TSMC, Nvidia и Microsoft: история современных вычислений и революции ИИ

Введение: как почти банкротство превратилось в революцию ИИ?

Технологический путь от кризиса на грани банкротства в 1990-е до суперчипа RTX Spark N1X в 2026 году

Содержание: спасение и лидерство Nvidia, партнёрство и конфликты с Microsoft, CUDA, Tensor Cores и NVLink, технологии TSMC 2nm и CoWoS, а также ноутбуки N1X 2026 года.

Глава 1: Кризис банкротства 1990-х и проблема, созданная Microsoft DirectX

В середине 1990-х Nvidia оказалась на грани банкротства, потому что пыталась создавать 3D-графику совершенно иным способом, чем все остальные компьютерные компании. Именно этот крупный кризис стал важнейшим поворотным моментом в истории компании.

1. Чип NV1 и технология Quadratic Texture Mapping (QTM) (май 1995 года)

• Технология: Компания Nvidia, основанная в 1993 году Дженсеном Хуангом (Jensen Huang), Крисом Малаховски и Кёртисом Приемом, выпустила свой первый чип NV1 в мае 1995 года.
• Принцип работы: Вместо построения 3D-объектов из плоских треугольников, как другие компании, чип NV1 использовал метод Quadratic Texture Mapping (QTM) для отрисовки графики изогнутыми четырёхсторонними поверхностями (quads).
• Коммерческий провал: Хотя эта технология, создававшая изогнутые формы при малых объёмах данных, была поразительной, программировать под неё игровым разработчикам было очень сложно. За исключением нескольких игр Sega, поддержки от другого программного обеспечения она не получила.

2. Большая проблема, созданная стандартизацией DirectX 1.0 от Microsoft (сентябрь 1995 года)

В сентябре 1995 года Microsoft выпустила программное обеспечение DirectX 1.0 (Direct3D), чтобы привести компьютерные игры на Windows 95 к единому стандарту. В нём Microsoft объявила единственным общим стандартом только графику на основе треугольников (Triangle-based Polygon Rendering). Поскольку Direct3D не поддерживал изогнутые поверхности, новые игры Windows не работали на чипе NV1, а программная эмуляция делала их крайне медленными. Когда производители компьютеров отменили заказы, технология Nvidia устарела за одну ночь.

3. Отмена чипа NV2 и помощь Sega в размере 5 миллионов долларов (1996 год)

• Трудное решение: Дженсен Хуанг решил отменить на полпути чип NV2, который разрабатывался по технологии изогнутых поверхностей для консоли Dreamcast компании Sega.
• Денег осталось только на 30 дней: Даже после увольнения половины сотрудников у Nvidia оставались средства лишь примерно на 30 дней.
• Щедрость генерального директора Sega: Дженсен Хуанг поехал в Японию, встретился с генеральным директором Sega Сёитиро Иримадзири и открыто признал, что NV2 — ошибочный путь. Он попросил, чтобы, несмотря на расторжение контракта, Sega выплатила оставшиеся 5 миллионов долларов, чтобы Nvidia могла выжить. Иримадзири согласился и спас Nvidia.

4. Возрождение с чипом RIVA 128 (1997 год)

• На 5 миллионов долларов от Sega Nvidia разработала чип RIVA 128 (NV3), созданный аппаратно под треугольную технологию Microsoft Direct3D.
• Выпущенный в 1997 году RIVA 128 всего за четыре месяца разошёлся тиражом более миллиона штук и спас Nvidia от банкротства.

Глава 2: Падение 3dfx и лидерские качества Дженсена Хуанга

1. Как Nvidia обошла 3dfx

• Дизайн «всё в одном» (RIVA 128): Поскольку карты 3dfx Voodoo работали только с 3D, пользователям приходилось дополнительно покупать отдельную 2D-карту. Чип RIVA 128 предлагал и 2D, и 3D на одном кристалле.
• Битва Glide против DirectX: Пока 3dfx полагалась только на собственный API Glide, Nvidia поддерживала общие стандарты — DirectX от Microsoft и OpenGL.
• Первый в мире GPU (GeForce 256, 1999 год): В октябре 1999 года Nvidia выпустила чип GeForce 256 с функцией Hardware Transform and Lighting (T&L) и назвала его «GPU» (Graphics Processing Unit). Это снизило вычислительную нагрузку на центральный процессор и многократно увеличило скорость игр.
• Шестимесячный цикл выпуска: Выпуская новый чип каждые шесть месяцев, Nvidia довела 3dfx до банкротства и в 2000 году выкупила её активы.

