今天想談一個特宅男的話題——顯卡與人工智能。

你看前幾天天，2023世界人工智能大會（簡稱“WAIC”）在上海舉辦。在這屆會議上，馬斯克開場，AMD的蘇姿豐以及一眾諾貝爾獎、圖靈獎獲得者等大佬們在討論人工智能問題時，總是提到一個詞——算力，算力的背后就是顯卡。

作為重要的硬件基礎(chǔ)，可以說，顯卡關(guān)乎整個人工智能的前景和未來。

你可能會覺得奇怪，顯卡這么一個宅男們玩游戲的東西，到底是怎么一步步走到了今天的地位，竟然成了人工智能的關(guān)鍵。

如今各大廠商想訓(xùn)練人工智能模型，第一件事就是屯顯卡。最近有個消息，說《華爾街日報》報道，美國預(yù)計最快將會在本月要求美國芯片公司停止向中國客戶售賣AI芯片。顯卡的GPU本質(zhì)上也是一種芯片，也就是說，四舍五入一下，從今年下半年起，我們可能會面臨一場顯卡危機(jī)。

也許你不知道，對于未來科技發(fā)展而言，顯卡確實是一件至關(guān)重要的事，甚至有人說，未來戰(zhàn)場上的決勝關(guān)鍵，也跟顯卡強(qiáng)相關(guān)，多少讓人有點覺得魔幻。

為了可讀性，文章里就不區(qū)分“顯卡”，“GPU”，“GPGPU”這些概念了，都統(tǒng)一用“顯卡”來表述。

最早肯定是沒有顯卡的，當(dāng)然也沒有電子游戲。后來1961年第一款電子游戲在麻省理工問世后，誰也沒想到，大家這么喜歡玩游戲。最早對游戲癡迷的，恰好是早期的計算機(jī)大佬們。

比如大家知道Unix操作系統(tǒng)吧，這玩意最早就是超級大神理查德開發(fā)出來玩那個星際大戰(zhàn)游戲的，后來成了美國軍方、大學(xué)以及科研院所的操作系統(tǒng)。

還有馬斯克，12歲就通過編程創(chuàng)作了一款小游戲，現(xiàn)在一把年紀(jì)了依舊是《艾爾登法環(huán)》和《賽博朋克2077》鐵桿粉絲。

不過最早的游戲并不是運行在顯卡上，一開始還沒顯卡，當(dāng)時的圖像還比較簡單，根本用不著。

直到20世紀(jì)90年代，隨著游戲規(guī)模越來越大，畫面越來越精細(xì)，而且開始3D化，對CPU要求越來越高，恰好CPU對圖形處理并不擅長。于是有不少人意識到，應(yīng)該專門搞一個硬件來做這事，提升效率和體驗，應(yīng)該會有人買。

在這種觀念的驅(qū)使下，很快就成立了幾十家公司，顯卡的江湖進(jìn)入了群雄并起的階段。

這個過程中，有三個年輕人在圣何塞的一個偏僻快餐店里下決心大干一場，于是成立了一家小公司，這個公司小到根本當(dāng)時沒人注意到，后來卻名聲大噪，如今已經(jīng)超過了萬億美元市值，也就是大家熟知的英偉達(dá)。

英偉達(dá)并不是一出現(xiàn)就獨領(lǐng)風(fēng)騷，而是艱難地求生存，輾轉(zhuǎn)于當(dāng)時的超級企業(yè)，給他們提供更好的圖形處理芯片。

它只有一個目的，就是努力開發(fā)出游戲玩家們愿意花高價購買的產(chǎn)品，提高用戶體驗。所以也沒啥復(fù)雜的商戰(zhàn)，純粹就是不斷雇傭頂級人才，開發(fā)性能更強(qiáng)的顯卡，提供更好的游戲體驗。

從現(xiàn)在來看，英偉達(dá)的成功應(yīng)了任正非那句話，“做對了市場需要他們做的事”，也就是不斷研發(fā)宅男們愿意花錢購買的產(chǎn)品。

