英偉達(dá)在人工智能芯片領(lǐng)域的破壞性創(chuàng)新研究

梅丹琳

摘要：本文通過(guò)結(jié)合英偉達(dá)CPU技術(shù)創(chuàng)新的實(shí)證案例，分析了破壞性創(chuàng)新在人工智能新背景下的特點(diǎn)，提出在人工智能芯片行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新者在進(jìn)入市場(chǎng)前“先制行為”的重要性;對(duì)于在位企業(yè)來(lái)說(shuō)企業(yè)歷史的技術(shù)知識(shí)和積累會(huì)限制企業(yè)對(duì)新技術(shù)的戰(zhàn)略開(kāi)發(fā)，AI復(fù)雜的市場(chǎng)發(fā)展方向和算法的不確定性對(duì)企業(yè)提出更高的市場(chǎng)能力要求，從而為破壞性創(chuàng)新理論提供更多實(shí)證分析支持。

關(guān)鍵詞：破壞性創(chuàng)新;英偉達(dá);芯片行業(yè);先制行為;CPU;FPGA

中圖分類號(hào)：G20

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672 - 8122（2018）11 - 0022 - 04

破壞性創(chuàng)新理論最早由荷蘭人熊彼特提出，1995年哈佛教授克里斯坦森再次提出并發(fā)展隨后受到廣泛關(guān)注[1]，無(wú)論是創(chuàng)業(yè)公司還是成熟的在位企業(yè)，很多都把它作為商業(yè)運(yùn)營(yíng)的指導(dǎo)理論。對(duì)破壞性創(chuàng)新理論的研究文獻(xiàn)也非常多，僅2014年英文文獻(xiàn)就有2000多篇。這個(gè)理論指向這樣一個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題——為什么已經(jīng)非常成熟的在位企業(yè)會(huì)被一個(gè)市場(chǎng)新進(jìn)入的創(chuàng)業(yè)公司所挑戰(zhàn)，并以破壞性的規(guī)模失去原有的市場(chǎng);[2]。20年后，2015年克里斯坦森再次發(fā)表了文章《What Is Disruptive Innova-tiori》[3]以及2016年發(fā)表的《Disruptive Innovation：Intellectual History and Future Paths》[4]為破壞性創(chuàng)新理論的不足之處以及發(fā)展的方向提出建議。例如在不同的產(chǎn)業(yè)中，破壞性創(chuàng)新模型的軌跡并不相同，需要探索更多樣化的軌跡模型;面對(duì)破壞性創(chuàng)新，在位的企業(yè)應(yīng)該如何做出有效反應(yīng)，目前的理論研究提示建立一個(gè)新的獨(dú)立于主體的部門(mén)有利于應(yīng)對(duì)破壞性創(chuàng)新，但是這一模式并不總是有效;在一些案例中，應(yīng)對(duì)威脅的失敗并不是由于缺乏理解和注意或者是企業(yè)的資源分配的限制，因此如何更好地去應(yīng)對(duì)破壞性創(chuàng)新仍需要進(jìn)一步研究。本文通過(guò)對(duì)當(dāng)下人工智能這樣一個(gè)新興領(lǐng)域的破壞性行為的實(shí)證研究，來(lái)探究芯片行業(yè)破壞性創(chuàng)新的特點(diǎn)。

一、破壞性創(chuàng)新的本質(zhì)

破壞性創(chuàng)新之所以成為可能源于創(chuàng)新企業(yè)一開(kāi)始所進(jìn)入的市場(chǎng)是低端市場(chǎng)、新市場(chǎng)或者是利基市場(chǎng)，這些市場(chǎng)共同的特點(diǎn)是他們?nèi)菀妆辉谖黄髽I(yè)所忽視，從而導(dǎo)致在位企業(yè)不能做出及時(shí)有效的反應(yīng)。破壞性創(chuàng)新另一個(gè)重要的特點(diǎn)是它常常建立了一種和在位企業(yè)不同的商業(yè)模式，正是這種新的商業(yè)模式所產(chǎn)生的新的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)具有一定的破壞規(guī)模性，例如iphone的創(chuàng)新具有破壞性不僅僅是因?yàn)槠洚a(chǎn)品本身而在于他創(chuàng)造了新的商業(yè)模式——讓所有人可以參與開(kāi)發(fā)蘋(píng)果商店的應(yīng)用程序。破壞性創(chuàng)新不同于持續(xù)性創(chuàng)新常規(guī)S技術(shù)曲線的本質(zhì)在于它縱軸測(cè)量的是不同于已建立價(jià)值體系的性能屬性，“破壞性技術(shù)在某一價(jià)值體系內(nèi)部特有的軌道上出現(xiàn)并發(fā)展，當(dāng)它們發(fā)展到能夠滿足另一個(gè)價(jià)值體系所要求的性能水平時(shí)，這種破壞性創(chuàng)新就侵入那個(gè)體系，威脅在位者?！盵2]

