計算機行業(yè)正在經(jīng)歷下一個戰(zhàn)略拐點

計算的下一個戰(zhàn)略拐點是將云擴展到邊緣，其中涉及與數(shù)千億個IoT設備相連的高度并行的計算機體系結構。英偉達在控制該生態(tài)系統(tǒng)方面處于獨特的位置，如果它確實如預期般在接下來的幾周內(nèi)收購了Arm ，則對Arm體系結構的完全控制將確保其領先優(yōu)勢。

回顧過去產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，每15年，計算機行業(yè)就會經(jīng)歷一個戰(zhàn)略拐點，正如Jefferies美國半導體分析師Mark Lipacis所說的那樣，以往這些都是結構性的轉變，它極大地改變了計算模型并重新調(diào)整了行業(yè)領導地位。

在70年代，該行業(yè)從以IBM為主導的大型計算機轉變?yōu)橛蒁EC（數(shù)字設備公司）主導的小型計算機；到80年代中期，構造轉變是PC，英特爾和微軟在此定義并控制了生態(tài)系統(tǒng)；在2000年之后，該行業(yè)再次轉向了手機和云計算模型。蘋果，三星，臺積電和Arm在手機方面受益最大，而英特爾仍然是向云數(shù)據(jù)中心轉移的主要受益者。英特爾和微軟把持了PC時代的利潤。

根據(jù)投資銀行杰富瑞（Jefferies）的研究，在以前的每個生態(tài)系統(tǒng)中，主導企業(yè)都占據(jù)80％左右的利潤。例如，PC時代的Wintel和智能手機時代的Apple。這些生態(tài)系統(tǒng)并不是偶然發(fā)生的，而是每個主導各自時代的公司采取多管齊下的戰(zhàn)略的結果。英特爾在開發(fā)人員支持計劃，大型開發(fā)人員會議，軟件技術，通過英特爾投資的VC投資，營銷支持等方面投入了大量資金和資源。

上表顯示了Wintel雙頭壟斷的結果。蘋果在年度開發(fā)者大會，開發(fā)工具和財務激勵措施上做得差不多。就iPhone而言，App Store扮演了另外一個角色，這就使得該產(chǎn)品變得如此成功，事實上，這個鞏固蘋果在智能手機生態(tài)系統(tǒng)中的主導地位的關鍵一環(huán)現(xiàn)在正在遭受開發(fā)者的抱怨。

英特爾在數(shù)據(jù)中心市場上保持了數(shù)十年的統(tǒng)治地位，但是由于某些原因，這一優(yōu)勢現(xiàn)在正受到威脅。

一種是移動設備生成的軟件工作負載的類型正在改變。這些手機產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)需要更并行的計算方法，但英特爾的CPU專為單線程應用程序而設計。從10年前開始，Nvidia將其GPU（圖形處理單元）體系結構（最初設計為3D游戲的圖形加速器）改編為更通用的并行處理引擎。

英特爾受到威脅的另一個原因是，由于在手機市場上出售的大量芯片，為臺積電提供了競爭優(yōu)勢，因為臺積電能夠利用學習曲線在工藝技術方面領先于英特爾。英特爾的7納米制程節(jié)點現(xiàn)在比計劃晚了一年多。同時，臺積電在其7納米制程中已出貨超過10億個芯片，在5納米制程中獲得了良好的良率，并正在送樣3納米芯片。Nvidia，AMD和其他Intel競爭對手都在臺積電（TSMC）生產(chǎn)其芯片，這為它們提供了主要的競爭優(yōu)勢。

Nvidia的主導領域

并行計算概念并不是什么新鮮事物，幾十年來一直是計算機科學的一部分，但是最初它們被降級為高度專業(yè)化的任務，例如使用超級計算機模擬核彈或天氣預報。這主要是因為對并行處理軟件進行編程非常困難。Nvidia于13年前推出了CUDA軟件平臺，現(xiàn)在已經(jīng)是第11代，這一切都改變了。英偉達專有的CUDA軟件平臺使開發(fā)人員可以利用英偉達GPU的并行架構來執(zhí)行各種任務。英偉達還在GPU和CUDA方面為大學的計算機科學系埋下了伏筆，經(jīng)過許多迭代的改進，該技術已發(fā)展成為大規(guī)模并行計算的領先平臺。這已導致AI行業(yè)發(fā)生了結構性轉變——從“基于知識”的學科轉變?yōu)椤盎跀?shù)據(jù)的”學科，我們在越來越多的AI驅動的應用程序中看到了這一點。當您說“ Alexa”或“ Hey Siri”時，語音識別正在由并行處理軟件算法處理和解釋，該算法很可能由NvidiaGPU提供支持。

云數(shù)據(jù)實例是衡量計算機體系結構使用率的領先指標。這些實例的數(shù)量表示對領先的CSP（云服務提供商）中的應用使用需求，例如Amazon AWS，Google Cloud Platform，Microsoft Azure和阿里云。排名前四的CSP表明，隨著AMD的快速增長以及Arm與Graviton的合作，英特爾的CPU市場份額一直保持平穩(wěn)。最能說明問題的是，對專用加速器的需求非常強勁，并由Nvidia主導。

Nvidia現(xiàn)在將近一半的銷售收入是由數(shù)據(jù)中心驅動的。截至今年6月，Nvidia在云數(shù)據(jù)實例中的專用加速器份額為87％。在過去的一年中，英偉達的加速器占了數(shù)據(jù)中心處理器收入增長的大部分。

