遊戲裏的芯片戰爭_風聞
饭统戴老板-饭统戴老板官方账号-有趣且深度的硬核财经02-12 08:46

英偉達創始人黃仁勳(Jensen Huang)在中國有一個令人費解的諢號:兩彈一勳。
1963年出生在台北的黃仁勳,顯然跟氫彈原子彈屬於八竿子打不着。得此諢號的原因,是2011年英偉達發佈了一款顯卡GTX590。這款顯卡功耗和發熱巨大,超載時發生過爆炸事故。因此被網友戲稱為核彈顯卡,簡稱“核顯”。
英偉達捱打立正,第二年發佈的GTX690功耗有所改善,但網友們仍然對發熱不滿意,將GTX690稱為“戰術核顯卡”。本來,這只是顯卡圈裏的一個專業梗,但遇到了一個將其帶出圈、平時卻八杆子打不着的單位:甘肅衞視。
2014年,甘肅衞視製作一期關於航母和現代戰爭的節目,文案借鑑了百度百科上的部分內容。恰好,有好事的網友將“核顯卡”這個梗編進了百度百科:“搭載690戰術核顯卡的火箭推進榴彈,一發就可以摧毀一個航母戰鬥羣”。
於是,隨着主持人一本正經地念出“690戰術核顯卡”,顯卡圈最大的名場面出現了,黃仁勳喜提“核彈狂魔”、“兩彈一勳”等榮譽稱號。

拋開各種梗不談,黃仁勳的確是全球名氣最大的芯片公司老闆。沒幾個人能説出英特爾、高通、台積電甚至中芯國際的老闆是誰,但很多普通人都對黃仁勳的各種軼事和段子無比熟悉,其原因是:很多人都玩遊戲,在眾多芯片的應用場景裏,遊戲玩家是對技術進步最敏感、算力需求最旺盛、付費意願也最強的羣體。
英偉達市值曾一度超過8000億美金,是一個不折不扣的「算力帝國」,其產品已經廣泛應用在雲計算、人工智能、自動駕駛等領域,但英偉達底盤業務一直都是遊戲,黃仁勳跟玩家們“相愛相殺”多年,伴隨了至少兩代人的成長。
玩家們甚至會“跪求”英偉達推出新產品。2017年3月,《絕地求生》突然走紅,這個遊戲需要GTX1060顯卡才能流暢遊玩,這讓一大批設備陳舊的網吧陷入尷尬,玩家和網吧老闆們此時都希望老黃能給出一款便宜但能玩吃雞的顯卡。
刀法精湛的老黃從善如流,緊鑼密鼓地推出了一款特供顯卡——GTX 1060 5G顯存版。這款顯卡將算力卡在一個非常曖昧的節點:它性能確實不弱,可以完美運行《絕地求生》,但同時無法運行任何一款更高配的遊戲,還無法挖礦。
這些特性讓這款顯卡價格相對低廉,而且穩定。於是其不僅被網吧老闆奉為圭臬,預算有限的玩家也將其視作“居家旅行必備良卡”。僅僅因為一款《絕地求生》遊戲,1060 5G顯存版本至今仍是Steam上持有率第二高的顯卡。
人類的天性能促進偉大的生產力,半導體就是其中之一。儘管英偉達現在跟幾乎所有熱門科技概念——如ChatGPT、無人駕駛和Web3——都能搭上關係,但在成立之後的很長一段時間裏,遊戲玩家才是“核彈黃”的衣食父母。
構建在算力基礎上的虛擬遊戲世界,是芯片產業最大的需求方之一。超級瑪麗與光刻機之間的關係很少有人討論,但如果覆盤計算機發展史,就會發現遊戲,是不斷加速的硅基革命最重要的推動力之一。
玩家們也許不會意識到:他們在吃雞裏射出的每一顆子彈,都變成了晶圓廠的訂單。
黎明:喬布斯省下的106個芯片
1975年,在遊戲巨頭雅達利(Atari)上班的喬布斯領到了一個任務:給一款叫做Breakout的遊戲製作電路板,但要儘量節省芯片。雅達利預計一般需要150個芯片,就給喬布斯設置了獎勵條件:每少一個芯片就獎勵100美元。
這裏所説的“芯片”指的是TTL邏輯電路,它是一種由雙極型晶體管構建的邏輯陣列,是早期的集成電路工藝,在1960-1970年代占主導地位,被電子工程師廣泛用來搭建各類複雜功能的電路,比如計算器、工控系統,以及遊戲機。

