En 2023, le fabricant américain de semi-conducteurs Nvidia a multiplié ses profits par 14 (9,2 milliards $) et a triplé son chiffre d’affaires (18,1 milliards $). Comment cette startup lancée en 1993 est-elle devenue un acteur incontournable de l’explosion du marché de l’intelligence artificielle ?
Table des matières
Un petit poucet de la Silicon Valley devenu (très) grand
Une startup créée lors d'une réunion dans un restaurant à San José
Comme souvent dans la Silicon Valley, les créateurs de Nvidia sont des ex-employés d’autres structures très connues. Jensen Huang, né à Taiwan, a été directeur du fabricant de semi-conducteurs LSI Logic puis designer de microprocesseurs chez AMD (un poids lourd du marché des processeurs informatiques) avant de fonder Nvidia à l’âge de 30 ans. Les autres cofondateurs présents lors de la réunion initiale du 5 avril 1993 étaient Chris Malachowsky, ex-ingénieur chez Sun Microsystems (fabricant d’ordinateurs, de serveurs et de composants informatiques, et créateur du célèbre langage informatique Java), et Curtis Priem, ex-ingénieur sénior et designer de puces graphiques chez IBM (le fabricant historique d’ordinateurs et de solutions logicielles créé en 1911) et Sun Microsystems.
L’origine du projet réside dans la vision des 3 hommes : le futur de l’informatique passe par l’accélération graphique des calculs effectués par les microprocesseurs. Ils savent que le marché du jeu vidéo est très porteur, avec des volumes de ventes très élevés, tout en étant un milieu dans lequel les évolutions technologiques sont de véritables challenges. Avec 40 000 $ en banque, ils choisissent donc de se concentrer sur le marché vidéoludique qui leur promet de toucher des marchés très larges, ce qui leur permettra de lever des fonds plus facilement pour leur inévitable R&D (recherche et développement). Ils lèvent d’ailleurs rapidement 20 millions $ et installent leurs locaux à Sunnyvale en Californie.
Les 3 fondateurs de la société avaient l’habitude de nommer tous leurs fichiers informatiques avec les lettres « NV » qui signifiaient « Next Version ». Lorsqu’il a fallu trouver un nom pour leur entreprise, ils ont passé en revue tous les mots comprenant ces 2 lettres à la suite, et ont fini par découvrir le mot latin « invidia » qui signifie « envie ». Les produits développés par Nvidia sont des cartes graphiques, puis des processeurs graphiques (ou « GPU » en anglais, pour « Graphics Processing Unit ») qui s’occupent tout particulièrement des calculs informatiques dédiés aux images, aux vidéos ou aux graphismes 3D de jeux vidéo ou de logiciels de création d’images à la place du processeur central (CPU) d’un ordinateur. Pour faire simple, plus le GPU est puissant, plus l’affichage de graphismes complexes est possible. C’est pourquoi le développement des jeux vidéo est intimement lié à l’évolution des cartes graphiques qui doivent être capables de calculer d’énormes quantités de données en temps réel sans trop chauffer ni consommer d’énergie.
La première carte PCI de Nvidia était un gros échec qui a failli mettre fin à l'aventure
Nvidia va trop loin avec son premier produit en 1995 : la carte graphique NV1 calcule des primitives rectangulaires (formes de base pour la génération de graphismes en 3D) alors que le standard du marché repose sur les primitives triangulaires. Lorsque Microsoft sort sa bibliothèque logicielle pour la 3D nommée Direct3D en 1996 (nécessaire pour que le GPU puisse effectuer ses calculs au sein du système), seules les primitives triangulaires sont supportées, ce qui rend l’adoption des puces Nvidia trop complexe pour que celles-ci puissent être adoptées en masse. Jensen Huang est alors obligé de se séparer de la moitié des employés de la société (qui compte une centaine de salariés à ce moment) et il se concentre sur le développement d’une nouvelle puce optimisée pour les primitives triangulaires : la RIVA 128.
