Nvidia

Stephen Witt (2025) The Thinking Machine: Jensen Huang, Nvidia, and the World’s Most Coveted Microchip

Jen-Hsun Huang föddes i Taiwan år 1963 och kom till USA som tioåring. Där ändrade han sitt förnamn till Jensen och 1993 grundade företaget Nvidia som nu är världens högst värderade företag (4,5 biljoner dollar) med ett börsvärde större än hela den svenska aktiemarknaden. Nvidia designar och säljer de processorer som är en av förutsättningarna för artificiell intelligens. De neurala nätverk som utgör dagens AI-system har funnits sedan 1950-talet, men de kommer till sin rätt först när de kan tränas med snabba processorer på stora datamängder. Webben ger oss de stora datamängderna och Nvidia ger oss de snabba processorerna.

Tillverkningen av processorerna äger rum i det taiwanesiska halvledar-företaget TSMC och slutmonteringen görs av Foxconn, ett annat taiwanesiskt företag. Vid tillverkningen används EUV-maskiner från det holländska företaget ASML som är det enda företaget som kan tillverka sådana maskiner. En sådan maskin är stor som en vanlig buss och väger 180 ton. Maskinen använder ultraviolett ljus för att rita nanometerstora kretsar på kisel i TSMCs fabriker.

Stephen Witt är journalist och berättar i The Thinking Machine (2025) historien om Jensen Huang och Nvidia på ett sätt som gjort boken till ”Business Book of the Year” av Financial Times. Boken är lättläst, lärorik och spännande även om den naturligtvis också är ytlig och lättflyktig. Ämnet är viktigt och under ytan finns en historia som är väsentlig för att förstå den tekniska utvecklingen och hur den formar vår framtid.

Witt berättar i boken om Jensen Huangs skolår, utbildningen till elingenjör vid Oregon State, och första anställningar i Silicon Valley, innan han tillsammans med två halvledar-designers från Sun Microsystems startade Nvidia år 1993. Företaget designade grafiska processorer till spelbranschen och när kraven ökade på dessa processorer utvecklades företaget. Huang var en drivande chef och visionär. Han arbetade hårt och skapade en mycket målinriktad kultur på företaget. Hela tiden planerade han nya produkter och nya användningsområden för de processorer företaget designade.

Fyra förhållanden står ut när det gäller halvledartekniken och Nvidias framgång: Den avancerade tekniken, de komplexa försörjningskedjorna, beroendet av sällsynta jordartsmetaller och mjukvarans betydelse. Man kan lära sig mycket om teknik och om teknikens roll i våra samhällen genom att förstå dessa förhållanden. Halvledare används överallt där det finns digital teknik, inte minst i datacenter, bilar och andra maskiner, för övervakning, styrning och kontroll. I den fossila ekonomin gjorde vi oss helt beroende av olja. I den digitala ekonomin är vi i stället helt beroende av halvledare.

Dagens halvledar-teknik är otroligt avancerad och imponerande. Ändå började det rätt enkelt. När William Shockley med medarbetare vid Bell Labs år 1947 fick den första transistorn att fungera var det omöjligt att föreställa sig hur den skulle se ut 75 år senare. Nu packar Nvidia 200 miljoner transistorer på 1 kvadratmillimeter. Det är inte lätt att förstå hur detta alls är möjligt och än mindre hur det går till. Genom att förstå hur Nvidias design av processorerna går till, hur ASMLs maskiner fungerar, hur arbetet i TSMCs fabriker går till, vad Foxconn bidrar med till den slutliga produkten och vem som sedan köper den och varför, får man en värdefull inblick i dagens tekniksamhälle.

För några år sedan började man säga att data var den nya oljan. De digitala jättarna hade framgång genom att de hade sådan tillgång till data. Artificiell intelligens blev möjlig genom att de neurala nätverken fick tillgång till stora datamängder. Men när nätverken tränades skedde det på snabba processorer som levererades av Nvidia och man började inse att det snarare var halvledarna som var den nya oljan. När sol, vind, vatten och atomkraft har ersatt olja och gas som energikällor framstår  processorerna, halvledarna, som alltmer oundgängliga i den numera digitala teknologin.

Processorer designas och tillverkas i komplexa försörjningskedjor. Google Gemini beskriver det så här: ”Design sker av Nvidia i USA, tillverkning av TSMC i Taiwan, med precisionsmaskiner från nederländska ASML, med optik från tyska Zeiss. Sedan integreras högkapacitetsminnen från sydkoreanska SK Hynix eller Samsung, samt amerikanska Micron, medan kritiska substrat och mönsterkort levereras av japanska Ibiden och taiwanesiska Unimicron. Slutmontering och testning utförs av Foxconn, Wistron och Quanta Computer i anläggningar utspridda över Asien och Mexiko.” Det mesta vi tillverkar nuförtiden sker i den här sortens komplexa försörjningskedjor. Nvidias processorer används över hela världen och tillverkning av dem sker också över hela världen.