70年代用TTL搭建的電路板
雅達利是全球第一代街機和家用遊戲機巨頭,等於今天的任天堂+索尼+暴雪+R星,四捨五入幾乎是當時全球最酷的公司。1974年19歲的喬布斯從裏德學院畢業,加入雅達利成為前50號員工,這是他創辦蘋果前的唯一的一份正式工作。
不懂技術的喬布斯找來了好友沃茲尼亞克(Stephen Wozniak),兩人熬了4天的夜(主要是沃茲在熬),最後成功地只用了44枚芯片就完成任務。這讓兩人發了一筆小財,為他們的合作奠定了良好的基礎。1976年,他們創辦了蘋果。
喬布斯和沃茲使用的這種TTL邏輯電路,是70年代初最主流的“芯片”,遊戲機是它們最大的需求方之一。據保守統計,在個人計算機尚未大規模普及的1975年,遊戲機的出貨量大概是36萬台,同年個人計算機出貨量僅為5000台。
如果往更早追溯,電子遊戲和計算機的發展其實幾乎同頻,甚至很多計算機重大技術也都誕生於遊戲。
1960年代,貝爾實驗室的Ken Thompson在單位的大型機上編寫了一個叫做《Space Travel》(星際旅行)的小遊戲,後來項目撤銷電腦被收回,他為了能繼續玩,就把遊戲移植到一台舊的小型機上,併為此寫了一套操作系統——Unix。
Unix道生萬物,衍生或影響了Linux、MacOS、 iOS和安卓等幾乎所有非微軟陣營操作系統,構成我們周圍絕大多數智能系統的基礎。而Thompson的同事Dennis Ritchie 也沉迷《星際旅行》,在幫着開發Unix時,順手創造了C語言。
換句話説,計算機科學殿堂兩根柱石Unix和C語言,誕生於兩個想在上班之餘玩遊戲的人。
上世紀60年代計算機剛發明不久,科學家急需一個程序來衡量計算機的性能。1962年,麻省理工的學者為了“榨乾”計算機性能,開發了一款名叫《太空大戰》的遊戲。雖然玩法粗糙圖形簡陋,但依然在當地幾所大學裏風靡一時。
於是學生們紛紛跑去計算機房“測試計算機性能”,跟多年後大學生用CS和魔獸爭霸來“測試”學校機房性能一樣。一位名叫諾蘭·布什內爾(Nolan Bushnell)從中發現了商機,幾年後他創辦了雅達利,並開發了一款叫做PONG的遊戲機。
PONG是一台有一塊黑白屏幕和兩個操縱桿的巨型機器,即我們現在熟悉的“街機”,需要投幣開機,遊戲玩法類似乒乓球。1972年,布什內爾推着第一台商用遊戲機走進了小鎮的一家酒館,結果第二天晚上,老闆就告訴他機器壞了。

和人一般高的PONG遊戲機
布什內爾拆開一看,才發現原來是玩家投入的硬幣太多導致機器短路了。他當場把硬幣盒換成一口更大燉鍋,結果也只撐了一週,最後打開一數發現燉鍋裏足足有300美元,是隔壁彈珠枱的十倍[1]。布什內爾這時意識到,他要發大財了。
PONG開始在全美迅速鋪開,人們對這種科技感十足的大玩具充滿瘋狂的熱情。很快,大量第一代電子遊戲機問世,比如Magnavox公司的Odyssey系列,Coleco公司的Telstar系列,這些機器幾乎擺滿了從東海岸到西海岸的每一間酒吧。
個人計算機尚未普及前,IBM和DEC公司昂貴的大型機小型機都深藏閨中,NASA阿波羅飛船里布滿芯片的電路板又遠在天邊。對普通老百姓來説,10個硬幣玩半天的遊戲機,是他們跟“集成電路”這門改變人類命運的技術的第一次親密接觸。
第一代遊戲機極大拉動了TTL邏輯電路的銷量,但廠商和玩家都對芯片提出了更高的期望:更多數量的晶體管(帶動更多的遊戲)、支持彩色輸出(更好的視覺效果)以及更小的體積(能夠讓遊戲機真正走進千家萬户)。
