एनवीडिया के जीपीयू

चर्चा में क्यों-

• ग्राफिक्स प्रोसेसिंग यूनिट (GPU) कहे जाने वाले हाई-एंड चिप्स को वर्तमान में आसमान छूती मांग के बीच बड़े पैमाने पर आपूर्ति की कमी का सामना करना पड़ रहा है, जबकि अधिकांश अन्य चिप श्रेणियों में कमी कम होने लगी है। 

मुख्य बिंदु-

• सैन फ्रांसिस्को कंप्यूट ग्रुप द्वारा एक पोस्ट में कहा गया है कि, "हमारे पास 512 एच100 पर अच्छी बढ़त है, जो 4-6 सप्ताह में ऑनलाइन आ जाएगी। यदि हमारे पास इतनी अधिक मांग है, तो हम संभवतः अधिक एच100 ढूंढ सकते हैं जो लगभग 8 सप्ताह में वितरित किए जाएंगे।"
• "H100s" हाई-एंड चिप्स के ब्रांड हैं, जिन्हें ग्राफिक्स प्रोसेसिंग यूनिट या जीपीयू कहा जाता है।
• अग्रणी ग्राफिक्स चिप निर्माता पहले से ही दुनिया की सबसे मूल्यवान कंपनियों में से एक है, जो गेमिंग और एआई क्षेत्रों में अपने प्रभुत्व और प्रौद्योगिकी क्षेत्र को नया आकार देने में जेनरेटिव एआई की क्षमता को आधार बना रही हैं।
• एनवीडिया का मार्केट कैप 30 मई 2023 को 1 ट्रिलियन डॉलर को पार कर गया, जिससे यह इंटेल और एएमडी जैसे प्रतिष्ठित प्रतिस्पर्धियों से आगे बढ़ते हुए ट्रिलियन-डॉलर क्लब में प्रवेश करने वाला पहला अमेरिकी चिप निर्माता बन गया।
• डेटा केंद्रों में चिप्स की तीव्र मांग में एनवीडिया के बढ़ने का प्राथमिक कारण है- नवीनतम ‘ट्रिगर जेनरेटिव एआई रश (Trigger Generative AI rush)।

जीपीयू के बारे में-

• परंपरागत रूप से सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) कंप्यूटर या सर्वर में सबसे महत्वपूर्ण घटक रहा है और इंटेल तथा एएमडी बाजार पर हावी रहे हैं। 
• जीपीयू कंप्यूटर हार्डवेयर बाजार में अपेक्षाकृत नया है और शुरू में कार्ड के रूप में बेचे गए थे जो एएमडी या इंटेल सीपीयू में कंप्यूटिंग पावर जोड़ने के लिए व्यक्तिगत कंप्यूटर के मदरबोर्ड में प्लग किए गए थे।
• जेनेरिक एआई टूल्स को प्रशिक्षित करने के लिए उपयोग की जाने वाली अधिकांश उन्नत प्रणालियाँ अब उपयोग किए जाने वाले प्रत्येक सीपीयू में आधा दर्जन जीपीयू तैनात करती हैं, जिससे वह समीकरण पूरी तरह से बदल जाता है जिसमें जीपीयू को सीपीयू में ऐड-ऑन के रूप में देखा जाता था। 
• एनवीडिया जीपीयू के लिए वैश्विक बाजार पर हावी है और निकट भविष्य में इस बढ़त को बनाए रखने की संभावना है।
• पिछले कुछ वर्षों में एनवीडिया की मुख्य बात यह रही है कि ग्राफिक्स चिप्स मानक प्रोसेसर की तुलना में गेमिंग या एनीमेशन अनुप्रयोगों के लिए उच्च-स्तरीय ग्राफिक्स में आवश्यक कंप्यूटिंग वर्कलोड वृद्धि को बेहतर ढंग से संभाल रहा है। 
• एआई अनुप्रयोगों के लिए भी जबरदस्त कंप्यूटिंग शक्ति की आवश्यकता होती है और अपने बैकएंड(backend) हार्डवेयर में उत्तरोत्तर जीपीयू-भारी होते जा रहे हैं।

कमी के कारण-

• कमी के मुख्यतः दो कारण बताये जा रहे हैं-

1. 1. जनरेटिव एआई बूम ने इन विशेष चिप्स की मांग में अत्यधिक वृद्धि कर दी है, यह देखते हुए कि जीपीयू के पास गणना करने के लिए कंप्यूटिंग शक्ति और परिचालन दक्षता अधिक है जो एआई कंपनियों को एलएलएम (बड़े भाषा मॉडल) जैसे चैटजीपीटी पर काम करने की अनुमति देती है। 
   2. यूएस-आधारित एनवीडिया कॉरपोरेशन एक सबसे प्रमुख कंपनी है, जो H100 प्रकार के चिप्स का उत्पादन करती है ।इसने एलएलएम बूम के बाद से $ 1 ट्रिलियन की मूल्य वृद्धि देखी है और अब ऑर्डरों से घिर गई है,जिसकी आपूर्ति के लिए उसे संघर्ष करना पड़ रहा है।

• अतः सैन फ्रांसिस्को कंप्यूट ग्रुप जैसे- कंसोर्टियम छोटे स्टार्टअप और शोधकर्ताओं द्वारा इन चिप्स तक सीमित पहुंच के लिए जीपीयू के लिए बाजार में खोजबीन करना और खरीदे गए कंप्यूटर चिप्स का उपयोग करके इनकी कमी को पूरा करने के तरीके ढूंढ रहे हैं। 

