Мыслящие машины Дженсена Хуанга: История Nvidia и мировой ИИ-революции - Стивен Витт
Однако многим игры открывают завораживающие альтернативные миры, наполненные смыслом, приключениями и неограниченными возможностями. World of Warcraft, возможно, и вызывает привыкание, но благодаря ей геймеры находят друзей и единомышленников по всему миру. По данным социологических исследований, примерно четверть из них проводит за играми более двух часов в день. Nvidia называла таких игроков «энтузиастами», и они были самыми выгодными клиентами. Многие из них в детстве начинали с Nintendo, а повзрослев, переходили на ПК. В абсолютных цифрах у рынка ПК было меньше потребителей, чем у консолей, но пользователи ПК тратили на свои системы значительно больше денег. Некоторым из них между игровыми сессиями даже удавалось работать.
С графическими процессорами Nvidia игровые ПК стали для «ботаников» тем, чем были автомобили с мощными моторами для автолюбителей. Собранные под индивидуальные запросы игровые компьютеры могут стоить тысячи долларов за счет дополнительного оборудования. Продавцы предлагают прозрачные корпусы с цветной подсветкой, чтобы можно было любоваться «начинкой». Автомобильные фанаты гордо демонстрируют уличным зевакам мотор автомобиля, открывая капот, а геймеры делятся на форумах фотографиями своих системных блоков, хвастаясь разогнанными процессорами и новейшими видеокартами.
С развитием игрового рынка цена на акции Nvidia снова выросла, но компания продолжала расти, даже когда курс акций падал. К началу 2004 года в Nvidia работало свыше 1000 человек и она получала рекордную прибыль. Именно тогда аналитики Уолл-стрит начали вести бесконечные споры о том, какова реальная стоимость Nvidia. Немногие компании больше ставили их в тупик: анализ показателей прошлых лет был практически бесполезен, поскольку все заработанные средства Хуанг тут же инвестировал в рискованные технологии, которые могли либо изменить компьютерный мир, либо с треском провалиться.
К середине 2000-х его послужной список выглядел не совсем идеально: он добился успеха с графическими процессорами и параллельной обработкой данных, но потерпел неудачу с рядом других инноваций. В результате компания добилась успеха на бумаге, но ее акции стабильно недотягивали до ожидаемой цены. В Nvidia была важна не столько прибыль, сколько одержимость ее генерального директора и его готовность идти на риск в долгосрочной перспективе. В него можно было либо верить, либо нет. Тех, кто не верил, ждали непростые времена, потому что Хуанг собирался сделать свою самую безумную ставку.
Глава 9
CUDA
Некоторые геймеры, в том числе Джонатан Вендел, уменьшали разрешение экрана, чтобы увеличить частоту кадров. Йен Бак пошел по другому пути: он стремился максимально увеличить картинку. Будучи аспирантом Стэнфордского университета по специальности «компьютерная графика», Бак понял, что, обладая некоторыми техническими навыками, можно задействовать кластер из нескольких графических процессоров Nvidia. В 2000 году он соединил 32 ускорителя GeForce, чтобы демонстрировать прохождение Quake III при помощи восьми проекторов. «Это была первая игровая установка с разрешением 8K, и она занимала всю стену, – вспоминал Бак. – Это было великолепно».
Погрузившись в принципы работы графических процессоров, Бак стал задумываться, можно ли использовать несколько GPU для иных задач, помимо швыряния виртуальных гранат в неприятелей. Если бы вы решили нарисовать 30 кадров Quake III в разрешении 8K вручную карандашами на бумаге, вам бы понадобилось около 16 000 лет непрерывного труда. А набор GeForce, использованный Баком, решал подобную задачу за секунду. При этом вся установка стоила около 20 000 долларов, что по меркам оборудования для высокопроизводительных вычислений было сущим пустяком. Решив поиграть в Quake на стене, Бак случайно придумал бюджетный суперкомпьютер.
Бак понял, что эта доступная высокая производительность может найти свое применение в науке и промышленности, однако программное обеспечение видеокарт Nvidia было рассчитано лишь на стандартные графические операции. Чтобы использовать массив графических процессоров для других целей, Баку предстояло найти способ обойти ограничения их программной модели. Изучив учебник Nvidia по шейдингу – тот самый, с феей Дон на обложке, – он стал одним из первых программистов, применивших шейдеры для универсальных вычислений. Парадоксально, но интерес к компьютерной графике он потерял. Как герой научно-фантастического фильма «Трон», попавший в киберпространство, Бак с головой погрузился во внутреннюю архитектуру графического процессора.
Йен обладал острым умом и энтузиазмом. Чем больше он изучал возможности своих видеокарт, тем сильнее увлекался этой работой. Подобно астроному, отставившему в сторону телескоп, чтобы ощутить необъятность Вселенной, Бак постоянно поражался тому, какое количество арифметических операций способен выполнить его компьютер: 60 гигафлопс (то есть 60 миллиардов операций в секунду) только на одной карте! Работая с графическими процессорами, он все больше испытывал благоговение перед этой мощью.
Йен Бак сумел получить грант от DARPA, исследовательского подразделения Минобороны США, и собрал для своего проекта команду инженеров. В 2003 году они представили новый язык программирования с открытым исходным кодом, названный Brook. Этот язык позволял решать сложные математические задачи – например, моделировать формирование галактики или взрыв ядерной бомбы – на оборудовании, изначально предназначенном для визуализации угонов автомобилей и выпускания кишок в видеоиграх. Графический вывод программы, написанной на Brook, представлял собой бессмысленную серию треугольников, но при их рендеринге GPU производил чрезвычайно сложные расчеты. «Чтобы взломать эти треугольники, нужно было очень хорошо разбираться в компьютерной графике», – говорит Бак.
Brook сделал параллельные вычисления доступными. Научное сообщество начало закупать видеокарты GeForce и объединять их в массивы, разрабатывая приложения для финансового моделирования, прогнозирования погоды, исследований в области физики высоких энергий и медицинской визуализации. Игровые видеокарты уже были не только видеокартами – они превратились в инструменты для научной работы. Появление этого нового рынка не прошло незамеченным для Дженсена Хуанга. «Я опубликовал кучу статей, и многие заинтересовались моими исследованиями, – вспоминает Бак. – А где-то в 2004 году Дженсен предложил мне прийти в Nvidia и заняться этим всерьез».
История Бака похожа на истории многих талантливых людей, оказавшихся в Nvidia. В 2005 году Silicon Graphics, не сумевшая конкурировать с линейкой Quadro, была исключена из списка Нью-Йоркской фондовой биржи, а ее штаб-квартира стала частью Googleplex. Как и в случае с 3dfx, многие сотрудники SGI приняли предложение Хуанга о работе, так что штат компании увеличился до 2000 человек. Из них 1200, то есть 60%, занимались исследованиями и разработками. Со стороны компания все еще выглядела слегка эксцентричным производителем игрового оборудования, но на самом деле она потихоньку превращалась в научную лабораторию.
Билл Дэлли, заведующий кафедрой информатики Стэнфордского университета и убежденный пропагандист параллельных вычислений, с воодушевлением наблюдал за растущей производительностью чипов Nvidia в области математических вычислений. Он полагал,
