інтелектом під назвою AlphGo, яка обіграла професіонала Лі Седоля в стародавню настільну гру Го. 

Продовжуючи свій шлях у сфері ШІ, у 2017 році Google представила чипи для штучного інтелекту, які отримали назву Tensor Processing Units (TPU). Ці чипи створені спеціально для вирішення завдань з використанням ШІ. Вони розробляються безпосередньо самою компанією і навчаються на даних Google. До відома, щохвилини Google обробляє 6,3 мільйона пошукових запитів, і це дає компанії величезну перевагу. У грудні 2023 року Google презентувала свою велику мовну модель Gemini разом із новітнім прискорювачем ШІ Cloud TPU v5p і суперкомп'ютером зі штучним інтелектом AI Hypercomputer. TPU v5p дає змогу навчати великі мовні моделі у 2,8 раза швидше, ніж попередня версія TPU v4. 

AMD — одна з провідних компаній, що виробляють графічні і потужні центральні процесори. Її лінійка чипів MI300 становить серйозну конкуренцію NVIDIA. Остання модель, Instinct MI300X, була представлена в грудні 2023 року. Компанії, включно з Meta, OpenAI і Microsoft, швидко взяли цей чип на озброєння. AMD стверджувала, що Instinct MI300X удвічі швидший за чип NVIDIA H100. Однак потім NVIDIA представила свої власні показники продуктивності, заявивши, що при правильній оптимізації H100 перевершує розробку від AMD. У будь-якому разі, новий Blackwell від NVIDIA вирішує суперечку, відзначаючи новий рубіж, який AMD, можливо, доведеться подолати. 

NVIDIA була ключовим постачальником чипів для ШІ в серверних системах Microsoft. Microsoft використовувала тисячі графічних процесорів NVIDIA A100 для створення інфраструктури ШІ для ChatGPT як головний інвестор і партнер компанії OpenAI (творця ChatGPT). Однак у 2023 році Microsoft оголосила про створення власних чипів зі штучним інтелектом: Azure Maia і Cobalt 100. Очікується, що обидва чипи з'являться цього року. Ці чипи призначені для роботи з сервісами Microsoft Azure, хмарної обчислювальної платформи компанії. Хоча Microsoft спочатку вироблятиме чипи для своїх центрів обробки даних, у перспективі компанія може стати близьким конкурентом NVIDIA. 

Організація UXL Foundation була створена консорціумом Linux Foundation в рамках розвитку ініціативи oneAPI. oneAPI — це модель програмування з відкритим вихідним кодом для підтримки розробки центральних процесорів, графічних процесорів та інших обчислювальних архітектур. Описуючи місію UXL, Джим Землін, виконавчий директор Linux Foundation, сказав: 

«Організація The Unified Acceleration Foundation наочно демонструє силу співпраці та підходу з відкритим початковим кодом. Об'єднавши провідні технологічні компанії та сприяючи розвитку відкритої екосистеми кросплатформної розробки, ми відкриємо нові можливості для підвищення ефективності та продуктивності рішень, орієнтованих на роботу з даними».

Серед членів UXL — Google, Intel, Samsung і Qualcomm. Ці компанії вже не перший рік досягають значних успіхів у галузі ШІ. Крім іншого, важливо відзначити грант у розмірі 8,5 мільярда доларів, який Intel отримала від уряду США в рамках закону про чипи і науку. На сьогодні це найбільша інвестиція уряду США у виробництво чипів зі штучним інтелектом. Крім того, компанія може отримати до 11 мільярдів доларів у вигляді кредитів на будівництво об'єктів для штучного інтелекту. 

У березні UXL оголосила про створення пакета рішень для чипів прискорювачів ШІ на основі моделі програмування з відкритим початковим кодом. 

Крім своїх членів, фонд співпрацюватиме з Amazon, Microsoft Azure та іншими компаніями. За даними Reuters, інженери UXL планують визначити технічні специфікації проєкту в першій половині цього року. До того часу індустрія може тільки гадати, як прийдешні рішення позиціюватимуть UXL проти NVIDIA. За словами Вінеша Сукумара, керівника відділу штучного інтелекту і машинного навчання в Qualcomm, одна з цілей UXL — допомогти розробникам «вийти з платформи Nvidia».                                     

NVIDIA була першою у перегонах ШІ, і її домінування очевидне. За роки роботи компанія створила велику екосистему програмного забезпечення, що має широкий попит у всьому світі. Успіх NVIDIA встановив стандарт в індустрії. Однак компанія стикається з проблемами, адже кількість технологічних рішень у цій галузі зростає.