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《NVIDIA:GPU 发展史》
要点
- NVIDIA 首款芯片失败,公司险些因此倒闭,直到 1997 年 RIVA 128 发布,才让它转型为图形卡厂商。
- 长达十年、起初并不盈利的 CUDA(2006 年)押注,最终成为 NVIDIA 今日 AI 霸主地位背后的软件护城河。
- 两轮加密货币挖矿的繁荣—萧条周期,先于当前规模大得多的 AI 数据中心需求周期出现,后者将 NVIDIA 市值推高至 5 万亿美元以上。
01失败的第一款芯片(1993—1997)
NV1:押错的图形技术路线
NVIDIA 于 1993 年 4 月 5 日由黄仁勋、Chris Malachowsky 和 Curtis Priem 共同创立——按公司自己的说法,创始会议是在圣何塞的一家 Denny's 餐厅召开的。公司首款产品 NV1(1995 年)押注一种名为二次曲面渲染的图形方案,而非当时行业围绕微软 DirectX 标准逐渐统一采用的三角形渲染方案。这次押注在商业上失败了,NVIDIA 一度濒临资金耗尽。

NVIDIA 第一款芯片 NV1(1995 年)——商业上以失败告终,它押注的图形方案(二次曲面)并未成为行业标准。两年后,NVIDIA 靠 RIVA 128 实现了转机。
图片:Trio3D,CC BY-SA 3.0,via Wikimedia CommonsRIVA 128:力挽狂澜
转机出现在 1997 年的 RIVA 128:一款采用传统三角形渲染的 3D 芯片,上市头四个月就卖出逾一百万片。它不仅挽救了公司,还确立了此后 NVIDIA 反复重演的模式。
02GeForce 与「GPU」的诞生
GeForce 256 与上市
1999 年 1 月 22 日,NVIDIA 以每股 12 美元的价格在纳斯达克上市。同年,公司发布 GeForce 256,并将其宣传为全球首款“GPU”(图形处理器)——这一术语是 NVIDIA 为此次发布自创的,此前并非行业既有说法。这一称号背后的技术主张是:GeForce 256 把此前由 CPU 承担的变换与光照计算,转移到了显卡本身之上。

GeForce 256(1999 年)——NVIDIA 将其宣传为全球首款“GPU”,这一术语正是为此次发布而由公司自创。它与 NVIDIA 在纳斯达克上市发生在同一个月。
图片:Konstantin Lanzet,CC BY-SA 3.0,via Wikimedia Commons“全球首款”的核实
GeForce 256 是否真的是首款实现这一功能的芯片,硬件史学者对此存在争议——竞争对手也曾发布过功能有所重叠的芯片——但这一营销说法最终站住了脚,“GPU”成为该品类的行业标准术语,NVIDIA 也自此与这一称号紧密绑定。
03对 CUDA 长达十年的投入
CUDA 发布,与 Tesla 同步登场
2006 年 11 月,NVIDIA 发布 CUDA,这是一个编程平台,让开发者能够编写直接运行在 GPU 硬件上的通用代码,而不必再像研究者此前依赖的笨拙变通方法那样,把非图形计算伪装成图形操作,通过 OpenGL 执行。CUDA 与 NVIDIA 的 Tesla GPU 架构同步发布,该架构引入统一着色器模型,让芯片上的每个核心都能执行通用计算,而不是被固定拆分为仅用于图形或仅用于着色的单元。
NVIDIA 官方发布的 CUDA 二十周年回顾(2026 年 4 月)——下文将讨论这一被认为把 GPU 变成通用计算机的平台。
AlexNet:说服整个领域的关键时刻
此后多年,CUDA 在这家游戏公司的账本上看起来更像是一项旁支投资——一款面向科研和科学计算、没有明显大众市场的工具。这一局面在 2012 年发生改变:Alex Krizhevsky 与 Ilya Sutskever 在 Geoffrey Hinton 指导下,在两块 NVIDIA GTX 580 游戏 GPU 上训练出名为 AlexNet 的深度卷积神经网络,并以显著优势赢得 ImageNet 竞赛。如今,AlexNet 被普遍认为是说服机器学习领域相信 GPU 而非 CPU 才是大规模深度学习正确硬件的关键时刻——而彼时 NVIDIA 已经花了六年时间构建让这一切成为可能的软件层。