因此,當新的半導體工藝把“集成電路”推進到“大規模集成電路”的時候,遊戲廠商的支票薄已經準備好了。
從70年代開始,由MOSFET構成的高密度集成電路芯片成本不斷下降,開始替代TTL。基於新工藝的第一代通用微處理器在70年代紛紛問世,包括Intel的4004/8008、摩托羅拉的6800、Zilog的Z80,他們性能強大,馬上就被遊戲廠商盯上。
1976年時代華納收購雅達利,並追加一億美元投資準備做一款家庭遊戲機。雅達利選擇了MOS公司的6502芯片,這款芯片對標摩托羅拉的明星產品6800,性能不相上下,也是蘋果公司第一代產品“Apple I”和第二代“Apple II”的核心處理器。
1977年,雅達利2600遊戲機上市,售價190美金,立馬橫掃全美,總共賣掉了3000多萬台,平均每三個美國家庭中就有一台。這個數字其實意味着——相比個人計算機的先驅蘋果公司的前兩代爆款產品,雅達利購買和消耗了更多的芯片。

雅達利2600遊戲機
70年代是集成電路走向“民用”的關鍵節點,而半導體的產業規律告訴我們:由於製造環節的重資產高門檻特性,只有大規模的出貨量,才能拉低芯片成本,進而賣出更多的芯片,形成正反饋。
遊戲,無疑是這一反饋環路的重要推動力。
集成電路發明時間是1958年,只有少數幾個地方能用得起,比如阿波羅登月曾消耗掉了全美50%的集成電路。1970年全球集成電路產值只有24億美元,但到了1980年,儘管晶體管製造成本不斷降低,產值卻增長到了137億美元。
在集成電路產業的萌芽年代,遊戲成為了整個產業的催化劑:一方面,娛樂是人的天然需求,創造了電子遊戲這個規模遠超于軍工的大市場;另一方面,玩家們購買遊戲的錢,相當一部分轉化成了芯片公司的CapEx。
遊戲和芯片的“反饋閉環”愈發清晰:遊戲機的性能越強,就越能承載更精美的畫面和更復雜的玩法;而體積越小、便攜性越強,就越能讓遊戲機走向千家萬户甚至隨身攜帶。這兩種特性,都需要算力更強、體積更小的芯片。
開啓這一“反饋”的雅達利,卻遭遇了大崩盤。雅達利開創了第一代電子遊戲機之後,吸引大量廠商抄襲模仿,導致垃圾遊戲充斥市場,最終引發市場崩盤。北美電子遊戲市場1983年收入高達32億美元,到1985年只剩下了1億,下降97%。
雅達利大崩潰,最開心的是日本人,家用遊戲機的主宰者從美國被轉移到了日本,任天堂、索尼、世嘉、Capcom等公司趁勢崛起,以超級瑪麗和塞爾達傳説為代表的日本遊戲統治全球40年,陪伴了整整兩代人的童年和青春。
而恰好,日本也是半導體大國。遊戲和芯片在日本演繹了一段開局高光,但結局扼腕的故事。
啓示: 家用機大戰裏的“自主可控”
一個產業被美國人發明出來,然後被東亞國家“接管”,這種事情屢見不鮮,但對電子遊戲來説這一速度也未免太快了。美國遊戲產業1983年崩潰之後,任天堂同年就發佈了著名的“紅白機”,並在2年後登陸美國市場,狠賺了美國人一把。

任天堂Famicom(紅白機)
“紅白機”的官方名叫任天堂娛樂系統(NES),全球銷量超過6100萬台,是雅達利2600的2倍多。它的核心處理器,是理光(Ricoh)公司生產的2A03芯片,但如果把芯片拆解研究,就會發現一位熟悉的老朋友——MOS公司的6502[3]。
不得不説,6502是一款神奇的芯片,它支持蘋果、任天堂、雅達利三家公司的首個“世界級”爆款——Apple II,紅白機和雅達利2600。但研發者MOS公司最後卻陷入財務危機被收購,湮滅在歷史長河裏,生動詮釋了什麼叫做高開低走。
通過魔改6502,任天堂實現了部分的“自主可控”,接下來呢?
