【科技．未來】乘AI「邊緣化」而起 NVIDIA欲成AI晶片霸主
上月中，半導體行業錄得史上最大交易案：美國半導體公司英偉達（NVIDIA）以400億美元，從日本軟銀集團（SoftBank）手中收購被喻為「半導體行業的瑞士」的英國晶片設計商ARM（安謀）。這宗震驚全球的交易不但會為整個半導體業格局帶來翻天覆地般的改變，背後更可見到英偉達的雄心壯志，以及其如何佈局下一波人工智能（AI）的發展重心—脫離雲端的「邊緣」（edge）AI。
當英偉達藉其圖像處理器（GPU）晉身為AI下一波發展要角，收購ARM將如何有助它建立AI晶片王國，並一舉挑戰晶片業龍頭英特爾（Intel）的地位？與此同時，其他競爭對手自然不會坐以待斃，加上晶片成為中美角力重要戰場下，英偉達又可否打響如意算盤？
承接上文︰【科技．未來】收購ARM震撼業界 NVIDIA挑戰Intel龍頭地位
從雲端走到「邊緣」
在數據中心上挑戰英特爾，似乎只是英偉達的短期目標；更長遠和重要的是，英偉達已經開始為AI下一波的發展趨勢部署，而ARM將是它不可或缺的拼圖。
據Lipacis觀察，電腦運算行業大約每十五年就會出現所謂的「板塊移動」，亦即運算技術出現範式轉移，行業格局和領導者也因而重新洗牌。上世紀七十年代，大型（mainframe）電腦往微型電腦轉型，主宰行業的公司由IBM變成了DEC；八十年代中期出現個人電腦，「Wintel」（Windows和Intel）定義和控制了行業生態；到千禧年代，進入智能手機和雲端運算時代，蘋果、三星、台積電、ARM等瓜分了手機界，而英特爾就在數據中心稱王。
現在，電腦運算即將迎來另一次的「板塊移動」。過去，機器學習演算法依靠數據中心進行運算，AI工具和應用程式經互聯網將訊息發送至這些遙遠的伺服器處理。雖然在基礎研究和前沿應用上，「重量級」晶片仍然無可取代，但很多AI工具現在已發展得足夠輕巧，可以在「邊緣」，即毋須連接雲端，在裝置本身就能夠運行。
英特爾物聯網（IoT）副主席及總經理Jonathan Ballon向《福布斯》（Forbes）解釋：「當雲端運算提供了無可否認的經濟規模，數據的本質在推動着一個分散的運算模型。數據之巨量，會因為頻寬的成本或可用性而在轉移上變得很困難或很昂貴。數據的速度會催化更多不能夠受限於網絡延時的實時應用。」
邊緣AI的好處顯而易見：處理速度更快、更安全、耗電更少。這就是為什麼我們的智能手機現在已有AI增強攝影功能，或者醫院出現消毒機械人、中國農場用豬臉識別監察健康等應用。此外，ARM自動駕駛及物聯網業務高級副主席及總經理Dipti Vachani指出，邊緣AI也有助提高數據安全和私隱，例如亞馬遜Alexa或Google Home等智能喇叭，將可直接在裝置上運行語音辨識或一些簡單的機器學習程式，不會像現時仍要經過數據中心，引起網絡安全或竊聽憂慮。
英偉達當然看到這股新趨勢，並已表明邊緣AI是其路線圖的一部份，它在網頁寫道：「AI正在邊緣爆發。AI和雲端原生應用程式、物聯網及其數十億個感應器，以及5G網絡，正在使大規模邊緣AI成為可能，但它需要一個可擴大規模和加速的平台，以實時制定決策，並允許每個行業將自動化的智能送達到行動點—商店、製造業、醫院、智慧城市。這將人、企業和加速的服務結合一起，令世界變成更小、連繫更緊密的地方。」
在英偉達推出針對邊緣AI的EGX運算平台後，黃仁勳在去年第三季的電話財務會議上向分析師說：「本季度我們奠定了AI最終產生最大影響之處的基礎。我們將覆蓋面從雲端延伸到邊緣，透過GPU加速的5G、AI和IoT將會徹底改變世上最大型的工業。」他又預期：「AI正從雲端走向邊緣，連接到AI運算的智能感應器可以加快結賬、控制鏟車、協調交通、節省電力。假以時日，將有數以萬億計這種由AI支援的小型自動電腦。」去年，英偉達宣布與微軟就邊緣運算技術合作，將EGX與Azure更緊密地整合。
ARM的機器學習部門行銷副主席Dennis Laudick指出，在過去三至五年，機器學習網絡的效率一直以數量級提升：「現在更關乎如何在愈來愈小的環境中運作。」 ARM最小型、可由手錶電池供電的晶片已足以讓相機實時辨識物件。AI行車記錄鏡頭公司Nexar兩年前有40%數據處理需在雲端進行；採用ARM晶片後，他們現在只有15%工作經雲端完成。因此，在未來數年，AI晶片將會愈來愈重要，諮詢公司麥肯錫（Mckinsey & Company）預計，到2025年，AI相關半導體的每年銷售額可達670億美元，將佔所有電腦晶片需求的20%。與此同時，AI運算將會「邊緣化」，德勤（Deloitte）預期，邊緣AI專用晶片的市場在本年內將達26億美元，並在2024年翻一倍。
能源效率最重要
當軟銀在2016年收購ARM時，會長及社長孫正義稱讚這公司為「能看到未來的水晶球」，並強調它在物聯網的潛力。因此，Nexar聯合創辦人兼行政總裁Eran Shir認為，AI運算從雲端遷移到邊緣，解釋了英偉達收購ARM的用意。正如黃仁勳承認：「運算上要有所進展，能源效率是最重要的事情。」單憑自己的AI專長，英偉達只能實現其邊緣AI願景的一半，提供價廉、節能行動晶片設計的ARM，能協助它完成另一半。ARM行政總裁Simon Segars在這宗收購的聲明中說，兩間公司「有共同的願景和熱情，亦即無處不在而符合能源效應的運算，將有助解決世上最迫切的問題，從氣候變化到醫療，從農業到教育。」
英偉達收購ARM將大幅動搖半導體行業格局。一方面，他們對英特爾的挑戰可為台積電、三星等為英偉達代工的晶片生產商創造商機—英特爾素來自行包辦設計和生產晶片，令這些業者一直難以打入數據中心伺服器和電腦晶片市場；另一方面，英偉達和ARM也可以打入彼此過去無法進軍的市場。英偉達曾進軍手機晶片市場失敗，對於是次收購，黃仁勳坦承：「如果能夠利用他們的商業模式，站在他們創建的網絡上，並採用我們發明的技術再投入這渠道，供應給他們數千個合作夥伴，商機之大將令人難以置信。」反過來，英偉達除了可幫助引入以ARM為基礎的設備到大型數據中心和超級電腦所用的伺服器CPU，也可協助ARM打入在手機、手錶、小型裝置和汽車等設備中的AI運算硬件市場。
正如資產管理公司Sanford C. Bernstein分析師Stacy Rasgon在一份報告中說，英偉達若能完成交易，「勢力幾乎可以延伸到每個重要的運算領域。」黃仁勳揚言：「AI是我們時代中最強大的科技。英偉達和ARM將共同創造AI時代的世界頂級運算公司。」
上文節錄自第234期《香港01》周報（2020年10月5日）《NVIDIA創半導體史上最大併購案 晶片霸主之位仍待確認》。如欲閱讀全文請按此試閱周報電子刊，瀏覽更多深度報道。