Au moment de la mise sur le marché de la puce RIVA 128 en août 1997, alors que la société est encore considérée commen une startup, il ne reste plus qu’un mois de trésorerie dans les caisses, ce qui fait naître la devise non officielle de Nvidia : « Notre compagnie est à 30 jours du dépôt de bilan ». Heureusement, la RIVA 128 se vend à 1 million d’exemplaires en seulement 4 mois, ce qui permet au fabricant de remonter très rapidement la pente et de commencer le développement de ses produits suivants, notamment la RIVA TNT qui sort en 1998.
La première borne d’arcade de jeu de combat en 3D, Virtua Fighter, sortie par SEGA en 1993, s’appuyait sur des technologies Nvidia.
Nvidia révolutionne le calcul des graphismes 3D en 1999
La sortie de la GeForce 256 change la donne
Nvidia frappe fort en 1999 en inventant le premier GPU (qui regroupe plus de fonctions que les cartes graphiques existantes jusque là) nommé GeForce 256. Cette carte d’un nouveau genre est en effet la première qui soit capable de traiter les opérations de « Transform, Clipping & Lighting » (TCL) de façon efficace au niveau du processeur graphique, ce qui était quasiment impossible jusque là en raison de l’énorme quantité de données à traiter en simultané. En résumé, la technique du TCL consiste à faire calculer très rapidement par le processeur graphique :
– la création de la scène en 3D
– la conversion de cette scène vers une surface en 2 dimensions (l’écran du PC)
– le fait de ne calculer que les éléments réellement affichés à l’écran afin d’économiser de la puissance en ne s’occupant pas des éléments non visibles
– l’éclairage de la scène, à savoir la couleur d’affichage des pixels en fonction de la source lumineuse affichée à l’écran
– l’envoi ultra rapide du résultat vers l’écran du PC
Cette nouvelle méthode de calcul par le biais de la carte graphique permet d’aller jusqu’à 5 fois plus vite que lorsque ces éléments sont calculés par le processeur principal du PC, ce qui donne un énorme avantage concurrentiel au matériel Nvidia. Les performances de la première carte GeForce sont tellement impressionnantes que l’intégration du TCL au fonctionnement de la carte graphique va devenir la norme du marché à partir de 2001. Le GPU GeForce 256 est capable de traiter 10 millions de polygones par secondes en 1999. En 2023, les GPU les plus puissants de Nvidia sont capables de traiter plus de 7 milliards de polygones par seconde.
Nvidia devient un poids lourd du marché des GPU au tournant des années 2000
La réputation de Nvidia est telle à partir de 1999 que Microsoft leur confie le développement de la partie matérielle de gestion des graphismes de la première console Xbox qui doit sortir en 2001. L’action Nvidia fait son entrée au NASDAQ en 1999 au tarif unitaire de 12 $ (équivalent à près de 23 $ début 2024 lorsqu’on ajuste ce montant à l’inflation). En décembre 2000, Nvidia acquiert les propriétés intellectuelles de son ancien concurrent, et ancien leader du secteur, 3dfx qui finit par faire faillite en octobre 2002. En 2003, Nvidia collabore avec la NASA pour développer une simulation photoréaliste de la planète Mars. La société assoit sa position dominante au fil des rachats de nombreuses sociétés dans les années qui suivent, et se voit proposer en 2005 d’assister Sony pour la création du processeur graphique de la console PlayStation 3 qui doit sortir en 2006. Nvidia est nommée « Société de l’année » en 2007 par le célèbre magazine Forbes. En janvier 2013, Nvidia sort sa propre console de jeux portable nommée Nvidia Shield qui fonctionne grâce au système Android via la puce Tegra 4 conçue selon l’architecture ARM qui est très utilisée pour les appareils mobiles.
Nvidia continue depuis le début des années 2000 d’inonder le marché avec ses cartes graphiques des séries GeForce, et introduit la nouvelle série de cartes RTX révolutionnaires à partir de 2018, car elles sont les premières capables de supporter la technologie du ray tracing en temps réel qui permet de gérer les effets lumineux de façon très réaliste dans les jeux vidéo, tout en gérant une énorme demande en ressources matérielles, ce qui était très complexe jusque là.