80年代中後期,美國的輿論環境非常“反日”,但這沒能影響玩家對日本遊戲機的熱情。1988年,任天堂在北美賣出了700萬台紅白機和3300盒遊戲卡帶,水管工馬里奧作為日本“特派代表”,在美國宣示了日本人的賽博主權。

任天堂NES“灰機”在美國的廣告
幾乎跟紅白機登陸美國的同時,美國按着日本的頭在1986年簽署《日美半導體協議》,大量日本高科技產品被美國以“反傾銷”的名義增加關税,但任天堂這些遊戲公司的崛起,反倒沒有引起華盛頓那些不玩遊戲的國會老爺們的注意。
因此,不管是有意還是無意,日本遊戲機廠商開始“扶植”本土的半導體公司。
理光是最先得到任天堂訂單的。最早任天堂高管上村雅之找到理光要求魔改6502時,理光嫌報價低一口拒絕。在得到2年300萬片的採購承諾後,理光才開工幹活。但到了1986年底,來自任天堂的訂單已經佔了理光半導體銷售額的60%。
理光並非唯一的受益者,夏普、富士、三美電機等公司均拿到了任天堂大筆的半導體訂單[1]。到了1992年,任天堂已經是一家年銷售額45億美金的巨頭,每年芯片採購高達10億美金,絕大多數訂單都流向了日本本土企業。
80年代後期,全球遊戲市場的主旋律是救公主——馬里奧在水管裏救公主,林克在海拉魯救公主,克勞德在蓋亞救公主。救公主的主角們有着不同的身世、天賦、必殺技,但背後的造物主都是一樣的——芯片、算力、晶體管。
在那段時間裏,日本遊戲機芯片實現了部分的“自主可控”:任天堂1989年發佈的GameBoy掌機用的是夏普的LR35902芯片,全球狂賣1.2億台;1990年發佈的Super NES用的是理光的5A22芯片,全球銷量4900萬台;世嘉在1994年發佈的“土星”,用的則是日立的SH-2芯片,也賣了接近1000萬台。
但最終讓這一切戛然而止的,還是那一紙《日美半導體協議》。
1991年,兩國達成了第二次半導體協議。這次美國明確規定美國芯片必須佔據日本市場20%以上的份額。
為了達成20%的目標,日本政府不惜下場,通過“行政指導”的方式讓日本企業擴大進口美國芯片,這大幅削弱了日本高科技企業自主研發芯片——尤其是最難的微處理器的動力。
最終,雖然日本的遊戲機繼續風靡全球,但處理器芯片逐漸放棄了對內採購。1996年任天堂發佈64位的新遊戲機,芯片採用的是NEC VR4300;同期索尼發佈的PlayStation第一代,全球銷量1.02億台,處理器則是MIPS公司的R3000。
當然,日本比蘇聯好得多。蘇聯人帕基特諾夫發明了《俄羅斯方塊》,但蘇聯連遊戲產業都沒有,《俄羅斯方塊》在西方風靡起來之後,據説有日本商人去蘇聯談判收購版權,蘇聯人想用版權換一批當時被禁運的遊戲芯片,但被無情拒絕。
日本遊戲機產業向“自主可控”發起的最後嘗試,是索尼為PlayStation3研發的Cell芯片。它是索尼聯合東芝和IBM開發,基於IBM的PowerPC架構,試圖同時滿足遊戲機、PC、電視等不同場景的“全能”芯片,甚至有點兒想挑戰Intel的意思。
但此時PowerPC架構早已跟不上x86陣營的腳步,連喬布斯都在2006年拋棄PowerPC轉投Intel陣營,Cell芯片的結局可想而知:在耗資幾十億美金後,Cell芯片伴隨PS3在2006年面世,但由於複雜的架構和昂貴的價格,很快就被索尼忍痛放棄。

