在新型视频游戏、机器学习软件革命、基于 CPU-GPU 混合架构的大型超级电脑的扩建、比特币和以太坊等数字加密货币的挖掘的四重加持下,英伟达正在创下新的收入、利润和市值记录。

 
英伟达最新的 Volta 架构的 GPU 瞄准的是高性能计算(HPC)和 AI 计算,自推出之后其市场需求一直在激增。其之前推出的 Pascal 架构的 GPU 则瞄准的是游戏、工作站和数字加密货币挖掘。对英伟达而言,Pascal 既是一步好棋也是一步坏棋。不过坏棋最终也成为某种程度上的好棋,至少在财报上短期看是这样的,因为 Pascal 在市场上供不应求。
 
英伟达原本是一家专门为高端游戏玩家供应图形处理器的公司,后来经过很长一段时间的转型,现在已成为一家为不同市场供应一系列计算和图像处理解决方案的公司,这些解决方案利用的是英伟达产品的通用工程技术。
 
事实证明,英伟达的转型为它带来了巨大的回报。短期来看,数字加密货币挖掘者和游戏玩家都需要使用高性能的 GPU;与此同时,深度学习的应用正从超大规模科技公司逐渐转向各种各样的服务供应商和企业,而深度学习需要使用公共云工作站使用的 Tesla 加速卡,这就形成了一个良性的需求循环,使得市场逐渐扩大。
 
 
在截至一月份的财季中,英伟达的营收高达 29.1 亿美元,同比增长 34%,同时毛利润也有所增长。我们认为,英伟达营收强劲增长的主要原因有:产品组合和巨大的产品需求使英伟达可以以较高的价格销售产品;特朗普政府的税务改革为英伟达带来了 1.33 亿美元的税收优惠,其帐面利润也因此有所增长。
 
由于这些原因,英伟达的净收入增至 11.2 亿美元,涨幅高达 70.7%。不久前,英伟达为了在圣克拉拉的建设新总部支出了 3.55 亿美元。
 
针对英伟达 2018 财年第四季度财报,英伟达首席财务官 Colette Krauss 在接受《华尔街日报》分析师的电话访谈时表示,英伟达可能会加大对超级计算机基础架构的投资,以推动公司的 AI 研究和芯片设计(英伟达已经计划开发一个 660 节点的 CPU-GPU 异构集群——下一代 Saturn V 超级计算机)。
 
在本财季的财报中,英伟达的现金和投资资产为 71 亿美元,债务只有 20 亿美元。Krauss 表示,英伟达预计将在 2019 财年第一季度(截至 4 月)实现 29 亿美元的销售额,相比刚刚过去的这一季度上下浮动 2%。
 
当前,市场扩张的速度要快于产品供应速度,因此英伟达及其下游合作伙伴的利润正在增长。但是如果台湾积体电路制造公司(简称台积电)无法提高英伟达 Pascal 和 Volta 架构 GPU 的产量,这将给 AMD 和提供机器学习和数字加密货币挖掘专用芯片的公司带来机会。
 
与此同时,AMD 的合作伙伴 GlobalFoundries 正在积极地提高其位于纽约州 Malta 镇的 Fab 8 工厂的产量。对于英伟达和台积电而言,现在的关键是提高 GPU 产量,缓解市场需求压力,同时增加收益,维持较高的收益率。这两家公司似乎能做到并且能够达成这一目标,如果没做到的话,他们就得通过其他技术来获得成功。
 
 
英伟达的联合创始人及首席执行官黄仁勋虽然担心 GPU 出现供不应求的情形,但是在接受检查英伟达 2018 财年第四季度(截至 1 月)财报的《华尔街日报》分析师的电话访谈时,他仍表示英伟达的前景一片光明。英伟达现在正在收割 Pascal GPU 带来的投资回报,Pascal 到现在已经卖了两年,并且未来一段时间还会继续销售。Volta GPU 自去年五月发布以来,到目前为止其销量一直在突飞猛进,它的市场寿命甚至会更长。GeForce 游戏 GPU 和 Quadro 工作站显卡仍然没有用上 Volta,相关产品应该会在今年晚些时候推出,甚至有可能在 GPU 技术大会(GPU Technical Conference)举办之前推出。去年英伟达为了在 GPU 技术大会发布 Volta,将大会的举办时间延迟到五月份,今年则继续会在三月份举办。
 
考虑到上述原因,英伟达从未公开谈论过其未来的 GPU 规划也就不足为奇了。由于 Volta GV100 GPU 已经用上了台积电的 12 纳米制造工艺,因此英伟达需要在 2018 年年内推出在输入(feed)和速度上满足 AI 和 HPC 客户要求的 Volta GPU。市场现在还没有准备好迎接 10 纳米进程 GPU 的大量生产,而对于其他几家主要 GPU 生厂商(英特尔、三星、台积电和 GlobalFoundries)而言,7 纳米制程的 GPU 现在更接近于开发阶段,距量产还有很长一段距离。
 