La première démo officielle de la technologie ray tracing via l’utilisation du GPU RTX de Nvidia en 2018
L'IA permet à Nvidia de passer à un autre niveau
Nvidia s'intéresse très tôt au deep learning et à l'intelligence artificielle
Le parallélisme informatique est une architecture qui permet d’accélérer la vitesse de calcul d’un problème donné en divisant les calculs vers plusieurs processeurs qui fonctionnent en simultané au sein d’un GPU au lieu d’être traités par le processeur central de l’ordinateur. Nvidia favorise le développement du parallélisme informatique en rendant ses GPUs programmables lorsque la société dévoile en 2006 la technologie CUDA (Compute Unified Device Architecture). Grâce à CUDA, les programmeurs disposent d’une plus grande souplesse pour assigner des tâches très complexes à plusieurs processeurs en même temps, ce qui est particulièrement pratique lorsqu’il s’agit de traiter de gigantesques quantités de données, comme c’est le cas dans les domaines du machine learning et du deep learning qui sont à la base des intelligences artificielles génératives.
En 2012, le réseau neuronal informatique AlexNet se fait remarquer lors du challenge ImageNet qui consiste à trier correctement des millions d’images grâce à des procédés automatisés de deep learning. AlexNet n’a fait que 15,3 % d’erreurs, ce qui représente plus de 10,8 % d’erreurs en moins que le meilleur résultat obtenu jusque là. Ce moment est considéré comme un tournant dans l’histoire des IA génératives, car ce résultat a pu être obtenu grâce à l’utilisation de GPUs Nvidia.
ChatGPT repose sur l'utilisation des GPU Nvidia
Les investissements de Nvidia dans le domaine de l’intelligence artificielle finissent par payer en 2022 lorsque Open AI dévoile au grand public son générateur textuel ChatGPT 3.5 le 30 novembre 2022. Cette technologie est adoptée par 100 millions d’utilisateurs en seulement 2 mois, du jamais vu dans l’histoire des applications web (le record précédent était détenu par TikTok, qui avait mis 9 mois à atteindre ce nombre d’utilisateurs). Mais surtout, ChatGPT fonctionne grâce à 10 000 GPUs Nvidia, ce qui incite toutes les sociétés qui s’engouffrent dans la brèche de l’IA à s’équiper en matériel Nvidia. En 2023, la société déclare que 70% des ordinateurs les plus puissants au monde sont équipés de processeurs Nvidia, ce qui a largement été aidé par la ruée sur les GPU de gaming pour le minage de cryptomonnaies qui a débuté en 2021 et qui a causé des ruptures de RTX 3000 dans le monde entier. Nvidia a d’ailleurs fini par prendre ses distances avec le monde des cryptomonnaies en mars 2023 en déclarant que cela « n’apporte rien d’utile à la société », et a affirmé sa volonté de concentrer ses recherches pour soutenir le développement des IA.
L'action Nvidia ne cesse de battre des records
L'IA est en plein essor, grâce aux processeurs de Nvidia
À la mi-janvier 2024, l’action Nvidia s’échange pour près de 550 $ l’unité, ce qui est proche de son record de 553,46 $. Grâce à l’avance technologique indéniable du fabricant, la valorisation de Nvidia en bourse a été multipliée par 3,3 dans le courant de l’année 2023. Le fabricant de semi-conducteurs est sans aucun doute la société qui a le plus bénéficié, en termes d’image mais aussi de bénéfices nets, de l’explosion de l’IA depuis fin 2022. Les experts estiment que les ventes de processeurs Nvidia devraient croître d’environ 40% dans le courant de l’année 2024.