PS3上的Cell架構芯片
之後,日本遊戲機仍然橫掃全球,但“芯”都是美國的了。索尼2013年的PS4,用的是AMD的Jaguar處理器,2020年發佈的PS5,用的是AMD的zen2。任天堂2017年發佈的Switch,全球賣了1.2億台,用的則是英偉達的Tegra X1。
但在這些產業博弈之外,遊戲仍然在默默地拉動芯片行業的成長。
第一代PlayStation遊戲機研發的時候,索尼牽手東芝研發了一塊用於演算3D CG畫面的LSI芯片。以芯片性能作為槓桿,索尼找到了遊戲公司SE開發3D遊戲《最終幻想7》。
藉助LSI芯片強大的圖形性能,高清的蒂法微笑成為了遊戲史上經典的一筆,也讓《最終幻想7》賣出了驚人的1330萬份。

FF7重製版裏的Tifa
世嘉公司在研發“土星”(Saturn)遊戲機時,聽説索尼也在搞第一代PlayStation,看上了一家做小公司做的一款叫做NV1的圖形芯片。儘管後來這款遊戲機並不算成功,但世嘉的訂單卻意外地把這家小公司拉出泥潭。這家公司就是英偉達。
英偉達早年喜歡不走尋常路。當年微軟為了讓玩家更好地在PC機上玩遊戲,發佈了direct X標準,但英偉達硬着脖子不肯支持,最後產品遭遇市場毒打,幸虧有世嘉的訂單才渡過現金流。黃仁勳後來果斷調整策略,才收到了各大PC整機廠的接納。
1999年,英偉達發佈了世界上第一顆通用圖形處理器GeForce256,遊戲玩家一片歡呼,黃仁勳從此開始走向了“兩彈一勳”之路。
溢出:從光線追蹤,到人工智能
當日本遊戲機廠商如日中天的時候,微軟坐不住了。
2000年,微軟推出了遊戲機品牌Xbox。這台機器表面上是一台遊戲機,其實本質上就是一台裝有奔騰3芯片的PC電腦。英偉達為Xbox提供了GPU,但最終產品最終只賣了2000多萬台,相比PlayStation2誇張的1.5億台銷量,基本等於被碾壓。
Xbox發售後不久,微軟就開始研發下一代遊戲機Xbox 360,並且想跟英偉達繼續合作,但前提是芯片報價必須下調。黃仁勳沒有同意,加上雙方其他的一些撕扯,微軟一點兒都沒慣着老黃,立馬掉頭扶持了另一家GPU公司ATI。
黃仁勳馬上感受到了慈父鐵拳的威力,不但讓競爭對手ATI在微軟和英特爾的扶持下有了跟英偉達掰手腕的能力,而且跟微軟的矛盾更導致了GeForce顯卡跟Windows兼容出現了問題。內外交困之下,黃仁勳一邊跟微軟謀求和解,一邊爭取到了索尼PS3的訂單,熬過了危機。
儘管夾在微軟和日本遊戲機巨頭之間,但英偉達在2000年-2007年過的可謂是非常舒服,尤其是PC機對顯卡的需求與日俱增。可以説,微軟+英特爾+英偉達/ATI推動了PC遊戲的崛起,而PC遊戲又進一步拉動了四家公司的業績。
相比遊戲機,PC遊戲更能夠展示“安迪-比爾”定律的殘酷性。一般來説,遊戲機的生命週期都在7-10年左右,芯片更新較慢。而PC上的GPU芯片往往兩年就會更新一代,比起遊戲機399美元的定價,高端GPU則動輒賣出上千美元。