एआई तरंग, डेटा सेंटर की मांग (AI wave, data centre demand)-

• यदि ताइवान स्थित फाउंड्री विशेषज्ञ टीएसएमसी सेमीकंडक्टर चिप्स व्यवसाय में सबसे महत्वपूर्ण बैकएंड खिलाड़ी है, तो एनवीडिया (इंटेल, एएमडी, सैमसंग और क्वालकॉम के साथ) सबसे आगे है।
• 1999 से जब एनवीडिया ने पहली बार अपने GeForce 256 प्रोसेसर के साथ GPU शब्द को लोकप्रिय बनाया, तो कंपनी के चिप्स को ग्राफिक्स में जो संभव है उसे आकार देने के लिए प्रतिष्ठित किया गया है।
• नई 'आरटीएक्स' रेंज जैसे एनवीडिया जीपीयू चिप्स अब एलएलएम पर आधारित जेनरेटिव एआई बूम में सबसे आगे है।
• कैलेंडर वर्ष 2023 की पहली तिमाही के दौरान एनवीडिया के डेटा सेंटर व्यवसाय में लगभग 15% की वृद्धि दर्ज की गई है।
• जीपीयू के अनुप्रयोग के साथ-साथ कंपनी के चिप्स तुलनात्मक रूप से प्रति यूनिट के आधार पर अधिकांश सीपीयू से अधिक महंगे हैं। इसके परिणामस्वरूप कंपनी को बेहतर मार्जिन मिलता है।
• विश्लेषकों का कहना है कि एनवीडिया अपने मालिकाना सॉफ्टवेयर के कारण एआई चिप्स की दौड़ में आगे है, जो एआई अनुप्रयोगों के लिए सभी जीपीयू हार्डवेयर सुविधाओं का लाभ उठाना आसान बनाता है। 
• एनवीडिया के पास ऐसे सिस्टम भी हैं जो प्रोसेसर को बैकअप देते हैं और एक सॉफ्टवेयर जो इसे चलाता है तथा एक पूर्ण स्टैक समाधान कंपनी बनाता है।
• जीपीयू निर्माण के अलावा, एनवीडिया एक ‘एप्लिकेशन प्रोग्राम इंटरफ़ेस’ (API) प्रदान करता है।
• API परिभाषित निर्देशों का एक सेट है,जो विभिन्न अनुप्रयोगों को एक-दूसरे के साथ संवाद करने में सक्षम बनाता है।
• इसे सीयूडीए कहा जाता है, जो जीपीयू का उपयोग करके समानांतर प्रोग्राम बनाने की अनुमति देता है और आसपास के सुपरकंप्यूटिंग साइटों में तैनात किया जाता है। 
• स्मार्टफोन और टैबलेट के लिए अपने टेग्रा मोबाइल प्रोसेसर के साथ-साथ वाहन नेविगेशन और मनोरंजन प्रणालियों में उत्पादों के साथ मोबाइल कंप्यूटिंग बाजार में भी इसका विस्तार है।

उच्च प्रवेश बाधाएँ (High entry barriers)-

• एनवीडिया का लचीलापन उस सेगमेंट में एक केस स्टडी है, जिसमें प्रवेश बाधाएं बहुत अधिक हैं और विशेषज्ञता के लिए अभूतपूर्व प्रीमियम प्रदान करता है। 
• वैश्विक सेमीकंडक्टर चिप उद्योग पर कुछ देशों और कुछ मुट्ठी भर कंपनियों का वर्चस्व है।
• ताइवान और दक्षिण कोरिया चिप्स के लिए वैश्विक फाउंड्री बेस का लगभग 80% हिस्सा बनाते हैं।
• केवल एक फर्म, नीदरलैंड स्थित एएसएमएल, ईयूवी (अत्यधिक पराबैंगनी लिथोग्राफी) उपकरण बनाती है, जिसके बिना एक उन्नत चिप बनाना संभव नहीं है। 
• कैम्ब्रिज(यूके) स्थित चिप डिजाइनर आर्म स्मार्टफोन से लेकर गेम कंसोल (जिसे एनवीडिया हासिल करने के लिए उत्सुक था) तक उत्पादों में उपयोग किए जाने वाले चिप डिजाइन तत्वों का दुनिया का सबसे बड़ा आपूर्तिकर्ता है।
• यह लगभग बंद विनिर्माण पारिस्थितिकी तंत्र है, जिसमें प्रवेश बाधाएं बहुत अधिक हैं।
• जैसा कि’ चीन का एक राष्ट्रीय सेमीकंडक्टर चैंपियन एसएमआईसी अब कथित तौर पर अमेरिका के नेतृत्व वाली नाकाबंदी के बाद उन्नत चिप बनाने वाले उपकरण खरीदने के लिए संघर्ष कर रहा है, का पता चल रहा है। 
• इस बाजार में एनवीडिया, जो हाई-एंड ग्राफिक्स-आधारित अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाने वाले चिप्स पर व्यापक रूप से हावी है, गेमिंग, क्रिप्टो माइनिंग और अब एआई सहित कई अंतिम-उपयोग क्षेत्रों पर हावी हो गया है।