該公司創(chuàng)建了一個與Wintel相當?shù)挠布浖鷳B(tài)系統(tǒng)，但使用了加速器。它憑借其出色的架構性能和創(chuàng)建廣受歡迎的CUDA軟件平臺，豐富的競爭性開發(fā)人員工具和生態(tài)系統(tǒng)支持計劃，參加人數(shù)眾多的年度GPU技術大會，甚至是一項積極的投資計劃，都獲得了豐厚的回報Inception GPU Ventures。

Arm涉足的地方

但是Nvidia仍然存在一個競爭壁壘，這阻止其完全控制數(shù)據(jù)中心生態(tài)系統(tǒng)：它必須在Wintel生態(tài)系統(tǒng)中進行互操作，因為數(shù)據(jù)中心中的CPU體系結構仍然是x86（無論是Intel還是AMD）。

Arm的服務器芯片市場份額仍然很小，但已經(jīng)取得了巨大的成功。并且，與臺積電（TSMC）成為制造合作伙伴之后，在手機以外的細分市場中，它的原始性能迅速超過了英特爾。但是Arm的弱點在于，硬件-軟件生態(tài)系統(tǒng)是分散的，Apple和Amazon采用的軟件方法大多是專有的，而Ampere和Cavium等較小的公司規(guī)模太小，無法創(chuàng)建可與Wintel媲美的大型行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

Nvidia和Arm在6月宣布，他們將共同努力，使Arm CPU與Nvidia加速器一起使用。首先，這種合作使Nvidia能夠為其數(shù)據(jù)中心業(yè)務添加計算功能。其次，更重要的是，它使Nvidia處于有利地位，可以圍繞Arm創(chuàng)建一個硬件軟件生態(tài)系統(tǒng)，這將對英特爾構成嚴重威脅。

即將到來的轉變

這種伙伴關系在今天特別重要的原因是因為計算機行業(yè)正在經(jīng)歷下一個戰(zhàn)略拐點。這種新的構造轉變將對該行業(yè)和競爭格局產(chǎn)生重大影響。而且如果歷史趨勢繼續(xù)下去，Nvidia / Arm合并后的市場規(guī)模將至少是當今手機或云計算市場的10倍。輕描淡寫地說，賭注很大。

有幾種力量在推動這一新轉變。一是旨在支持更多設備的更快的5G網(wǎng)絡的出現(xiàn)。5G網(wǎng)絡的關鍵功能之一是邊緣計算，它將把高性能計算放在網(wǎng)絡的最邊緣，距離終端設備僅一跳之遙。如今的手機仍然與90年代建立的具有聯(lián)網(wǎng)PC的舊客戶端-服務器體系結構的后代聯(lián)系在一起。這種傳統(tǒng)導致了高延遲網(wǎng)絡，這就是為什么我們在視頻通話中遇到那些令人討厭的延遲的原因。

下一代網(wǎng)絡將在網(wǎng)絡的最邊緣配備高性能計算機和并行加速器。包括無人駕駛汽車，工業(yè)機器人，3D或全息通信以及無處不在的智能傳感器的短點將需要與新協(xié)議和軟件架構更緊密地集成。通過分布式計算架構模型，這將實現(xiàn)更快，更低延遲的通信。產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量以及需要處理的數(shù)據(jù)量將增加幾個數(shù)量級，從而進一步推動對并行計算的需求。

英偉達的路線圖

英偉達已經(jīng)表明其意圖，即云到邊緣計算正在其路線圖上：

“人工智能在邊緣爆發(fā)。AI和云原生應用程序，物聯(lián)網(wǎng)及其數(shù)十億個傳感器以及5G網(wǎng)絡現(xiàn)在使邊緣化大規(guī)模AI成為可能。但是，它需要一個可擴展的，加速的平臺，該平臺可以實時做出決策，并允許每個行業(yè)（包括商店，制造業(yè)，醫(yī)院，智慧城市）將自動化的情報傳遞到行動點。這將人員，企業(yè)和加速的服務結合在一起，使世界變得更小，更緊密地聯(lián)系在一起。”

去年，英偉達（Nvidia）還宣布將與微軟合作在Intelligent Edge上進行合作。

這就是為什么Nvidia購買Arm具有戰(zhàn)略意義的原因，以及為什么要付出很高的代價才能擁有這項技術。Arm的所有權將使Nvidia對生態(tài)系統(tǒng)的各個方面都有更大的控制權，這也讓他們對自己命運的控制更大。它還將消除Nvidia對英特爾計算堆棧生態(tài)系統(tǒng)的依賴，這將大大提高其競爭地位。通過擁有Arm而不只是獲得許可，Nvidia可以添加特殊指令來將其與GPU進行更緊密的集成。為了獲得最高性能，需要將CPU和GPU集成在一個芯片上，并且由于英特爾正在開發(fā)其競爭的Xe系列加速器，因此Nvidia需要擁有自己的CPU。

如今，英偉達在高度并行計算方面處于領先地位，英特爾正努力通過其Xe系列產(chǎn)品追趕潮流。但是，正如我們從PC的 Wintel時代所了解到的那樣，控制生態(tài)系統(tǒng)的公司具有巨大的戰(zhàn)略優(yōu)勢，而Nvidia的執(zhí)行力很好，可以使其自身定位為將成為下一個計算時代的主導者的公司。英偉達擁有在其GPU周圍創(chuàng)建令人印象深刻的生態(tài)系統(tǒng)的良好記錄，這使其在創(chuàng)建包括CPU在內(nèi)的邊緣計算的完整生態(tài)系統(tǒng)方面處于非常有競爭力的地位。
責任編輯：tzh