一家公司如果拥有需求如此旺盛的新市场,其他公司若要效仿是非常困难的。虽然英伟达的财报数据喜人,但是我们都知道没有市场可以永远地支撑四倍、三倍的扩张,甚至双倍的扩张都很难保证。在为 AI 和 HPC 计算带来变革的 Pascal 加速卡还未发布时,英伟达的 Tesla 数据中心的计算业务在 2015 财年、2016 早期一直反反复复。直到 2017 财年 Pascal 开始发货之后,英伟达的数据中心业务实现了跨越式的增长,各季度的市场规模年同比扩大至两倍甚至三倍,它的 Tesla 和 GRID 业务在助推之下也实现了相当高的增长。到 2017 年秋季,英伟达数据中心业务的年运转率(run rate)已达到了 20 亿美元。
 
 
为了和其他生产高性能计算产品的厂商作对比,最好的做法是观察英伟达的各财年的数据,而不是观察各季度的数据。
 
2015 财年,英伟达的数据中心业务给它带来了 3.17 亿美元的营收;2016 财年,该业务的营收增至 3.39 亿美元,涨幅只有 7%。2017 年机器学习出现了井喷式的发展,与此同时 HPC 也开始大规模采用 GPU。2017 财年,英伟达数据中心业务的销售额增长了 2.45 倍,达到了 8.3 亿美元。2018 财年,该业务的销售额增长了 19.3 亿美元,相比 2017 财年增长了 2.33 倍,增长速度轻微放缓。不过,重点是 20 亿美元的运转率看起来是可持续的,原因是英伟达可以缓解产品供应压力。2019 财年该业务可能只会增长 2 倍多一点,销售额预计约为 40 亿美元,运转率可达 50 亿美元。
 
毋庸置疑,游戏玩家对高性能 GPU 的需求肯定不会减少,这个市场将会继续增长,它的目标消费群当前有 2 亿人之多,在接下来几年也许还会增至两倍。考虑到上述原因,我们很难唱衰英伟达的 GeForce GPU 核心业务,而且英伟达的工程师也肯定能打造出更强大的 GPU。但是,我们认为英伟达会与 AMD 和英特尔在性价比上展开竞赛;而且由于竞争压力的影响,英伟达的数据中心业务的增长会减缓,不过前提是 AMD 可以推出可以实现混合精度浮点计算(包括 AMD 极其需要的 64 位浮点计算)的 GPU。
 
下表是英伟达游戏业务和数据中心业务各财年的预计数据:
 
 

 

假设 2019 财年英伟达游戏 GPU 业务的增长率为 30%,而 2020 财年和 2021 财年的增长率只有 25%,我们预计该业务三年之后的营收将为 112 亿美元。假设数据中心业务每年的增长率为 80% ,那么该业务在 2021 财年的营收将达到 113 亿美元(我们故意提高了增长率,以探究英伟达需要采取什么样的措施来实现这样的数据)。当然,面向游戏和 AI/HPC 的 GPU 市场可能会饱和,这些市场的增长速度也可能慢于我们预期的速度。那么我们假设游戏业务和数据中心业务的增长速度都将减缓,因为这两个业务正接近市场上限,它们未来的营收数据可能如下表所示:
 
 
我们承认我们希望看到英伟达的数据中心业务超越它的游戏业务,但是这两个业务的增长也可能呈线性趋势,这样的增长也很有趣:
 
 
如果是线性增长,英伟达的数据中心业务的营收将会在 2021 年前达到 300 亿美元,是游戏业务的两倍。这样的话,英伟达将必须在将接触瓶颈的市场上卖出大量 GPU 加速卡(很可能比台积电和 GlobalFoundries 先进工艺产能的总和还要多),抢占大量 CPU 的市场。这是黄仁勋的疯狂梦想,同时也是英特尔首席执行官 Brian Krzanich 的噩梦。
 
英特尔 2017 年数据中心部(Data Center Group)的全年的年运转率为 220 亿美元,其“实际”数据中心业务(不仅包括服务器芯片、芯片组、主板,还包括存储器、FGPA 等其他商品)的年运转率为 280 亿美元。
 
假设 CPU 的市场和 GPU 的市场一样大,会发生什么呢?我们认为这样的假设是不存在的,而且服务器芯片市场不可能在四年之内增长到 600 亿美元。
 
我们的观点是,未来各厂商将会在数据中心的计算业务展开激烈角逐,而且竞争者将不仅仅限于英特尔和英伟达。到了 2021 年,数据中心计算业务的规模可能会达到 200 亿美元至 250 亿美元(市场将细分为 CPU、GPU 和 FPGA)。如果计算业务大部分是机器学习训练和推测,那么英伟达将会占据三分之一的份额也不是不可能。