चिप-चरित्र: ‘एनव्हिडिया’ : ‘एआय’ चिपचं युग!

सुरुवातीच्या काळात या संधीचा सर्वाधिक लाभ अपेक्षितपणे इंटेलला झाला. डेस्कटॉप संगणक आणि सर्व्हरसाठी लागणाऱ्या अद्यायावत लॉजिक चिपच्या निर्मितीत इंटेलचा हात कोणीच धरू शकलं नसतं. या क्षेत्रातली इंटेलची सर्वात मोठी प्रतिस्पर्धी कंपनी ‘एएमडी’ तेव्हा नुकत्याच झालेल्या तिच्या विभाजनातून (एएमडी ही फॅबलेस; तर ग्लोबल फाऊंड्रीज ही सिलिकॉन फाऊंड्री) सावरत होती; तसंच चिपची गणनक्षमता आणि तांत्रिक श्रेष्ठत्वाच्या दृष्टिकोनातून इंटेलच्या किमान अर्धा दशक मागे होती. साहजिकच कोणत्याही कंपनीच्या डेटा सेंटरमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या सर्व्हर्सवर इंटेलच्या चिप विराजमान झालेल्या असणार हा एक अलिखित नियमच बनून गेला. पण डेस्कटॉप किंवा लॅपटॉप संगणकांप्रमाणे या क्षेत्रात मात्र इंटेलची एकाधिकारशाही फार काळ टिकली नाही.

नोव्हेंबर २०१४ मध्ये, बरोबर दशकभरापूर्वी, संगणकाच्या मॉनिटरवर दिसणाऱ्या प्रतिमांचं कार्यक्षमतेनं प्रस्तुतीकरण करण्यासाठी लागणाऱ्या ‘ग्राफिक्स चिप’ची निर्मिती करणाऱ्या एनव्हिडिया या फॅबलेस चिप कंपनीनं ‘टेस्ला के८०’ या- विशेषत: डेटा सेंटर सर्व्हरसाठी निर्मिलेल्या- ‘एआय’ चिपची घोषणा केल्यानंतर सेमीकंडक्टर उद्याोगाची दिशा कायमची बदलली!

हेही वाचा : समोरच्या बाकावरून : ही ब्रेकिंग न्यूज नाही, पण…

ती का बदलली?

ग्राफिक्स चिप बनवणाऱ्या एनव्हिडियानं कृत्रिम प्रज्ञा (एआय) चिपनिर्मितीत अकस्मातपणे कसा काय प्रवेश केला? मुळात ‘एआय’ चिप म्हणजे काय? आणि आजघडीला या प्रकारच्या चिप्सना एवढं महत्त्व का प्राप्त झालंय? या सर्व प्रश्नांना भिडण्याआधी या एका बदलाचा एका प्रस्थापित तर दुसऱ्या तशा नवख्या कंपनीवर गेल्या केवळ पाच वर्षांत शेअर बाजारातील भांडवलाच्या (मार्केट कॅप) संदर्भात काय परिणाम झाला ते पाहणं उद्बोधक ठरावं.

एकविसाव्या शतकाचं पहिलं दशक संपताना इंटेल ही चिप आरेखन आणि निर्मिती दोन्ही करणारी निर्विवादपणे सर्वात मोठी कंपनी होती; तर एनव्हिडियाची व्याप्ती ही केवळ ग्राफिक्स चिप आरेखनापुरतीच सीमित होती. एनव्हिडियाने २०१४ च्या अंताकडे जरी ‘सर्व्हर एआय चिप’ बाजारात दाखल केली असली तरीही २०१८-१९ पर्यंत (एआय चिपचं उत्पादन करत नसतानाही) इंटेलचा या क्षेत्रातला वरचष्मा कायम होता. त्यानंतर मात्र परिस्थिती बदलत गेली. जसजसा एआय चिपचा वापर डेटा सेंटरमध्ये वाढत गेला तसतसा एनव्हिडियाचा या क्षेत्रातला दबदबा वाढत गेला. २०२३ च्या सुरुवातीला इंटेल आणि एनव्हिडियाचं शेअर बाजारातलं भांडवल जवळपास सारखंच (२०००० ते २५००० कोटी डॉलर) होतं. पण गेल्या केवळ दीड वर्षात इंटेलचं बाजार भांडवल २०२३ च्या तुलनेत अर्ध्याहूनही अधिक घटलं आहे; तर एनव्हिडियाचं बाजार भांडवल मात्र तब्बल दसपटीनं वाढलं आहे (तीन लाख कोटी डॉलर!). आज इंटेल नव्हे- तर एनव्हिडिया ही लॉजिक चिपनिर्मिती क्षेत्रातली सर्वात मौल्यवान कंपनी आहे.

कोण ही ‘एनव्हिडिया’?