2. Лидерский подход Дженсена Хуанга, закалённый в кризисе

• Установка «мы обанкротимся через 30 дней»: Чтобы успех не порождал самодовольства, он выстроил культуру постоянной бдительности.
• Интеллектуальная честность в признании ошибок (Intellectual Honesty): Немедленно отказываться от ошибочных планов и учиться на неудачах, не скрывая их, стало главным правилом Nvidia.
• Сначала симуляция (Simulation First): Он сделал постоянной практикой стопроцентное тестирование чипа в программном эмуляторе до начала производства.
• Плоская организация (Flat Organization): Он сократил многоуровневые административные должности и создал структуру, в которой более 50 топ-менеджеров отчитываются напрямую ему.

Глава 3: История партнёрства и конфликтов Nvidia и Microsoft (1995–2026)

Глава 4: Фундамент современной революции ИИ (CUDA, Tensor Cores и NVLink)

• Программное обеспечение CUDA (2006 год): CUDA позволила использовать тысячи ядер GPU для научных и математических вычислений через языки C/C++, не зная графического программирования. В 2012 году ИИ-модель AlexNet использовала CUDA на двух игровых картах Nvidia и победила в конкурсе ImageNet, заложив основу сегодняшней революции ИИ.
• Tensor Cores: Вместо перемножения лишь двух чисел, как обычные ядра, они перемножают целую матрицу чисел за один раз и выполняют вычисления ИИ с молниеносной скоростью при пониженной битовой точности (FP8/FP4).
• NVLink и NVLink-C2C: В центрах обработки данных NVLink напрямую соединяет сотни GPU, чтобы они работали как единый суперчип. В ноутбуках N1X связь NVLink-C2C соединяет ARM CPU и Blackwell GPU внутри одного чипа и делает 128 ГБ унифицированной памяти (Unified Memory) общими для обоих. Это позволяет запускать большие ИИ-модели (локальные LLM) без подключения к интернету.

Глава 5: История и технологии TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company)

Тайвань — мировая столица чипов: TSMC производит более 90% самых современных полупроводниковых чипов мира. Кроме того, на Тайване важную роль играют UMC (производство чипов), MediaTek (компания, разработавшая вместе с Nvidia ARM CPU чипа N1X), Realtek, Novatek и компания по упаковке чипов ASE Technology.

1. Исторические вехи TSMC (1987–2026)

• 1987 год — рождение чистого литейного производства (Pure-Play Foundry): TSMC была основана Моррисом Чангом (Morris Chang) 21 февраля 1987 года. Создав модель «не проектировать чипы под собственным именем, а только производить чипы, разработанные другими компаниями», она заложила основу роста таких компаний, как Nvidia, Apple, AMD и Qualcomm.
• 1997–1998 годы — партнёрство с Nvidia: После успеха RIVA 128 TSMC приняла письмо, написанное Дженсеном Хуангом, и начала производить чипы Nvidia.
• 2014–2018 годы — контракт с Apple и обгон Intel: Получив в 2014 году производство чипа Apple A8, TSMC использовала литографические машины EUV нидерландской компании ASML, чтобы в 2018 году обойти Intel и стать производителем чипов номер один в мире.
• 2020–2026 годы — глобальная экспансия («кремниевый щит»): Служа «кремниевым щитом» Тайваня, TSMC строит новые заводы в США (Аризона), Японии (Кумамото) и Германии (Дрезден), чтобы снизить геополитические риски.

2. Технологии TSMC 2nm (N2) и CoWoS

• Транзисторы 2nm (N2) типа Nanosheet: Вместо старой конструкции FinFET TSMC использует технологию Gate-All-Around (Nanosheet), при которой затвор окружает канал тока со всех четырёх сторон. Это снижает утечку тока и даёт на 10–15% большую скорость и на 25–30% меньшее энергопотребление по сравнению с чипами 3nm.
• CoWoS (Chip-on-Wafer-on-Substrate): Это технология 3D-упаковки, при которой отдельные чипы — ARM CPU, Blackwell GPU и высокоскоростная память — размещаются плотно друг к другу на тонкой кремниевой подложке, называемой silicon interposer, и объединяются в один чип. Именно это обеспечивает чипу Nvidia N1X его чудовищную скорость.

Глава 6: Ноутбуки RTX Spark N1X с Windows 11 (2026 год)

Чип Nvidia N1X поступил в продажу 16 октября 2026 года эксклюзивно для ПК с Windows 11 (на компьютерах Mac он не работает; для использования Linux рекомендуется WSL). Вот характеристики основных моделей с 20-ядерным ARM CPU, 6144-ядерным Blackwell GPU и оперативной памятью до 128GB (по ценам австралийского рынка):

Read more articles