大家知道，男性消費能力不如狗，但是在顯卡和游戲方面，男性硬是撐起了一個巨大無比的板塊。

如果說英偉達(dá)有啥決定性的正確策略，那就是黃仁勛在一段時間的迷茫后，在20世紀(jì)90年代后期把英偉達(dá)和微軟深度綁定在了一起。

大家不知道有印象沒，咱們小時候玩游戲，好像有一堆專門的游戲機(jī)，什么步步高，藍(lán)白機(jī)，后來的掌機(jī)，還有雅達(dá)利的街機(jī)等等。但是好像是從大學(xué)開始，玩游戲基本都在電腦上，而且主要是在Windows操作系統(tǒng)的電腦上。

蘋果的電腦玩游戲?qū)嵲谑菦]法看，至于linux什么的，主要是用于辦公開發(fā)部署服務(wù)器，也就是大家平時基本上看不到linux，但每天幾乎不可能躲得開linux，大家用手機(jī)打開app，那些app去請求數(shù)據(jù)的服務(wù)器基本都是linux的。

沒有和微軟的深度合作，英偉達(dá)不可能成為現(xiàn)在這樣的萬億規(guī)模，因為微軟的用戶基數(shù)太大了。這么大的用戶基數(shù)，提供了足夠的購買力，才讓英偉達(dá)能夠賣出去足夠的產(chǎn)品，賺到錢之后投入下一輪研發(fā)，鞏固自己的地位。

話又說回，如果沒有英偉達(dá)，微軟的操作系統(tǒng)受眾不會這么廣，因為微軟在辦公方面效率確實沒法跟Macbook比。以至于我們這些資深宅男的基本配置都是平時上班用Mac，編譯代碼用計算云，回家玩游戲用裝了微軟操作系統(tǒng)和英偉達(dá)顯卡的臺式機(jī)，在很多人那里，微軟的操作系統(tǒng)就是用來玩游戲的。

也就是說，英特爾，微軟，英偉達(dá)他們仨相互成就，打出了一個大滿貫。

一般的流程是，新的顯卡被研發(fā)出來之后，大家買回去，裝上想玩的游戲玩兩年，然后游戲廠商在新硬件上搞開發(fā)，越開發(fā)越放飛自我，市面上就出現(xiàn)了當(dāng)前顯卡實在是帶不動的游戲。

廣大宅男們就開始按捺不住，不斷催老黃趕緊出性能更高的顯卡。性能高一般價格也更貴，但是宅男們愿意出錢，于是老黃也敢從投資人那里借錢搞研發(fā)，反正研發(fā)出來也有人買，到時候就可以回收投資。

也正是因為宅男們一直愿意花錢支持，讓英偉達(dá)有更多的資金研發(fā)更強(qiáng)的顯卡，形成了一個正反饋循環(huán)，持續(xù)了二十多年，前后燒掉了幾千億資金，淘汰了無數(shù)同行，有了如今的規(guī)模，現(xiàn)在也沒停下來的意思。如今的顯卡江湖基本只剩下了英偉達(dá)和AMD，而從市場規(guī)模角度來看，英偉達(dá)基本一家獨大。

游戲畫面也經(jīng)過幾十年的迭代，早期是這樣的：

變成了如今的這樣：

那問題來了，玩游戲的顯卡，怎么和人工智能扯上關(guān)系了？

先給大家講一個故事，多年前我們老師給大家講顯卡和CPU的差別時提到的。

1979年，伊朗示威游行群眾沖入美國大使館，把66名大使館員工作為人質(zhì)抓了起來。一核對人數(shù)，發(fā)現(xiàn)少了幾個，但是所有人的資料都被美國人放入了碎紙機(jī)，變成了幾麻袋火柴棍那么寬的細(xì)紙條。

