5G

展望5G與新生態的變革

by GIGABYTE
當世界萬物都連上網路,那人類社會將可以構成一個龐大的高智能生物體。其大腦是「雲」,肢體有「智慧型手機」、「AI機器人」、「自駕汽車」和「智慧工廠」等各式各樣的終端應用。
在通信網路高速發展的今天,5G的來臨無疑是有跨時代意義的。傳送速度從1Gbps到上看20Gbps,足以改變我們的社會產業生態。如果說1-3G實現的是人與人的通訊,4G實現了Internet網路的連結,那5G可以做到是世界萬物的相連。如同「電」的誕生和應用一樣,在電氣時代前,「電」並不是必須品,而現代社會中已經很難想像沒有電的生活。《詞彙學習:大家都在說5G,你知道它是什麼嗎?

當世界萬物都連上網路,那人類社會將可以構成一個龐大的高智能生物體。其大腦是「雲」,肢體有「智慧型手機」、「AI機器人」、「自駕汽車」和「智慧工廠」等各式各樣的終端應用。而5G正是這高智能生物的神經,起到了穿插連結所有從「腦(雲)」到「肢體(終端)」各機能的作用(請參考圖表1),神經系統越為高效,則高智能生物也就越為靈活和敏銳。

而從產業的視角看,所有的這些組成部分都是與5G息息相關的產業新生態,在我們所體驗的美輪美奐5G應用幕後,扮演著至關重要的角色。

圖表1. 從雲到端的5G生態系統
ARM架構的擴張
ARM架構在產業生態鏈的終端設備中佔據主導地位,例如移動通信的市場份額佔90%,消費型產品也佔有65%的市場份額,網路通信產品和嵌入式產品也分別有17%和30%的份額。然而在雲端,ARM架構的存在感非常之低,只有不到1%的市場份額,相反在終端設備中節節敗退的Intel X86架構,卻是屹立不倒的王者, 獨佔95%以上的伺服器市場份額。

當然,ARM並不會就這樣放棄在5G智能社會中,充當大腦這一功能又至關重要的雲端市場,因此在2018年ARM提出了Neoverse的路線圖, 憑藉其在終端設備發展中取得的CPU製程上的優勢,ARM CPU主要使用台積電和三星的產線,在順利達成7nm的生產良率後,已經向5nm製程邁進。而Intel的自家工廠在10nm就遇到了瓶頸,落後於台積電和三星,加上5G對於雲端和終端的超低延遲需求,給予了與5G終端源代碼一致的ARM架構向雲端擴張的機會。如果ARM能在雲端建置一個較為完善類似於X86的生態系統(Eco-system),成功串聯起5G從「雲」到「端」的生態鏈,功耗較低並且具有開源特性的ARM架構將有快速成長的市場前景。目前多家大型雲端營運商如亞馬遜,微軟和臉書都宣稱會導入ARM架構到他們的數據中心,日本的下一代超級計算機-富岳(Post-K)也將採用ARM架構CPU。

技嘉在ARM架構伺服器的研發上,是世界上最早的先驅者。早在2013年技嘉就開發銷售了世界上第一款ARM64的伺服器R120-P30,之後又和美商Cavium (2018年Cavium被Marvell收購)一起研發銷售了ThunderX 1&2的Dual Processor(雙路)伺服器,開始將ARM架構伺服器打入主流伺服器和HPC市場。技嘉的模組化設計的優勢,是技嘉可以快速將任何新的ARM CPU平台導入到各種X86的既有系統架構中,至今我們已經成為ARM生態的核心成員。《詞彙學習:如果你還不了解什麼是HPC高效能運算

迅速崛起的邊緣運算
5G使邊緣運算(Edge computing)重新被提倡與強化,主要在於修正與補強物聯網與雲端間的弱環節,包含速度、穩定度、經濟效益等方面的改善。特別是強調需要即時反應的應用,如無人機、自駕車的避障運算和工廠自動化控制等。若完全交付雲端運算,得知結果才採行相關行動則為時太晚。 因此在靠近5G終端的地方新設置邊緣運算的數據中心,將是5G所帶動的巨大商機。依照5G巨擎高通(Qualcomm)的市場預測,邊緣運算的成長速度將會比雲端的成長還來的更為迅速。《詞彙學習:如果你還不了解什麼是邊緣運算(Edge computing)

