CUDA技術(shù)，是一種基于Nvidia圖形處理器（GPU）上全新的并行計(jì)算體系架構(gòu)。作為一個(gè)專用高性能GPU計(jì)算解決方案，Nvidia把超級(jí)計(jì)算能夠帶給任何工作站或服務(wù)器，以及標(biāo)準(zhǔn)、基于CPU的服務(wù)器集群。

對(duì)于Nvidia如今在人工智能訓(xùn)練芯片市場(chǎng)確立的壟斷性地位，某種程度上也要?dú)w功于十年前英偉達(dá)首席科學(xué)家戴維·柯克一系列在當(dāng)時(shí)看來(lái)風(fēng)險(xiǎn)極高的瘋狂決策。

一方面，他竭盡全力勸服CEO黃仁勛把GPU通用化——讓一塊只能渲染圖形的獨(dú)立顯卡，變成一個(gè)通用計(jì)算圖形處理器（GPGPU）；另一方面強(qiáng)烈要求英偉達(dá)現(xiàn)有與即將推出的所有GPU都必須支持Cuda程序。

順帶一提，十幾年前給GPU編程需要用機(jī)器碼深入到顯卡內(nèi)核才能完成任務(wù)，非常困難。Nvidia推出了Cuda以后，相當(dāng)于把復(fù)雜的顯卡編程包裝成了一個(gè)簡(jiǎn)單的接口，造福了廣大開(kāi)發(fā)人員。正因此，現(xiàn)在主流的深度學(xué)習(xí)框架基本都是基于Cuda進(jìn)行GPU并行加速。

▲Cuda構(gòu)建強(qiáng)大生態(tài)，支持所有主流深度學(xué)習(xí)框架

從提出GPU以及Cuda平臺(tái)開(kāi)始，Nvidia便不斷向全新的計(jì)算領(lǐng)域發(fā)起攻勢(shì)。時(shí)至今日，Nvidia GPU計(jì)算從機(jī)器人、自動(dòng)駕駛，一路擴(kuò)展到云計(jì)算、醫(yī)療甚至包括NASA火星登陸計(jì)劃。

CUDA取得今天所有成績(jī)，除了黃仁勛的堅(jiān)持，還有一個(gè)人功不可沒(méi)，他就是伊恩·布克（Ian Buck），現(xiàn)任Nvidia GPU計(jì)算軟件總經(jīng)理。

▲Ian Buck于2004年加盟英偉達(dá)并創(chuàng)造了CUDA

Ian Buck對(duì)于GPU計(jì)算的研究最早起始于2000年。當(dāng)時(shí)，Buck及其在斯坦福大學(xué)的一個(gè)小團(tuán)隊(duì)敏銳觀察到了圖形處理器在性能方面的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展趨勢(shì)。他表示，將GPU用于通用計(jì)算的想法是從GPU支持可編程開(kāi)始的。

在最初幾年，他們遇到了非常大的困難。盡管初步試驗(yàn)可以證實(shí)GPU用于通用計(jì)算的巨大潛力，推廣這個(gè)想法卻十分不易。

▲Nvidia GPU計(jì)算軟件總經(jīng)理 Ian Buck（最右）

2004年，斯坦福大學(xué)博士生Ian Buck進(jìn)入Nvidia實(shí)習(xí)，開(kāi)始集合相關(guān)的硬件和軟件工程師創(chuàng)造通用計(jì)算圖形處理器模型，這是CUDA研發(fā)的開(kāi)端。

為了讓Nvidia拓展新的市場(chǎng)領(lǐng)域，同時(shí)在戴維·柯克（時(shí)任Nvidia首席科學(xué)家）周而復(fù)始的游說(shuō)下，黃仁勛下了一次關(guān)鍵性的賭注：押注一系列的改動(dòng)和軟件開(kāi)發(fā)，使得GPU能處理在電腦屏幕上繪畫(huà)以外的、更為復(fù)雜的任務(wù)。

然而，“此舉給公司帶來(lái)了極大的成本壓力，”黃仁勛說(shuō)。他估計(jì)，該名為CUDA（統(tǒng)一計(jì)算設(shè)備架構(gòu)）的項(xiàng)目每年需要花費(fèi)5億美元，而當(dāng)時(shí)公司的總營(yíng)收規(guī)模僅在30億美元左右。

不過(guò)慶幸的是，在戴維·柯克與Ian Buck率領(lǐng)下，Nvidia于2006年正式推出——CUDA，這是全球首款GPU上的通用計(jì)算解決方案。2009年，由于CUDA的高性能運(yùn)算研究成果陸續(xù)在眾多知名期刊發(fā)表并獲得認(rèn)可，Nvidia終于迎來(lái)了業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)機(jī)，并奠定了之后10年的AI芯片市場(chǎng)絕對(duì)霸主地位，為業(yè)界提供了強(qiáng)大的并行運(yùn)算能力。

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