१९९३ साली मालकोवस्की, प्रिम आणि जेन्सन हुआंग (जो आजही कंपनीच्या सीईओपदाची धुरा संभाळतोय) या चिप आरेखन आणि संगणक ग्राफिक्स क्षेत्रात आयबीएम, एएमडी, सन मायक्रोसिस्टिम्स अशा कंपन्यांत दीर्घ अनुभव असलेल्या अभियंत्यांनी एनव्हिडियाची स्थापना केली. त्या वेळच्या बहुतांश संगणकांवर दिसणाऱ्या प्रतिमा या द्विमितीय (टू-डी) असल्या तरी त्यांचं त्रिमितीय (थ्री-डी) सादरीकरण करण्याची वेळ लवकरच येणार आहे याची एनव्हिडियाच्या संस्थापकांना खात्री होती. थ्री-डी प्रतिमा दर्शवू शकणाऱ्या मायक्रोसॉफ्ट विंडोज आणि ऑफिस प्रणाली त्यावेळेला नुकत्याच बाजारात दाखल होत होत्या. पण थ्री-डी प्रतिमांचं संगणकाच्या मॉनिटरवर सुस्पष्ट आणि तपशीलवार सादरीकरण करणं ही त्यावेळेला उपलब्ध चिप्सच्या आवाक्याबाहेरची गोष्ट होती. त्यामुळे अशा प्रकारची सॉफ्टवेअर वापरताना संगणक अत्यंत मंद प्रतिसाद तरी द्यायचा किंवा बऱ्याचदा क्रॅश व्हायचा.

हेही वाचा : चांदनी चौकातून : तंवर, शैलजा आणि दलित मतं

त्यामुळं, स्थिर किंवा चलत थ्री-डी प्रतिमांचं संगणकावर प्रभावी सादरीकरण करणं हे उद्दिष्ट साध्य करण्यासाठी एनव्हिडियानं प्रथमच ‘ग्राफिक्स प्रोसेसर युनिट्स’ (जीपीयू) या नव्या प्रकारच्या चिपची निर्मिती केली. एनव्हिडिया केवळ ग्राफिक्स चिपची निर्मिती करून थांबली नाही तर त्यांचं कार्यक्षमतेनं परिचालन करण्यासाठी त्याभोवती सॉफ्टवेअर परिसंस्थाही उभारली. संगणकावरची प्रतिमा सुस्पष्ट दिसण्यासाठी त्या प्रतिमेच्या प्रत्येक बिंदूचं (पिक्सेल) अचूक छायांकन (शेडिंग) करण्याची गरज असते. त्यासाठी लागणाऱ्या ‘शेडर’ सॉफ्टवेअरची निर्मितीही एनव्हिडियानं केली. हे सॉफ्टवेअर कार्यक्षमतेनं चालवून संगणकावरच्या प्रतिमेचं अचूकतेनं संवर्धन करण्यासाठी विविध प्रकारच्या गणना (उदा. पिक्सेलचं छायांकन) समांतरपणे करण्याची गरज असते; त्यासाठी एनव्हिडियाच्या या जीपीयू चिप सक्षम होत्या. इंटेल किंवा एएमडीच्या ‘सीपीयू’ चिप या ‘जनरल पर्पज’ असल्यामुळे, समांतरपणे गणनक्रिया करणं त्या वेळी त्यांच्या आवाक्याबाहेरचं होतं.

एकविसाव्या शतकाच्या सुरुवातीला एनव्हिडियाच्या जीपीयू चिप या विशेषकरून ‘गेमिंग’ क्षेत्रासाठी (जिथे उच्च रिझोल्यूशनच्या प्रतिमांचं अचूकतेनं व जलदगतीनं सादरीकरण करण्याची आवश्यकता असते) प्रमाण चिप बनल्या होत्या. ‘समांतर गणनक्रिया’ हे एनव्हिडियाच्या चिपचं बलस्थान असल्यामुळे ज्या-ज्या क्षेत्रांत अशा पद्धतीच्या कार्यक्षमतेची गरज असते तिथंतिथं त्यांच्या उपयोजनाचे प्रयत्न एनव्हिडियानं सुरू केले. सॉफ्टवेअर अभियंत्यांना जीपीयू चिपच्या बलस्थानांचा (समांतर गणनक्रिया, उच्च कार्यक्षमता, सुस्पष्ट प्रतिमा प्रस्तुतीकरण वगैरे) योग्य पद्धतीनं वापर करून त्यांचं उपयोजन इतर क्षेत्रांत करणं सोपं जावं म्हणून २००६ साली एनव्हिडियानं ‘कुडा’ (सीयूडीए – कॉम्प्युट युनिफाइड डिव्हाइस आर्किटेक्चर) या सॉफ्टवेअरची निर्मिती केली.