顯然,迅速崛起的邊緣運算將成為各5G新生態鏈廠商的兵家必爭之地,目前就技術面來看,邊緣運算中的實體仍然是數據中心,而為邊緣運算所建置的數據中心與既有遠程的雲端數據中心還是有區別的。超低延遲、低功耗和相對有限的計算能力預測會是邊緣運算數據中心的幾個重要特徵。那這場Edge新市場爭奪戰中誰可以佔據龍頭地位呢?是以雲端為優勢X86架構,還是在終端裡遙遙領先的ARM架構?目前還是未知數。

在邊緣運算中,加速卡(Accelerator)的作用也極為重要。在人工智慧AI裡,有分為需要極強數據中心運算能力的訓練層(Training)和只需要比較基本數據中心運算能力的推理層(Inferencing)的兩個區塊。在AI領域取得領導地位的NVDIA也希望藉由藉由其在雲端的優勢擴張其版圖到邊緣運算市場。可是邊緣運算的格局尚未成熟,有多家廠商也推出了用於5G邊緣運算的Inferencing加速卡,其中以高通的Cloud AI 100和寒武紀的MLU系列最有潛力。《詞彙學習:如果你對AI人工智慧定義想有更多了解的話》 

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圖表2. 專用於邊緣運算市場的技嘉伺服器H242系列

技嘉當然不能在這場5G邊緣運算競合中缺席,我們在市場調查研究之後發現, 有別於雲端Server以DP(雙路)為主,尺寸較大、計算性能高、功耗大等特性,Edge端Server預計UP(單路)為主,尺寸短、計算性能較低、功耗也較低。依據這些新的規格需求,技嘉將與AMD攜手合作,率先開發基於AMD新一代7奈米EPYC平台,推出專攻邊緣運算市場的伺服器H242系列(請參考圖表2),這一系列不但可以符合邊緣運算數據中心的需求,而且是搭載最新PCIe Gen4高速訊號的伺服器。同時,技嘉也在規劃適用於5G邊緣運算的加速卡,與H242系列一起提供整套的邊緣運算解決方案。

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中美與各巨鱷廠商之間的競合
悠悠歷史長河流淌至今日,中美兩強之間的爭霸又激起了新一波的驚濤駭浪。而5G相關的技術和生態之爭正是中美爭霸的主戰場之一。在發展5G技術和其生態(從雲到端的產業鏈)的路徑上,中美兩國的模式是截然不同的。中國主要是扶持華為公司以垂直整合的模式建立了一套完整的,領先全球的5G技術和解決方案。然而華為的生態是封閉式的,與各細分市場友商進行競合,這種模式將可能限制到其生態系統的擴張。在美國的5G廠商中,高通(Qualcomm)和英特爾(Intel)原本是最具有競爭力的兩強,然而在2019年4月Intel宣布將退出5G芯片的發展, 所以比較確定的是高通將是美商5G參賽的主力投手。高通的5G發展模式有別於華為,是以與各產業鏈的大廠加強合作方式共同實現一個多元的Eco-system。當然,他的這種模式也有弊病,那就是研發速度較慢,各方爭奪利益造成利益分配矛盾。

技嘉在5G新生態變革中想要佔有一席之地,光靠自身的努力,應該是不夠了, 所以,找到有實力又能一起並肩作戰的盟友十分重要。以與各產業鏈的大廠加強聯手方式為發展策略的高通正是我們理想的合作夥伴,技嘉之前與高通一起合作研發基於Qualcomm ARM SoC – Centriq的伺服器,由於一些公司策略調整原因,Centriq伺服器未能如願上市,可是技嘉和高通在默契合作中積累了很深的商務友誼和信任度。隨著5G和邊緣運算的發展,技嘉將與高通加深合作,一起攜手拓展5G從雲到端的成長市場。

《了解更多:你絕不該錯過的5G iMEC Networking Platform 》
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