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1、英偉達：算力芯片巨頭領跑 AI 時代 1.1 公司簡介：全球領先的 GPU 龍頭廠商 

公司是全球 GPU 龍頭，市場份額遙遙領先。英偉達（NVIDIA）是一家全球 知名的技術公司，成立於 1993 年，最初以圖形處理器（GPU）起家，通過 不斷的創新和發展，逐漸成爲了高性能計算領域的領導者。根據 Jon Peddie Research 發布的 GPU 市場數據統計報告，英偉達 2022 年全年 PC GPU 出貨量高達 3034 萬塊，是 AMD 的近 4.5 倍；截至 2022 年四季度，在獨立 GPU 市場，英偉達佔據 84%的市場份額，遠超同業競爭公司。

英偉達的產品創新和迭代從未止步。自英偉達成立以來，其經歷了多個重要 的發展時間點。其中包括 1999 年推出全球第一款 GPU、2006 年發布 Fermi 架構、2012 年發布 Kepler 架構、2016 年推出 AI 加速器 Tesla P100 和 Volta 架構、以及 2020 年發布 Ampere 架構等。這些重要時間點的創新和進步， 爲英偉達在高性能計算、人工智能、虛擬現實等領域的發展奠定了堅實的基 礎。

橫向拓展豐富業務產品线，實現“CPU+GPU+DPU”三芯布局。英偉達的 三芯战略側重於在數據中心市場實現 CPU、GPU和 DPU 三類硬件的布局， 旨在全面提升競爭力，滿足雲計算、人工智能及機器學習等高端應用領域的 需求。CPU 的加入使英偉達能夠更好地應對各種計算任務，尤其是那些需 要快速邏輯判斷和高度並行處理能力的應用。而 DPU 則針對數據中心和網 絡設備的需求，具有高效處理數據包和協議的能力，爲英偉達的產品线增添 了新的價值。通過將 CPU、GPU 和 DPU 集成到同一平台上，英偉達可以 爲客戶提供更加全面、高效的計算解決方案。目前 CPU+GPU 的產品組合 獲得超級計算中心的採用並即將廣泛部署於大型服務器，三芯战略初顯成效。

芯片架構是英偉達的技術核心，快速迭代的新架構爲產品帶來不斷的創 新與升級。自英偉達 GPU 問世以來，其架構經歷了多個重要發展階段。 2006 年，Fermi 架構在 GPU 計算領域實現了重大突破，Kepler 架構進 一步提高了能效比和 GPU 性能，並引入了動態並行處理技術。隨後， Maxwell 架構實現了更加節能和高效的設計，Pascal 架構則引入了深度 學習計算中的 Tensor Core 和 NVLink 技術，以及更多的 AI 加速功能。 Volta 架構則實現了更高的計算能力和存儲帶寬，並引入了深度學習加速 器 Tensor Cores V100。Turing 架構則進一步提高了光线追蹤和圖形渲染 性能，而 Ampere 架構則在 AI 加速、性能和能效方面實現了重要進展。 每一代架構的創新和進步，都爲 GPU 技術在高性能計算、人工智能、虛 擬現實等領域的應用奠定了堅實的基礎。

1.2 公司產品：多元化產品矩陣助力公司長期增長

英偉達產業布局多元化，解決客戶不同需求。GPU 產品爲英偉達主要收入 來源，收入佔比穩定在 80%以上。相比較於 CPU，GPU 在機器學習算法有 天生的優勢。英偉達一直專注於 GPU 的設計，同時由於 GPU 的並行計算 能力，可以通過數千個計算核心進行深度學習，英偉達开始將服務和系統、 軟硬件和可編程算法結合在一起，提出 CUDA 架構。

從下遊應用來看，英 偉達產品主要集中於遊戲、專業可視化、數據中心以及自動駕駛領域：

1）遊戲市場：英偉達提供的產品包括 PC 遊戲的 GeForce RTX 和 GeForce  GTX，用於遊戲和流媒體的 SHIELD 設備，用於雲端遊戲的 GeForce NOW， 以及用於專門控制台遊戲設備的平台和开發服務

 2）專業可視化市場：英偉達除了加速 GPU 計算解決方案，同時也爲汽車、 娛樂、建築工程、石油和天然氣、醫療等行業引入新的解決方案

 3）數據中心市場：英偉達使用 NVlink 技術將多個 GPU 結合在一起，加速 神經網絡訓練和推理。同時开發出 DGX 超級計算機，進行科學計算、深度 學習和機器學習