伊朗人也不含糊，用了上千小學(xué)生，對紙條進(jìn)行逐條比對，最終竟然還原了原始數(shù)據(jù)，開創(chuàng)了暴力解密的新篇章。這事后來被拍進(jìn)了那個電影《逃離德黑蘭》。

說到這里，其實就很清楚了，CPU和顯卡到底啥差別呢？CPU類似一個大學(xué)高材生，可以給實驗室組裝一臺非常復(fù)雜的進(jìn)口設(shè)備并且調(diào)試好，但是你讓他去算一麻袋的加減乘除他還有優(yōu)勢嗎？

顯然沒有，這時候就不如一群剛熟練掌握四則運算的小學(xué)生，就跟剛才提到的伊朗人玩拼圖似的，靠的就是蠻力加持，大家一擁而上，每人分走幾份，然后一頓算，很快就算出來了。

自從人工智能出現(xiàn)后，如今的顯卡給人的感覺上天遁地?zé)o所不能，但是現(xiàn)實是，它的基本原理就是里邊塞了一堆小學(xué)生，可以進(jìn)行超大規(guī)模的并行運算。

我給大家稍微解釋下，大家立刻就能懂顯卡到底在算啥，大家玩游戲的過程，本質(zhì)就是顯卡在那里給你不斷地畫畫，比如大家熟知的“幀率”，100幀，其實就是顯卡一秒鐘給你畫了一百幅畫，一幅跟著一幅，你就覺得視頻非常流暢。

但是我們這里說的這個“畫圖”，并不是真的用一張畫布在畫，而是進(jìn)行一堆繁瑣但不復(fù)雜的圖形運算。而圖形運算，基本都是一些矩陣的運算。估計大家看到“矩陣運算”又懵逼了。我給大家隨便找了個圖，長下邊這樣的：

這玩意就是“線性代數(shù)”，一般理工科大一就開始學(xué)，學(xué)過的小伙伴眼里，這玩意就是個小學(xué)運算，看起來復(fù)雜，其實并不復(fù)雜，就是一堆加法和乘法，非常繁瑣。但是這種運算非常常見，比如大家平時用的GPS，其實也是這么個矩陣運算。

大家一定聽過我國制造第一個原子彈時候，哈工大一堆大學(xué)生去幫忙敲算盤的事吧？我以前大學(xué)有教授參加過那些項目，說白了其實就是徒手解微積分，先把微分方程轉(zhuǎn)換成這種矩陣，接下來就是繁瑣加法和乘法的運算，算盤的優(yōu)勢就出來了。

也就是說，顯卡的主要優(yōu)勢就是塞了一堆小學(xué)生，非常擅長乘法和加法，并且經(jīng)過幾十年的迭代，玩家們用錢投票，顯卡不斷進(jìn)化，“并行蠻力”越來越恐怖，不過一開始大家并沒有理解到它除了玩游戲還有別的作用，直到有人開始用它挖礦。

挖礦，也就是挖比特幣或者以太坊那些加密貨幣，本質(zhì)都是計算一個非常復(fù)雜繁瑣的加密算法，顯卡天然適合這種大力出奇跡的操作，于是英偉達(dá)也搭上了這列快車，在疫情期間股價暴走。

不過讓英偉達(dá)管理層自己都沒想到，他們的顯卡還可以干別的。

大概在2011年，已經(jīng)干到游戲界扛把子的英偉達(dá)管理層突然聽說了一個讓他們自己都沒想到的事。

原來麻省理工學(xué)院當(dāng)時正在進(jìn)行最早期的人工智能訓(xùn)練，研究者們想讓計算機(jī)快速識別一只貓的圖片。

怎么識別呢？只能是讓機(jī)器一個像素一個像素地處理，這涉及大量的重復(fù)繁瑣運算，一開始麻省理工的研究者們用CPU來處理，效果極差，剛才說了嘛，CPU有點像個很牛博士生，可以做非常復(fù)雜的事，但是一次只能干一件事，面對海一樣的加減乘除，有點“有勁使不上”的感覺，算起來巨慢無比。