在新市場(chǎng)破壞模式中如圖1所示，創(chuàng)新者是在新的價(jià)值體系與“非消費(fèi)”競(jìng)爭(zhēng)[5]。例如PC市場(chǎng)是在尚未形成明確推銷策略的情況下出售其產(chǎn)品，通過(guò)對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行試探的方法，這些產(chǎn)品最終的主導(dǎo)應(yīng)用浮現(xiàn)出來(lái)。一旦剛啟動(dòng)的公司在新市場(chǎng)中發(fā)現(xiàn)一個(gè)運(yùn)作的基礎(chǔ)，它們便認(rèn)識(shí)到通過(guò)持久性改進(jìn)，能夠以比它們的新市場(chǎng)所要求的更快的速度來(lái)增加產(chǎn)品的性能。而這時(shí)在位企業(yè)關(guān)于市場(chǎng)的觀點(diǎn)和新加入公司的觀點(diǎn)并不對(duì)稱，在位企業(yè)在審視新出現(xiàn)的比較簡(jiǎn)單的市場(chǎng)時(shí)認(rèn)為獲利點(diǎn)或市場(chǎng)規(guī)模并不引人注目。與此相反，新加入公司認(rèn)為潛在市場(chǎng)容量和獲利點(diǎn)有很大的吸引力。雖然一些在位企業(yè)能夠采取應(yīng)對(duì)措施來(lái)維護(hù)它們的市場(chǎng)地位，但是發(fā)現(xiàn)新加入的公司已經(jīng)在制造成本和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)方面形成了不可逾越的優(yōu)勢(shì)。

二、英偉達(dá)（Nvidia）創(chuàng)新路徑

在人工智能大熱的時(shí)代，全球可編程圖形處理技術(shù)開(kāi)發(fā)者英偉達(dá)（Nvidia）公司可以說(shuō)是近幾年來(lái)最受關(guān)注的芯片公司，在數(shù)據(jù)中心和深度學(xué)習(xí)方面以破壞性的姿態(tài)成為了行業(yè)的領(lǐng)頭羊，分走了曾經(jīng)一家獨(dú)大的英特爾在計(jì)算芯片領(lǐng)域的很大一杯羹。如圖2所示，2016年英偉達(dá)在興起的人工智能市場(chǎng)領(lǐng)域芯片的銷售額劇增，股票市值也一路飆升，成為AI界最被看好的芯片公司，互聯(lián)網(wǎng)的幾大巨頭谷歌、Facebook、百度、阿里巴巴等都在超大規(guī)模云計(jì)算上使用了英偉達(dá)的GPU技術(shù)，同時(shí)還包括智能醫(yī)療和無(wú)人駕駛等其他智能領(lǐng)域。而在這之前，在以摩爾定律為基礎(chǔ)的“鐘擺計(jì)劃”_F，英特爾的計(jì)算芯片性能以每?jī)赡攴乃俣确€(wěn)居市場(chǎng)第一。