Nvidia est loin de se reposer sur ses lauriers, car ils ont annoncé en novembre 2023 la sortie d’un nouveau GPU baptisé H200, qui est spécialement destiné à l’entraînement des IA génératives et au calcul intensif (en anglais : high-performance computing). Les chiffres du H200, dont la sortie est prévue au 2e trimestre 2024, sont vertigineux : une mémoire à large bande passante augmentée de 50%, une capacité de stockage (141 Go) multipliée par 2 et une bande passante (4,8 téraoctets par seconde) multipliée par 2,4 par rapport à la génération précédente de GPUs Nvidia dédiées aux IA. On estime que le prix unitaire du H200 devrait tourner autour de 40 000 $. Étant donné que ceux qui seront les futurs poids lourds de l’IA générative dépendent fortement de la vitesse d’exécution de leur service, Nvidia se place d’emblée comme un fournisseur incontournable qui n’a probablement pas terminé son ascension et qui pourrait bientôt se placer au même niveau que les célèbres GAFAM (Google, Apple, Facebook, Amazon et Microsoft).
Nvidia ne délaisse pas le gaming pour autant
Les services Nvidia pour le jeu vidéo figurent parmi les meilleurs du moment
On considère, à juste titre, Nividia comme un fabricant de hardware, mais il ne faudrait pas oublier que la société fournit également des services liés au monde des jeux vidéo. Par exemple, le service de cloud gaming GeForce Now, qui permet de jouer à des jeux PC en streaming d’excellente qualité, sans que le jeu ne tourne réellement sur la machine qu’on utilise (PC, Mac, Chromebook, smartphone, tablette), est considéré comme l’un des plus performants du moment. Cela montre que Nvidia prépare déjà sa propre succession, car GeForce Now pourrait devenir l’un des géants du futur, lorsque cette façon de jouer (par le biais d’une connexion internet via la fibre) se sera largement démocratisée à la place des actuelles consoles et autres PC spécialement préparés pour le gaming.
Mais Nvidia ne fournit pas ses services qu’aux joueurs. Après une première démo en 2023, Nvidia a ouvert une porte, lors du CES de janvier 2024, qui va révolutionner le monde du jeu vidéo dans les années à venir, grâce à sa technologie Avatar Cloud Engine (ACE) basée sur l’IA. Grâce à l’ACE, l’immersion vidéoludique va atteindre de nouveaux sommets, et les gamers en rêvent depuis de nombreuses années.
Imaginez : vous croisez des personnages non-joueurs (PNJ) dans un jeu vidéo. Jusqu’ici, vous deviez choisir entre quelques questions préprogrammées pour obtenir des réponses préprogrammées de la part de ces PNJ afin de continuer à progresser dans votre quête ou votre mission. Grâce à la technologie ACE, les PNJ sont capables d’avoir des conversations (y compris entre eux-mêmes) qui sont différentes à chaque fois, avec un langage naturel, mais tout en n’oubliant pas de fournir les informations attendues. Et là où le niveau d’interaction va beaucoup plus loin que ce qu’on connaît déjà, c’est lorsque le joueur s’adresse à ces PNJ à l’oral et de façon tout à fait naturelle. L’IA est alors capable de comprendre ce qui a été dit par le joueur, puis de générer une réponse, orale également, de la part du PNJ, avec une voix synthétique et des mouvements de lèvres parfaitement coordonnés. Ce n’est pas encore parfait, mais c’est extrêmement prometteur, et avouez qu’en termes d’immersion, on peut difficilement faire mieux !
Le cours de l'action Nvidia montre bien à quel point le fabricant est un grand acteur des nouvelles technologies
Nvidia n'a probablement pas fini de nous surprendre
En conclusion : la place actuelle de Nvidia ne doit rien au hasard, et ce ne sera pas non plus le cas si son ascension continue dans le futur. Le fabricant a toujours cherché à se placer en amont des évolutions technologiques pour conserver une position innovante et incontournable en tant que fournisseur de matériel et de services. À l’heure où Google, Facebook et Apple investissent massivement dans l’IA, grâce au matériel de Nvidia, afin de rattraper l’avance prise par Microsoft grâce à OpenAI, on sait également que les sociétés Ubisoft ou Tencent travaillent déjà avec la technologie ACE qui va profondément modifier notre niveau d’engagement avec les PNJ dans les jeux vidéo. Et qui sait ce qu’ils préparent pour le futur ? Ne vous y trompez pas, nous n’avons pas fini d’entendre parler de Nvidia !
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