4）自動駕駛市場：英偉達 Drive 作爲一個人工智能汽車平台，涵蓋了從交 通擁堵到機器人出租車自動駕駛的所有領域。2018 年有超過 370 家自動駕 駛汽車公司开始使用 Drive，共同开發自動駕駛的人工智能系統。

遊戲業務：是英偉達主要產品线，作爲基本盤見證了其裏程碑式的革新。 英偉達在遊戲業務領域持續不斷的技術升級，以應對玩家日益增長的畫質需 求。遊戲業務一直是英偉達的核心領域，每年都以引人注目的新產品展現其 持續的創新力。與前一代產品相比，每一代新顯卡都帶來了顯著的性能提升。 從核心數量來看，英偉達顯卡產品的 CUDA 核心數量已從最初的 640 顆增 長到現在的高達 16384 顆，技術上不斷突破，包括實時光线追蹤技術等。 另外，英偉達在遊戲顯卡市場上有着廣泛的布局，從入門級到專業級，都提 供了相應的產品。這一策略允許英偉達滿足從獨立遊戲玩家到專業電競選手 的多元需求。

數據中心：持續發力，高市佔率源自於英偉達持續不斷的研發與創新。英 偉達長期佔據高端 GPU 市場的領導地位，截至目前英偉達佔據全球算力芯 片 90%的市場份額。高端芯片領域的霸主地位主要源自於公司不斷的技術 提升所形成強大的技術壁壘。從 2017 到 2022 這五年間，公司先後推出了 Volta、Ampere、Hopper 等針對高性能計算和 AI 訓練的架構，以此爲基礎 發布了 V100、A100、H100 等高端 GPU。通過不斷的技術革新，英偉達 GPU 產品向量雙精度浮點算力已從 7.8 TFLOPS 增至 30 TFLOPS。

英偉達數據中心 GPU 在 11 年間從制程工藝到核心數量，各參數全方位提 升。從 2011 年的 Tesla M2090 开始英偉達不斷更新迭代數據中心產品，到了 2022 年發布的英偉達全新 GPU 產品 NVIDIA H100，性能上已經出現了 質的飛躍。此外，英偉達在數據中心的布局不僅僅停留在 GPU，在 CPU 方 面英偉達也全面發力，在 2022 年發布了首款 CPU 產品 Grace。Grace 內 臵下一代 Arm Neoverse 內核，採用第四代 NVIDIA NVLink，從 CPU 到 GPU 連接速度超過 900GB/s，相當於目前服務器 14 倍的帶寬速度；從 CPU 到 CPU 的速度超過 600GB/s。並且 Grace 擁有最高的內存帶寬， 採用的新內存 LPDDR5x 技術，帶寬是 LPDDR4 的 2 倍，能源效率提高 了 10 倍，能提供更多計算能力。

自動駕駛業務：爲英偉達提供中長期增長曲线。英偉達的自動駕駛 SoC 產 品线以其高性能、高能效和創新技術而著稱，致力於滿足不斷增長的計算需 求。英偉達推出的自動駕駛 SoC 產品包括先進的 Atlan 和 Orin 芯片，它們 集成了安培架構 GPU 核心、基於 Arm 的 Grace CPU 核心、深度學習和計 算機視覺加速器單元以及 BlueField DPU 核心，以實現卓越的算力和性能。 英偉達的 SoC 產品线不斷創新，爲客戶提供卓越的性能和可靠性，幫助推 動未來智能駕駛和高度互聯的汽車發展。

最新款 Atlan SoC 算力獲得指數級提升，爲自動駕駛提供充足算力。2021 年， 英偉達推出了自動駕駛 SoC Atlan，其單顆算力高達 1000TOPS，是 上一代 Orin SoC（254TOPS）的近四倍。Altan 還支持 400Gbs（40 萬兆） 網絡和安全網關，可以滿足高速通信需求。同時，Atlan 可與爲上一代芯片 組編寫的軟件堆棧（如 Orin 或 Xavier）兼容，使得汽車制造商和 AV 开發 人員不需要重新設計軟件就能利用新 SoC 的性能提升，大大提升使用的便 捷程度。

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