CUDA 护城河
这六年的先发优势,积累成了比单一世代性能领先更持久的东西:一条软件护城河。2006 年至 2012 年间,每一个针对 CUDA 编写的框架、软件库和研究代码库,都让脱离 NVIDIA 硬件的代价变得更高而非更低,这种态势此后只会愈发加深——如今,CUDA 被普遍认为是 AMD 等芯片厂商,尽管已经造出具有竞争力的硬件本身,却始终难以从 NVIDIA 手中夺得可观 AI 训练市场份额的头号原因。
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那六年的软件先发优势,如何变成了对手至今仍无法跨越的护城河。
04AI 超级周期(2017—2026)
| 年份 | 事件 |
|---|---|
| 1993-04 | 黄仁勋、Chris Malachowsky 与 Curtis Priem 共同创立 NVIDIA |
| 1995 | NVIDIA 首款芯片 NV1,因所押注的图形方案未被行业采纳而商业失败 |
| 1997 | RIVA 128 发布,四个月内销量超百万片,挽救了公司 |
| 1999-01 | NVIDIA 以每股 12 美元在纳斯达克上市 |
| 1999 | GeForce 256 发布,被宣传为全球首款“GPU”——这一术语由 NVIDIA 自创 |
| 2006-11 | CUDA 与 Tesla GPU 架构同步发布,让 GPU 向通用代码开放 |
| 2012 | 在两块 NVIDIA GTX 580 GPU 上训练的 AlexNet 赢得 ImageNet 竞赛,重塑机器学习格局 |
| 2017 | Volta 架构引入 Tensor Core,这是专为深度学习打造的硬件 |
| 2022-03 | Hopper 架构与 H100 芯片在 GTC 上发布 |
| 2022-11 | ChatGPT 发布,引发全行业争相抢购 NVIDIA AI GPU |
| 2023-06 | NVIDIA 市值首次突破 1 万亿美元 |
| 2025-10 | NVIDIA 成为首家收盘市值突破 5 万亿美元的公司 |
| 2026-05 | NVIDIA 市值创下 5.5 万亿美元纪录 |
Tensor Core:专用硬件
NVIDIA 2017 年推出的 Volta 架构引入了 Tensor Core——这是专为加速深度学习核心的矩阵乘法运算而设计的硬件,而非由图形硬件改造而来。此后每一代架构——Ampere、Hopper、Blackwell——都在延续这一押注。
H100 与 ChatGPT 引发的需求冲击
Hopper 架构及其旗舰芯片 H100,于 2022 年 3 月在 NVIDIA GTC 主题演讲上发布,是最明显的转折点。NVIDIA 宣称 H100 在 AI 训练方面比上一代快至多 9 倍,并围绕面向大语言模型的专用“Transformer 引擎”打造。八个月后,OpenAI 发布 ChatGPT,各大科技公司争相训练和运行竞争模型——几乎全部使用 NVIDIA 的 A100 和 H100 芯片,因为竞争芯片厂商的硬件当时并不存在可与 CUDA 相媲美的软件生态。这波需求激增,正是下文所述市值增长的直接原因。
NVIDIA 官方 GTC 2022 春季主题演讲(2022 年 3 月)——黄仁勋在这场活动上发布 Hopper 架构和 H100,几个月后 ChatGPT 发布,引发了下文所述的需求激增。

H100(2022 年)——采用 Hopper 架构的芯片,NVIDIA 在 ChatGPT 发布前几个月推出,随后成为各大 AI 实验室争相抢购的 GPU。