या व्यासपीठाचा वापर करून आता सॉफ्टवेअर आज्ञावलीकारांना (प्रोग्रामरना) सी, सी प्लसप्लस, फोरट्रानसारख्या लोकप्रिय प्रोग्रामिंग भाषांचा वापर करून अल्गोरिदम लिहिणं सोपं जाणार होतं. थोड्याच कालावधीत एनव्हिडियाच्या जीपीयू चिप्सचा वापर वातावरणीय बदल अचूकपणे टिपण्यासाठी वापरात येणाऱ्या प्रणाली, विविध प्रक्रियांचा रसायनांवर होणाऱ्या परिणामांचे विश्लेषण करणाऱ्या प्रणाली… अशा अनेकविध क्षेत्रांत, जिथंजिथं समांतर गणनक्रिया अत्युच्च कार्यक्षमतेनं करण्याची गरज असते, तिथंतिथं व्हायला सुरुवात झाली.

हेही वाचा : अन्यथा : आभास की दुनिया के दोस्तो…

यात ‘एआय’ आलं कुठून? कधी?

एनव्हिडियाला तिच्या खऱ्या क्षमतेची जाणीव व्हायला २०११-१२ साल उजाडावं लागलं. अमेरिकेतील स्टॅनफर्ड विद्यापीठातील काही विद्यार्थी एनव्हिडियाच्या जीपीयू चिपचा वापर कृत्रिम प्रज्ञा (एआय) प्रणालींना प्रशिक्षण देण्यासाठी करता येईल का, याची चाचपणी करत होते. कोणत्याही एआय प्रणालीचा प्रत्यक्ष वापर सुरू करण्याआधी तिच्या योग्य प्रशिक्षणासाठी प्रचंड वेळ खर्च करावा लागतो, ज्यासाठी विविध स्वरूपांच्या विदेची (बिग डेटा) व तिच्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी उच्च गणनक्षमतेची मोठ्या प्रमाणात गरज भासते. उदाहरणार्थ जर एआय प्रणालीला ‘कुत्रा कसा ओळखावा’ हे शिकवायचं असेल तर जगातल्या सर्व प्रकारच्या कुत्र्यांच्या प्रतिमा तिला दाखवाव्या लागतीलच; पण मनुष्यप्राण्यासकट ‘कोणते प्राणी कुत्रा नाहीत’ याचंही प्रशिक्षण द्यावं लागेल. एनव्हिडियाच्या चिप या समांतर गणनक्रिया करण्यामध्ये निष्णात असल्यानं उपलब्ध असलेल्या विविध प्रकारच्या विदेवर एकाच वेळेला प्रक्रिया करणं त्यांच्यासाठी सहजशक्य होणार होतं.

स्वत:च्या क्षमतांचा व उपलब्ध संधीचा योग्य फायदा उचलून, २०१४ नंतर एनव्हिडियानं आपलं सर्व लक्ष एआय चिपनिर्मितीवर केंद्रित केलं. एनव्हिडियाच्या चिप ‘एआय अल्गोरिदम’चं परिचालन करण्यासाठी आणि एआय प्रणालींना कार्यक्षमतेनं हाताळण्यासाठी सक्षम असल्यामुळे त्या इंटेल किंवा एएमडीच्या मायक्रोप्रोसेसर सीपीयूंच्या तुलनेत जलद काम करतात, डेटा सेंटरमधली जागा व ऊर्जा कमी खातात. साहजिकच २०१८ नंतर डेटा सेंटरमधल्या सर्व्हरमधल्या इंटेलच्या चिपची जागा एनव्हिडियाच्या चिपनी घ्यायला सुरुवात केली. बघता बघता एनव्हिडिया अमेरिकेची सर्वात मौल्यवान सेमीकंडक्टर कंपनी बनली.

हेही वाचा :  ‘मावळतीचे मोजमाप : ते आहेत का आपला आवाज?

‘युगा’त बाकीचेही आहेत…

येत्या काळात एनव्हिडियाची ही घोडदौड अशीच सुरू राहील का? खात्रीनं सांगता येणं अवघड आहे पण चालू न राहण्याची शक्यता अधिक आहे. कारण गूगल, अॅमेझॉन, अलीबाबा, टेन्सेन्ट अशा क्लाऊड कंपन्या, ज्या एनव्हिडिया चिपच्या प्रमुख ग्राहक आहेत, त्यांनीच आपल्या कृत्रिम प्रज्ञा किंवा मशीन लर्निंगच्या गरजा भागवण्यासाठी स्वत:च चिप आरेखन करणं सुरू केलं आहे. एनव्हिडिया, इंटेल किंवा गूगल – चिप आरेखन कोणीही केलं तरी एआय चिपचं युग अवतरलंय हे नक्की!

amrutaunshu@gmail.com

(लेखक ‘चिप’ – उद्योगात कार्यरत असलेले तज्ज्ञ आहेत.)