更要命的是,即便是最頂級的顯卡,往往也有帶不動的遊戲。2007年,歐洲遊戲工作室Crytek推出了《孤島危機》,包含了100萬行代碼、1GB的紋理數據和85000個着色器。
宣傳文案美如畫,森林裏每一絲風吹草動都栩栩如生,唯一不足的是當時沒有顯卡能流暢運行,被調侃為“顯卡危機”。
最終,用着頂級顯卡的玩家們捏着鼻子一邊看PPT一邊把遊戲通關了。這也在一定程度上變成了遊戲行業一個不成文的規則:絕大多數遊戲的分辨率都是可以設置的,為了適應硬件的性能,遊戲公司有時不得不主動降低圖形質量。而這也成為推動和引領硬件升級的一股直觀驅動力。

由於硬件性能不足,《巫師3》縮水嚴重
遊戲硬件的無止境需求成為英偉達屁股下的火箭,遊戲玩家則為英偉達帶來了鉅額的利潤和源源不斷的研發費用。
自1999年上市以來,英偉達每年的研發投入佔營收比例一直高達20%~30%——但玩家仍然抱怨不夠用。
英特爾還專門提出過一個“GDP概念”來概括自己的高質量羣體,它們分別是Gamers,D、esigners和Photographers。其中Gamers是主力中的主力。對於芯片產業來説,遊戲為產業上游提供了一個近乎完美的市場化環境:
·在各種軟件場景裏,遊戲幾乎是商業機制最健康的一個,也是購買力最強的,而市場的大小決定了芯片公司能養活多少工程師。
·以顯卡為代表的芯片是一個絕對參數説話的市場,芯片公司的利潤率幾乎完全由芯片性能決定,即便是和愛馬仕聯名的RTX3060,也賣不出性能更強的RTX3080的價格。
·但同時,遊戲玩家又對成本極其敏感,這就需要芯片公司必須做好性能、良率、成本上的平衡,才能在競爭中勝出。
遊戲的基本盤並沒有讓英偉達止步。英偉達首席科學家David Kirk有一個更大的野心:把原來只做3D渲染的GPU算力給“通用化”,能夠方便地分配給其他的應用。這樣,昔日只用來加速遊戲的GPU,就成了真正的通用算力中心。
黃仁勳從善如流。2007年,英偉達推出了革命性的CUDA架構,前後砸了超過100億美金,終於把GPU的應用場景給徹底解放,打開了成長的天花板,讓無人駕駛、深度學習、神經網絡等最新的計算機科學統統都離不開英偉達的芯片。
不僅如此,因為遊戲顯卡而帶動的動態高分辨率、動態超頻、光線追蹤、DLSS等技術,也成為英偉達GPU的關鍵技術地盤,開始被廣泛運用到建築可視化、自動駕駛、醫療、生命科學、能源、製造業等更多領域。
以遊戲起家,最後卻超越遊戲,英偉達在2021年一度成為全球市值最高的半導體公司。
當然,雖然黃仁勳帶着英偉達已經走向了更遠的星辰大海,但遊戲顯卡仍然是英偉達最大的技術地盤,目前還佔英偉達40%左右的收入。而老黃也吃水不忘挖井人,每年都通過精湛的刀法,一輪一輪地收割着玩家們的錢包。
黃仁勳對遊戲業務這樣總結[4]:“We also observed that video games were simultaneously one of the most computationally challenging problems and would have incredibly high sales volume.