图片:Geekerwan,CC BY 3.0,via Wikimedia Commons相关阅读
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NVIDIA 的人形机器人基础模型,以及支撑其运行的 Jetson Thor 芯片。
05两轮繁荣与萧条:加密货币挖矿周期(2016—2022)
第一轮繁荣:价格攀升,披露滞后
早在 AI 为 NVIDIA 芯片带来持续需求之前,加密货币挖矿曾两次制造出剧烈但短暂的需求高峰——这两次都在 NVIDIA 如今谈论需求的方式上留下了持久印记。2016 年,NVIDIA 市值约为 140 亿美元。到 2018 年,随着以太坊等可用 GPU 挖矿的加密货币走红,市值据报攀升至 1,750 亿美元;NVIDIA 公布 2018 财年营收创下当时纪录,达 97.1 亿美元,同比增长 41%——NVIDIA 自己的业绩解读将这一增长笼统归因于游戏、数据中心等多个市场,并未单独指出挖矿的具体贡献。
SEC 和解
这一遗漏后来演变成了法律问题。2022 年 5 月,美国证券交易委员会(SEC)指控 NVIDIA 信息披露不充分,认定公司在 2018 财年连续多个季度未能告知投资者,加密货币挖矿需求是其游戏 GPU 营收增长的重要组成部分——掩盖了这部分增长在挖矿需求消退后可能无法持续的风险。NVIDIA 达成和解,同意接受禁止令并支付 550 万美元罚款,但未承认也未否认 SEC 的指控。需求消退来得很快:2018 年 11 月公布的 2019 财年第三季度业绩,因加密相关需求疲软而令投资者失望,当年股价累计下跌约 31%;同月,比特币自身市值跌破 1,000 亿美元——较 2018 年 1 月据报约 3,000 亿美元的峰值大幅回落。
第二轮繁荣与“低算力”限制方案
2021 年迎来第二波、规模更大的挖矿热潮,再次以以太坊为中心,推动 NVIDIA 2022 财年营收增至 269 亿美元(增长 61%),市值一度据报突破 8,000 亿美元。这一次,NVIDIA 试图直接避免重演 2018 年那种玩家反弹和缺货投诉:2021 年 2 月发布的 RTX 3060 搭载了一种“低算力”(Lite Hash Rate,LHR)限制器,NVIDIA 称其通过驱动、芯片与固件之间一种防篡改握手机制,将以太坊挖矿性能削减约一半。但这一限制并未真正守住——大约两周后,一份泄露的 NVIDIA 开发版驱动完全移除了该限制器;此后一年间,矿工通过更多泄露和修改版驱动,逐步夺回了更多被封锁的性能,即便 NVIDIA 已将 LHR 扩展到了大多数 RTX 30 系列产品线。
“合并”一夜之间终结以太坊 GPU 挖矿
第二波热潮的终结并非因为崩盘,而是因为协议本身发生了变化:以太坊于 2022 年 9 月转向权益证明机制(“合并”),一夜之间使该网络的 GPU 挖矿失去意义,也带走了 GPU 挖矿需求的主要来源。NVIDIA 于次月,即 2022 年 10 月,彻底移除了 LHR 限制——彼时限制的需求来源其实早已消失,这项限制本身已无实际意义。两轮周期呈现出相同的模式:由挖矿驱动、NVIDIA 既未主动制造也无法完全掌控的需求激增,随后是同样非 NVIDIA 所致的崩盘。
06成为全球市值最高的公司
跨越 1 万亿美元,再到 5 万亿美元
NVIDIA 于 2023 年 6 月首次突破 1 万亿美元市值——距 ChatGPT 发布仅七个月。此后市值持续攀升:2025 年 7 月约达 4 万亿美元,2025 年 10 月收盘首次突破 5 万亿美元,2026 年 5 月创下 5.5 万亿美元的纪录,是任何上市公司达到过的最高市值。截至 2026 年年中,它仍是全球市值最高的公司,约一年内市值增长两倍,增速快于 Apple 和 Microsoft——这两家是美国仅有的另外两家市值曾突破 3 万亿美元的公司。
市值走势及其背后事件(2016—2026)