英偉達(dá)起初瞄準(zhǔn)的是圖像加速這個(gè)細(xì)分市場(chǎng)，主要用于游戲領(lǐng)域，又稱顯卡。1999年它發(fā)明了GPU技術(shù)，這是一種并行計(jì)算的架構(gòu)，專門(mén)用于高性能的圖像加速處理。GPU在某一價(jià)值體系內(nèi)部特有的軌道上出現(xiàn)并發(fā)展，而在絕大部分人對(duì)于GPU的認(rèn)識(shí)還局限于游戲圖形加速時(shí)英偉達(dá)看到了GPU在其他領(lǐng)域的潛力，著眼于為GPU技術(shù)搭建一個(gè)方便開(kāi)發(fā)人員使用的平臺(tái)。2006年英偉達(dá)推出CUDA平臺(tái)，這意味著開(kāi)發(fā)人員可以通過(guò)CU-DA更方便地利用GPU來(lái)加速計(jì)算。當(dāng)GPU技術(shù)發(fā)展到能夠滿足另一個(gè)價(jià)值體系所要求的性能水平和性質(zhì)的那一點(diǎn)時(shí)，創(chuàng)新就侵入那個(gè)體系。2012年CUDA、CJPU與深度學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起震驚了學(xué)術(shù)界，當(dāng)時(shí)加拿大多倫多大學(xué)的GeoffreyHinton帶著兩個(gè)學(xué)生，用GPU訓(xùn)練深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拿下了ImageNet圖像識(shí)別大賽的冠軍，這讓GPU在人工智能領(lǐng)域名聲大噪。同年英偉達(dá)與谷歌的人工智能團(tuán)隊(duì)合作，建造了當(dāng)時(shí)最大的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。而如今，英偉達(dá)GPU業(yè)務(wù)已經(jīng)遍布AI的各個(gè)領(lǐng)域，云計(jì)算、深度學(xué)習(xí)、無(wú)人駕駛、醫(yī)療和虛擬現(xiàn)實(shí)等。英特爾雖然也想出很多方式來(lái)維護(hù)自己在AI計(jì)算市場(chǎng)的地位，但是英偉達(dá)的技術(shù)創(chuàng)新已經(jīng)形成了不可逾越的優(yōu)勢(shì)。

三、基于實(shí)證案例的理論分析

破壞性創(chuàng)新理論的研究大部分集中于對(duì)在位企業(yè)的對(duì)策研究，但是對(duì)創(chuàng)新者的研究相對(duì)較少。Steven等人通過(guò)實(shí)證研究考察了在位企業(yè)和創(chuàng)新者在破壞性技術(shù)創(chuàng)新商業(yè)化過(guò)程中的不同角色，“相比于在位企業(yè)很少通過(guò)戰(zhàn)略性的方式去商業(yè)化破壞，創(chuàng)新者則首先會(huì)選擇破壞性技術(shù)，并采取市場(chǎng)推動(dòng)和技術(shù)推動(dòng)的商業(yè)化戰(zhàn)略”[6]。這在英偉達(dá)這個(gè)實(shí)證案例同樣適用，英偉達(dá)投入大量資源開(kāi)發(fā)CUDA平臺(tái)——一種通用并行計(jì)算架構(gòu)，這是一個(gè)短期看不到收益的項(xiàng)目，但是英偉達(dá)傾向于采取破壞性的技術(shù)，這既和英偉達(dá)在GPU不斷深入所看到的未來(lái)市場(chǎng)的視角有關(guān)，也和創(chuàng)新公司在邊緣化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中尋求出路的決心有關(guān)。

在英偉達(dá)的案例中，企業(yè)先制行為（ Proac-tiveness）起到了非常關(guān)鍵的作用，這對(duì)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)創(chuàng)新具有很好的啟示作用。在AI芯片領(lǐng)域，技術(shù)不是孤立發(fā)展的，而是一個(gè)生態(tài)化的系統(tǒng)，需要與已經(jīng)在使用舊技術(shù)的開(kāi)發(fā)人員做出易用性的協(xié)調(diào)，需要硬件層面和軟件層面的協(xié)同發(fā)展。企業(yè)的先制行為是指在進(jìn)入市場(chǎng)之前進(jìn)行信息收集或者有意地去引導(dǎo)改變市場(chǎng)的行為，與之相對(duì)的是反應(yīng)行為（ reactiVeness），如圖3所示，它指的是相較于在進(jìn)入市場(chǎng)前所作的一系列復(fù)雜的市場(chǎng)準(zhǔn)備，反應(yīng)行為更傾向于被動(dòng)地對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題做出相應(yīng)行動(dòng)。