后來開始使用GPU，也就是大家熟知的顯卡，顯卡就跟伊朗人指揮著一群小學(xué)生玩拼圖似的，也就是大家經(jīng)常聽說的“并行計算”，天然適合“簡單量大”的操作。

也就是說，圖形顯示，人工智能，解密算法，本質(zhì)上講都是“蠻力操作”?，F(xiàn)在大家知道為啥顯卡同時能用于航天，天氣預(yù)報，能源勘探等領(lǐng)域了吧，因為這些領(lǐng)域都涉及超級大規(guī)模的矩陣運算，只要涉及超大規(guī)模的蠻力運算，那就是顯卡的天下。

這也是為啥很多人說未來戰(zhàn)場也是顯卡的天下，尤其空戰(zhàn)，人的反應(yīng)能有多快？那些塞了顯卡的智能武器反應(yīng)又有多快，迅速采集信息迅速運算做出規(guī)避或者引爆操作，想想都覺得瘆人。

所以如今英偉達(dá)還有個重要業(yè)務(wù)，就是“數(shù)據(jù)中心”，搞個超大機(jī)房，給別人提供算力，順便收費。

也正是因為英偉達(dá)顯卡在游戲、數(shù)據(jù)中心還有人工智能方面的大規(guī)模應(yīng)用，市場前景被看好，如今英偉達(dá)也成了萬億俱樂部里的一員。

是的，盡管游戲在大眾心目中仍然留存著有點不務(wù)正業(yè)的印象，但人工智能的運用與進(jìn)化卻和游戲息息相關(guān)，甚至第一個顛覆人類關(guān)于人工智能的認(rèn)知的產(chǎn)物，就是通過“圍棋對戰(zhàn)”的形式誕生。而今時今日，人工智能顯卡是訓(xùn)練人工智能的重要基礎(chǔ)。

今年WAIC上，也看到有研究機(jī)構(gòu)發(fā)布游戲和人工智能報告，分別從理論研究、顯卡等硬件迭代、應(yīng)用場景三個層面分析它們互幫互助的共生發(fā)展關(guān)系。廈門大學(xué)還聯(lián)合中國傳媒大學(xué)、中央美術(shù)學(xué)院、北京理工大學(xué)、上海交通大學(xué)等多所高校部門，籌備成立“游戲人工智能高校聯(lián)合研究中心”。挺好的。

可能有小伙伴說，這事對我們有啥幫助呢？中國能快速搞出來嗎？

小了，格局小了。中國最大的優(yōu)勢就是巨大的消費市場，市場需求往往就孕育著無限可能性。如果好好培養(yǎng)，在全球人工智能浪潮下，我們肯定是能占據(jù)重要位置的。這可能也是為啥馬斯克在WAIC開幕式上深情表白“相信未來中國將擁有非常強(qiáng)大的人工智能能力”的原因。

尾聲：

從人工智能的崛起我們也能看出來：

消費市場才是硬科學(xué)的培養(yǎng)皿，消費市場的本質(zhì)，就是人對美好生活的向往，畢竟大家工作賺錢，攢錢買自己喜歡的東西，使用更智能化的工具，主要是這些東西能給自己帶來歡樂或者解決麻煩。這種對美好生活的向往，就是科技進(jìn)步最原始的動力。

而且我們也能看出來，很多時候偉大不是規(guī)劃出來的，而是成長出來的，做PS那幫人也不知道自己的產(chǎn)品能做出來啥，做光刻機(jī)的ASML自己也搞不出來臺積電那樣的工藝。黃仁勛也沒想到自己的游戲卡有一天竟然成了人工智能的基石。

當(dāng)然了，聊的是游戲和顯卡，游戲和人工智能，現(xiàn)實里遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止游戲，太多領(lǐng)域都是這樣，你沒法預(yù)知它將來會成什么樣，誰也說不準(zhǔn)再過一些年，哪個枝頭的一個果子掉地上，會砸出來一個新的產(chǎn)業(yè)。

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