股票拆分意味着什么
自 2000 年以来,NVIDIA 已进行六次股票拆分(最近一次是 2024 年 6 月的 10 比 1 拆分),这意味着 1999 年 IPO 时购买的一股,仅按股数计算,到 2026 年年中会变成 480 股——这只是拆分带来的机械效应,并非回报率。
NVIDIA 与市场
07前方挑战
以往的繁荣—萧条周期,以及这一轮有何不同
NVIDIA 此前已经历过与自身产品路线图无关的剧烈需求繁荣—萧条周期——最典型的就是上文详述的两轮加密货币挖矿周期,每一轮都在挖矿经济性逆转或网络底层算法变化后,紧接着出现供应过剩。当前由 AI 数据中心驱动的需求周期规模更大。
竞争对手与对 TSMC 的依赖
即便以 NVIDIA 目前的规模而言,竞争和依赖风险依然真实存在。AMD 以及越来越多的超大规模云厂商正在打造各自的定制 AI 芯片(见下文),试图侵蚀 NVIDIA 在高端市场的地位——但目前没有一家复制出可与 CUDA 相媲美的软件生态深度。与此同时,NVIDIA 的全部芯片产能都依赖单一外部代工厂 TSMC——这是整个行业共有的集中度风险,但对 NVIDIA 而言仍是一个真实的单点故障隐患。NVIDIA 汽车芯片对中国市场的出口敞口,以及其数据中心芯片面临的出口限制,本站的 DRIVE 一文有更详细的介绍。
挑战 NVIDIA 高端市场的企业
- AMD——推出具有竞争力的数据中心 GPU(Instinct MI300/MI350 系列),但仍未建立起可与 CUDA 相媲美的软件生态
- Google——自研 TPU(张量处理单元)芯片,既供内部使用,也通过 Google Cloud 对外提供
- Amazon——自研 Trainium 芯片,通过 AWS 提供,作为 NVIDIA GPU 的低成本替代方案
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NVIDIA 的汽车计算平台——已有实际营收,但相对其自身指引仍属小规模。
08常见问题
GPU 是 NVIDIA 发明的吗?
NVIDIA 创造了“GPU”一词,用于宣传其 1999 年发布的 GeForce 256,并称其为首款把变换与光照计算从 CPU 转移到显卡上的芯片。硬件史学者对它是否真的是第一款这样做的芯片存在争议——竞争对手也曾发布过功能有所重叠的芯片——但“GPU”这一营销术语最终固定下来,成为该品类的行业标准名称,NVIDIA 也自此与这一说法紧密绑定。
为什么 CUDA 如此重要?
在 CUDA 出现之前(2006 年),要把 GPU 用于图形以外的任何用途,都必须通过 OpenGL 把计算伪装成图形操作,是一种繁琐的变通方法。CUDA 让开发者能够编写直接运行在 GPU 硬件上的通用代码。多年来它看起来只是一款小众研究工具,直到 2012 年 AlexNet 证明 GPU 才是大规模深度学习的正确硬件,而 NVIDIA 已经围绕 CUDA 构建的软件生态,让它比任何竞争对手都领先了好几年。
NVIDIA 的需求一直增长得这么快吗?
不——NVIDIA此前也经历过剧烈的繁荣-萧条需求周期,两次都是由加密货币挖矿(2017–18年和2021年)而非自身产品路线图驱动,每次都在挖矿经济性转变后出现供过于求。当前的AI数据中心热潮规模更大。
NVIDIA 是否曾因加密货币挖矿陷入麻烦?
是的。2022 年 5 月,美国证券交易委员会(SEC)指控 NVIDIA 信息披露不充分,理由是公司在 2018 财年连续多个季度未能告知投资者,加密货币挖矿需求是其游戏 GPU 营收增长的重要驱动因素。NVIDIA 达成和解——支付 550 万美元罚款并接受禁止令——但未承认也未否认相关指控。
09参考来源
05. 两轮繁荣与萧条:加密货币挖矿周期(2016—2022)
06. 成为全球市值最高的公司
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