Birgitta Sandberg通過(guò)實(shí)證案例也提出了這種先制行為在創(chuàng)新者進(jìn)入市場(chǎng)前的重要性，“由于市場(chǎng)對(duì)創(chuàng)新的接受至關(guān)重要，企業(yè)需要正確定位創(chuàng)新產(chǎn)品的使用者，在破壞性創(chuàng)新產(chǎn)品投放市場(chǎng)之前需要培養(yǎng)使用創(chuàng)新產(chǎn)品的意識(shí)，對(duì)未來(lái)的使用者進(jìn)行培訓(xùn)?！盵7]英偉達(dá)在對(duì)CUDA平臺(tái)開(kāi)發(fā)進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研過(guò)程時(shí)，通過(guò)和來(lái)自工業(yè)界的人士交流發(fā)現(xiàn)他們寧愿犧牲性能也不愿接受一門(mén)新的語(yǔ)言。因此為了能夠給相關(guān)編程人員提供很好的入門(mén)體驗(yàn)，從而便于CUDA的推廣，CUDA采用了已經(jīng)流行的C語(yǔ)言作為基礎(chǔ)，這樣編程人員就不需要去學(xué)習(xí)特定的顯示芯片的指令或是特殊的結(jié)構(gòu)，即可編寫(xiě)在GPU上運(yùn)行的程序，這促進(jìn)了最初市場(chǎng)上CUDA在程序員之間的流行。英偉達(dá)讓自己開(kāi)發(fā)的所有消費(fèi)級(jí)GPU和高端產(chǎn)品都支持CUDA，這意味著只要研究人員、學(xué)生有電腦，就能在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室和宿舍里開(kāi)發(fā)軟件，英偉達(dá)還說(shuō)服了許多大學(xué)開(kāi)設(shè)課程，教學(xué)生用他們公司的最新編程技術(shù)。隨后程序員們逐漸把GPU應(yīng)用于氣候建模、勘探石油和天然氣等很多領(lǐng)域，直到AI興起，GPU迅速地被應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心、深度學(xué)習(xí)等領(lǐng)域。GPU技術(shù)在市場(chǎng)上的成功和英偉達(dá)一系列的先制行為是分不開(kāi)的，我們可以用這個(gè)觀點(diǎn)去審視芯片行業(yè)的另一個(gè)技術(shù)FP-GA，F(xiàn)PGA雖然在硬件上越來(lái)越強(qiáng)，但是軟件上的開(kāi)發(fā)環(huán)境并沒(méi)有跟上，沒(méi)有像GPU技術(shù)那樣廣泛的市場(chǎng)先制行為，這導(dǎo)致FPGA仍舊在一個(gè)小眾市場(chǎng)上沒(méi)有起來(lái)。

四、從在位企業(yè)角度反思

英特爾的失利和它資源分配傾向于CPU的性能提升以及受歷史技術(shù)知識(shí)和積累的限制分不開(kāi)，英特爾的芯片因?yàn)閄86架構(gòu)獲得巨大的成功，但是也被x86架構(gòu)所拖滯。英特爾在1997年就對(duì)GPU進(jìn)行了初步嘗試，正如克里斯藤森所描述的破壞性創(chuàng)新技術(shù)常常首先出現(xiàn)于在位企業(yè)，但英特爾并沒(méi)有把GPU作為自己的戰(zhàn)略發(fā)展方向。2010年為了保持優(yōu)勢(shì)的英特爾重新推出了顯卡Larrah ee，雖然研發(fā)團(tuán)隊(duì)、開(kāi)發(fā)概念等都與英特爾集成式顯示核心完全不同，但研發(fā)進(jìn)度不如預(yù)期、圖形性能不佳、功耗過(guò)高等因素最終失敗。英偉達(dá)的創(chuàng)始人黃仁勛評(píng)價(jià)Larrabee認(rèn)為其性能在老舊的x86架構(gòu)下無(wú)法有出色表現(xiàn)，也沒(méi)有在可編程和固定功能上作出合理平衡，過(guò)分強(qiáng)調(diào)可編程，而圖形處理任務(wù)過(guò)程當(dāng)中并非全部都可以通過(guò)可編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，即使有但性能也會(huì)很糟糕。由此可見(jiàn)，一個(gè)強(qiáng)大的技術(shù)核心反過(guò)來(lái)會(huì)限制新技術(shù)的發(fā)展。

