【科技．未来】乘AI“边缘化”而起 NVIDIA欲成AI芯片霸主
上月中，半导体行业录得史上最大交易案：美国半导体公司英伟达（NVIDIA）以400亿美元，从日本软银集团（SoftBank）手中收购被喻为“半导体行业的瑞士”的英国芯片设计商ARM（安谋）。这宗震惊全球的交易不但会为整个半导体业格局带来翻天覆地般的改变，背后更可见到英伟达的雄心壮志，以及其如何布局下一波人工智能（AI）的发展重心—脱离云端的“边缘”（edge）AI。
当英伟达藉其图像处理器（GPU）晋身为AI下一波发展要角，收购ARM将如何有助它建立AI芯片王国，并一举挑战芯片业龙头英特尔（Intel）的地位？与此同时，其他竞争对手自然不会坐以待毙，加上芯片成为中美角力重要战场下，英伟达又可否打响如意算盘？
承接上文︰【科技．未来】收购ARM震撼业界 NVIDIA挑战Intel龙头地位
从云端走到“边缘”
在数据中心上挑战英特尔，似乎只是英伟达的短期目标；更长远和重要的是，英伟达已经开始为AI下一波的发展趋势部署，而ARM将是它不可或缺的拼图。
据Lipacis观察，电脑运算行业大约每十五年就会出现所谓的“板块移动”，亦即运算技术出现范式转移，行业格局和领导者也因而重新洗牌。上世纪七十年代，大型（mainframe）电脑往微型电脑转型，主宰行业的公司由IBM变成了DEC；八十年代中期出现个人电脑，“Wintel”（Windows和Intel）定义和控制了行业生态；到千禧年代，进入智能手机和云端运算时代，苹果、三星、台积电、ARM等瓜分了手机界，而英特尔就在数据中心称王。
现在，电脑运算即将迎来另一次的“板块移动”。过去，机器学习演算法依靠数据中心进行运算，AI工具和应用程式经互联网将讯息发送至这些遥远的伺服器处理。虽然在基础研究和前沿应用上，“重量级”芯片仍然无可取代，但很多AI工具现在已发展得足够轻巧，可以在“边缘”，即毋须连接云端，在装置本身就能够运行。
英特尔物联网（IoT）副主席及总经理Jonathan Ballon向《福布斯》（Forbes）解释：“当云端运算提供了无可否认的经济规模，数据的本质在推动着一个分散的运算模型。数据之巨量，会因为频宽的成本或可用性而在转移上变得很困难或很昂贵。数据的速度会催化更多不能够受限于网络延时的实时应用。”
边缘AI的好处显而易见：处理速度更快、更安全、耗电更少。这就是为什么我们的智能手机现在已有AI增强摄影功能，或者医院出现消毒机械人、中国农场用猪脸识别监察健康等应用。此外，ARM自动驾驶及物联网业务高级副主席及总经理Dipti Vachani指出，边缘AI也有助提高数据安全和私隐，例如亚马逊Alexa或Google Home等智能喇叭，将可直接在装置上运行语音辨识或一些简单的机器学习程式，不会像现时仍要经过数据中心，引起网络安全或窃听忧虑。
英伟达当然看到这股新趋势，并已表明边缘AI是其路线图的一部份，它在网页写道：“AI正在边缘爆发。AI和云端原生应用程式、物联网及其数十亿个感应器，以及5G网络，正在使大规模边缘AI成为可能，但它需要一个可扩大规模和加速的平台，以实时制定决策，并允许每个行业将自动化的智能送达到行动点—商店、制造业、医院、智慧城市。这将人、企业和加速的服务结合一起，令世界变成更小、连系更紧密的地方。”
在英伟达推出针对边缘AI的EGX运算平台后，黄仁勋在去年第三季的电话财务会议上向分析师说：“本季度我们奠定了AI最终产生最大影响之处的基础。我们将覆盖面从云端延伸到边缘，透过GPU加速的5G、AI和IoT将会彻底改变世上最大型的工业。”他又预期：“AI正从云端走向边缘，连接到AI运算的智能感应器可以加快结账、控制铲车、协调交通、节省电力。假以时日，将有数以万亿计这种由AI支援的小型自动电脑。”去年，英伟达宣布与微软就边缘运算技术合作，将EGX与Azure更紧密地整合。
ARM的机器学习部门行销副主席Dennis Laudick指出，在过去三至五年，机器学习网络的效率一直以数量级提升：“现在更关乎如何在愈来愈小的环境中运作。” ARM最小型、可由手表电池供电的芯片已足以让相机实时辨识物件。AI行车记录镜头公司Nexar两年前有40%数据处理需在云端进行；采用ARM芯片后，他们现在只有15%工作经云端完成。因此，在未来数年，AI芯片将会愈来愈重要，咨询公司麦肯锡（Mckinsey & Company）预计，到2025年，AI相关半导体的每年销售额可达670亿美元，将占所有电脑芯片需求的20%。与此同时，AI运算将会“边缘化”，德勤（Deloitte）预期，边缘AI专用芯片的市场在本年内将达26亿美元，并在2024年翻一倍。
能源效率最重要
当软银在2016年收购ARM时，会长及社长孙正义称赞这公司为“能看到未来的水晶球”，并强调它在物联网的潜力。因此，Nexar联合创办人兼行政总裁Eran Shir认为，AI运算从云端迁移到边缘，解释了英伟达收购ARM的用意。正如黄仁勋承认：“运算上要有所进展，能源效率是最重要的事情。”单凭自己的AI专长，英伟达只能实现其边缘AI愿景的一半，提供价廉、节能行动芯片设计的ARM，能协助它完成另一半。ARM行政总裁Simon Segars在这宗收购的声明中说，两间公司“有共同的愿景和热情，亦即无处不在而符合能源效应的运算，将有助解决世上最迫切的问题，从气候变化到医疗，从农业到教育。”
英伟达收购ARM将大幅动摇半导体行业格局。一方面，他们对英特尔的挑战可为台积电、三星等为英伟达代工的芯片生产商创造商机—英特尔素来自行包办设计和生产芯片，令这些业者一直难以打入数据中心伺服器和电脑芯片市场；另一方面，英伟达和ARM也可以打入彼此过去无法进军的市场。英伟达曾进军手机芯片市场失败，对于是次收购，黄仁勋坦承：“如果能够利用他们的商业模式，站在他们创建的网络上，并采用我们发明的技术再投入这渠道，供应给他们数千个合作伙伴，商机之大将令人难以置信。”反过来，英伟达除了可帮助引入以ARM为基础的设备到大型数据中心和超级电脑所用的伺服器CPU，也可协助ARM打入在手机、手表、小型装置和汽车等设备中的AI运算硬件市场。
正如资产管理公司Sanford C. Bernstein分析师Stacy Rasgon在一份报告中说，英伟达若能完成交易，“势力几乎可以延伸到每个重要的运算领域。”黄仁勋扬言：“AI是我们时代中最强大的科技。英伟达和ARM将共同创造AI时代的世界顶级运算公司。”
上文节录自第234期《香港01》周报（2020年10月5日）《NVIDIA创半导体史上最大并购案 芯片霸主之位仍待确认》。如欲阅读全文请按此试阅周报电子刊，浏览更多深度报道。