De komplexa försörjningskedjorna gör den globala ekonomin effektiv, men känslig för störningar. Om Kina angriper Taiwan riskeras TSMCs produktion av processorer. När Iran stänger Hormuzsundet stiger det globala oljepriset snabbt, från ca 70 dollar fatet till idag drygt 100 dollar. Även om USA producerar mer olja än man konsumerar stiger priset även där eftersom företagen säljer på den globala marknaden och sätter sitt pris därefter. Just nu pågår i många länder försök att ta hem och samla produktionen. Till exempel bygger TSMC en jättefabrik i Arizona, ja, den första etappen är klar och i drift, men så länge marknaden förblir global kommer den känsliga komplexiteten att bestå.

Huvudmaterialet i en halvledare är kisel och kisel finns överallt, men sällsynta jordartsmetaller används för att ge halvledarna speciella egenskaper. Man använder Cerium för att polera kiseln. I ASMLs maskiner används Terbium och Dysprosium för att tillverka de magneter som används när maskinen ställs in. Chippet dopas med Lantan och Erbium för att förändra hur halvledaren leder ström. Sällsynta jordartsmetaller är ännu viktigare i all kringutrustning, hårddiskar, skärmar och fläktar, som behövs i ett datacenter. Kina kontrollerar över 70 % av utvinningen och nästan all förädling av dessa metaller. Nu satsar många länder runtom i världen på att börja bryta jordartsmetaller.

Nvidia har blivit världens högst värderade företag på att sälja hårdvara, men ändå är det mjukvaran i företagets produkter som utgör företagets viktigaste konkurrensfördel. Witt beskriver i boken hur John Nickols och Ian Buck uppfann CUDA, en programvara för parallella beräkningar. Istället för att låta datorns huvudprocessor göra allt tungt räknearbete, låter CUDA användare skicka komplexa matematiska uppgifter direkt till grafikkortet. Eftersom en grafisk processor har tusentals små kärnor som kan arbeta samtidigt, är den extremt effektiv på att lösa många problem parallellt.

CUDA lanserades år 2006 men blev ingen omedelbar succé. Programvaran kostade mycket att utveckla och kostnaderna blev en börda som höll nere företagets vinstmarginal och fick aktien att utvecklas långsamt. CUDA var en medveten satsning av Huang på användning av Nvidias processorer för vetenskapliga beräkningar. Ändå höll den på att kosta honom vd-posten i företaget. Det var en satsning som många ifrågasatte med hänsyn till den lilla marknaden för sådana beräkningar. Men det var en satsning som skulle bli helt avgörande för Nvidias utveckling när det visade sig att processorerna med CUDA kunde användas för att träna de neurala nätverk som blev dagens AI-boom.

När doktoranderna Alex Krizhevsky och Ilya Sutskever, med Geoffrey Hinton som handledare, år 2012 med sitt system, senare kallat AlexNet, vann tävlingen ImageNet använde de Nvidias processorer. Huang reagerade först inte på händelsen, men redan ett år senare hade han insett vad AI skulle komma att betyda och började beskriva Nvidia som ett AI-företag. Krizhevsky, Sutskever och Hinton blev alla anställda på Google och 2015 blev Sutskever en av nyckelpersonerna när Elon Musk tog initiativ till att starta OpenAI.

Musk blev snabbt missnöjd när framgångarna uteblev och lämnade OpenAI efter en konflikt med Sam Altman som då tog makten i företaget. Det var Sutskever som först insåg betydelsen av transformer-tekniken som utvecklats av en grupp forskare på Google. Resultaten av forskningen publicerades år 2017, men när Google inte gjorde något med tekniken fick istället OpenAI chansen och började utveckla en serie ”generative pre-trained transformers”, GPT1, GPT2, osv., och när man släppte GPT3 den 30 november 2022 slog den världen med häpnad. Resten är, som man säger, historia.

Artificiell intelligens har gjort Nvidia till världens högst värderade företag. Deras processorer fyller de datacenter som driver AI-utvecklingen och AI-användningen. En stor kund är Kina. Biden förbjöd Nvidia att sälja sina processorer till Kina, men Trump har undanröjt den lagen. Huang är beroende av Trumps välvilja och håller sig väl med presidenten. Det är begripligt men beklämmande. Elon Musk bygger ett datacenter i Memphis, Tennessee, Colossus, som ska innehålla en miljon av Nvidias processorer. En sådan processor kostar ca 300 000 kronor och drar mycket elström. Hela anläggningen behöver kylas. Witt ägnar ett kapitel åt energifrågan. De stora AI-företagen, som tidigare satsade på förnybara energikällor, har fått se sina fossilutsläpp stiga när de använder naturgas till sina datacenter i väntan på att satsningarna på kärnkraft ska förverkligas.

Många undrar om Nvidias värdering är för hög. Är AI en bubbla eller inte? Under tiden utvecklas Nvidia. Vad som en gång var ett hårdvaruföretag som designade grafiska processorer till spelindustrin har blivit huvudleverantör till AI-industrin, och själv ett molnföretag med egna datacenter och ett AI-företag. Alltihop styrs av en man, Jensen Huang, en invandrare från Taiwan, som gått från en skola för vanartiga barn i Kentucky, där han hamnade av misstag, till att bli företagsbyggare, miljardär och en av världens mäktigaste män.

Bo Dahlbom