英特爾雖然有很強(qiáng)的抵御風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，有證據(jù)表明英特爾公司高層把破壞性創(chuàng)新理論作為自己的策略指導(dǎo)理論之一，并且英特爾在管理上掌握了誘導(dǎo)策略（Induced）和自主策略（Autonomous）很好的平衡，但是仍然在AI領(lǐng)域失掉了領(lǐng)先地位，這意味著在AI時(shí)代，芯片技術(shù)公司面臨著更為復(fù)雜的技術(shù)發(fā)展的不確定性，例如人工智能市場(chǎng)的不確定和算法的不確定性都是影響公司的戰(zhàn)略判斷，這需要在位企業(yè)具備更加深入的市場(chǎng)能力和戰(zhàn)略眼光。

五、在位企業(yè)策略分析

對(duì)于在位企業(yè)應(yīng)該如何應(yīng)對(duì)破壞性創(chuàng)新的挑戰(zhàn)，以往的研究提出了很多觀點(diǎn)：1.進(jìn)入新的細(xì)分市場(chǎng);2.合作或者收購(gòu);3.可以打出懷舊等的感情牌;4.加強(qiáng)利用品牌和企業(yè)的威信度;5.推出性能混合產(chǎn)品，例如混合動(dòng)力性汽車。對(duì)于英特爾來(lái)說(shuō)可以采取的策略有進(jìn)入新的細(xì)分市場(chǎng)和收購(gòu)與兼并其他技術(shù)型公司。事實(shí)上英特爾也是沿著這兩條路徑在走，英特爾近日宣稱在2020年推出自己的獨(dú)立GPU技術(shù)，雖然沒(méi)有宣布具體的方向，但是可以預(yù)測(cè)英特爾的目標(biāo)可能會(huì)是其他的細(xì)分市場(chǎng)。英特爾也采用了合作與收購(gòu)的方式，例如和擁有GPU技術(shù)的另外一家公司ADM合作以及收購(gòu)了FPGA公司Altera以及做ASIC的芯片公司，都是為了抵御這種破壞性創(chuàng)新已經(jīng)帶來(lái)的和可能帶來(lái)的打擊。

六、總結(jié)

破壞性創(chuàng)新理論作為21世紀(jì)最受關(guān)注的商業(yè)創(chuàng)新理論仍然存在很多待完善的地方，例如通過(guò)更多實(shí)證案例去總結(jié)不同領(lǐng)域破壞性創(chuàng)新的特點(diǎn);破壞性創(chuàng)新者應(yīng)該如何更好地實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的路徑;在位公司的戰(zhàn)略對(duì)應(yīng)對(duì)破壞性創(chuàng)新的影響等?？偟膩?lái)說(shuō)破壞性創(chuàng)新理論對(duì)商業(yè)決策與企業(yè)的發(fā)展有重要的指引意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]Joseph L Bower， Clayton M.Christensen.“Disrup-tive technologies： catching the wave.”[J].HarvardBusiness Review， 1995

[2] （美）克雷頓.克里斯藤森著.吳潛龍譯.創(chuàng)新者的窘境[M].南京：江蘇人民出版社，2001.

[3]Clayton M.Christensen.“What is disruptive innova-tion？”[J].Harvard Business Review ，2015.

[4] Clayton M.Christensen， Rory McDonald， ElizabethJ. Altman， and Jonathan Palmer“Disruptive Innova-tion： Intellectual Historv and Future Paths"[J].Harvard Business Review，2016.

[5] 孫琪貴，鄧欣，徐飛.破壞性創(chuàng)新的概念界定與模型構(gòu)建[J].科技管理研究，2006（8）.

[6]Steven.T.Walsh，“Differentiating Market StrategiesFor Disruptive Technologies”[J]. IEEE TransationsOn Engineering Management ，2002.

[7]Birgitta Sandberg，“Creating The Maket For Distrup-tive Innovation：Market Proactiveness At The LaunchStage"[J]. Journal Of Targeting Measurement AndAnalysis For Marketing，2002.