Those two conditions don’t happen very often. Video games was our killer app—a flywheel to reach large markets funding huge R&D to solve massive computational problems。”
電子遊戲是碳基人類的一種基於“硅基”的習慣,上網、聊天、辦公、刷劇也同樣如此,它們都是放大芯片與大眾需求的連接器,使得芯片這個技術高度密集但也極度燒錢的產業,始終有足夠的市場和動力,快速向前滾動和發展。
只要人類追求快樂的天性還在,遊戲對半導體產業的拉動就不會停歇。
尾聲
除了芯片,面板也曾是日本的典型優勢產業。
1994年,日本液晶面板產量佔全球的95%,索尼經典的特麗瓏電視暢銷全球。但問題是,日本的面板產線大部分都是1、2代線。亞洲金融危機後,日本公司無力砸錢研發,反倒是韓國猛砸3代線,徹底超越了日本。
包括面板、芯片在內的電子產業有一個非常鮮明的特點:先發者難以建立先發優勢,必須持續砸錢研發,稍有懈怠就會被後來者一把追上。
由於有摩爾定律——“芯片上的晶體管密度每隔18個月就翻一番”這條鐵律的存在,每當技術進步到下一個階段,就給了新來者趕超的機會。

戈登·摩爾發表在《電子學》雜誌上的論文,1965年
比如上面提到的面板,2003年到2007年間,台灣地區開始大舉引入5代線,年產量4年增長了8.5倍,最終超過了韓國。結果2009年之後,中國內地廠商加入戰局,把投資焦聚在高世代的8.5代線、甚至10.5代線,把台灣的面板產業直接打沒了。
而航空、汽車、生物醫藥這類產業則恰好相反,以燃油車為例,其核心零部件發動機是一個典型的“漸進式創新”領域,只要攻克核心技術,就會建立起非常高的壁壘,想要追趕就只能從零開始。這就很容易形成領跑者的圈子文化,導致強者恆強,後來者一步落後、步步落後。
正如西村吉雄在《日本電子產業興衰錄》中的那個提問:90年代後,日本的汽車產業依然欣欣向榮,為什麼電子產業坍塌了?
而當我們回溯電子產業並不漫長卻波瀾壯闊的發展,往往會聚焦於頂層政策的縱橫捭闔,產業英雄的一夫當關,技術路線的千金豪賭,反而忽略了構築起人類工業與科技結晶的地基:市場——千千萬萬個消費者用錢投票,選出了那些屹立在產業鏈頂端的龐然大物。
以台積電為例,一座12寸晶圓廠造價高達30億美元,台積電每年買設備、建產線的資本開支高達數百億美元。為這些成本買單的,其實是蘋果、英偉達、AMD這些頂級芯片設計公司的訂單,而這些公司背後,是數量龐大,且對性能有高追求的電子產品用户及遊戲玩家。
我們覆盤英偉達的崛起,會發現這個過程中有許多推動力,比如芯片產業的全球分工,比如芯片通用化的趨勢,比如新技術場景的開拓。但追根溯源,依然是玩家的購買力支撐起了一家GPU的全球霸主。換句話説,RTX4090裏的每一個晶體管,都是打遊戲的報銷的。
2021年,英偉達的研發支出達到52.68億美元,僅次於英特爾和高通,在全球半導體公司裏位列第三。如今,3nm芯片設計費用動輒15億美元,5nm芯片的流片(即芯片試生產)成本高達4725萬美元。
每一家半導體巨頭背後,往往都屹立着一個巨大的市場,比如智能手機之於高通,PC之於英特爾,遊戲、AI、自動駕駛之於英偉達。

《使命召喚》中,以假亂真的阿姆斯特丹街景
正如前文所説,由於“安迪-比爾定律”的存在,遊戲對芯片公司是一個非常完美的市場,遊戲開發商會不斷的催促芯片設計的進步,遊戲玩家即便支付意願強烈,也會嚴苛的審視每一行參數。最終,數以億計的晶體管在AI、雲計算、自動駕駛這些技術的前沿長久的散發着光芒。
時至今日,遊戲的圖形技術依然追隨着摩爾定律前進的步伐,代碼、多邊形與貼圖經由GPU上計算單元的處理,變成大大小小的屏幕上劍與魔法的冒險,一次又一次的驚豔着全世界的玩家,也在潛移默化的推動一個個行業的進步。
當1972年,美國人諾蘭·布什內爾發售PONG遊戲,他不會想到遊戲玩家對快樂的追求可以創造多麼偉大的生產力。他更不會預想到,這些在芯片發展史上不曾留下姓名的一個又一個普通消費者,會扮演怎樣重要的角色了。
參考資料
[1] 遊戲結束,戴維·謝弗
[2] 喬布斯傳,2011年
[3] Whence Came the Famicom’s Brain? Metopal, 2012
[4] This Man Is Leading an AI Revolution in Silicon Valley, 2017
[5] 英偉達企業分析-GPU到AI芯片,中金研究