AI市場蓬勃發展 輝達靠什麼獨占鼇頭？經濟學人揭「3大關鍵優勢」

人工智慧（AI）晶片市場蓬勃發展，至今卻只見輝達（Nvidia）獨占鼇頭。英國媒體「經濟學人」分析，輝達之所以難以超越，是因為它同時在晶片、連網和軟體等3方面都掌握優勢。

輝達股價自去年1月以來已飆升近450%，如今市值接近2兆美元（約新台幣63兆元），是美國市值第3高的企業，僅次於微軟（Microsoft）與蘋果（Apple）。

輝達最近一季營收由一年前的60億美元暴增至220億美元（約新台幣7012億元）。多數分析師更預期，目前在專業AI晶片市場占有率高達95%以上的輝達，在可預見的未來還將持續以猛烈速度成長。為何輝達的表現會如此突出？

●優異的晶片

「經濟學人」（The Economist）報導，輝達的AI晶片最初是為電玩遊戲設計的繪圖處理器（GPU）加速器，原理是採用平行處理方式，將每道運算拆成更小單位後，再分配給晶片中的多個「核心」（即處理器的大腦）來同時處理。

這意味GPU運算速度比依序來完成任務要快許多。這種運算方法非常適合用在遊戲顯示，因為要出現逼真的圖像，必須讓數不盡的像素同時顯示在螢幕上。輝達的高效能晶片目前在遊戲GPU的市占率高達4/5。

令輝達可喜的是，其晶片還出現更廣泛的用途，包括加密貨幣挖曠、車輛自動駕駛及最重要的AI模型訓練。

AI利用機器學習演算法來運作，這種演算法以深度學習中的類神經網路（artificial neural network，ANN）為架構，電腦透過這個架構從大量資料中找出規則和模式。

而訓練一個類神經網路需要大規模運算，由於這項任務可拆分為較小單位，因此若要加快運算速度，平行處理是理想方式。一顆高效能GPU可含有1000多個核心，因此可以同時處理數千道運算。

當輝達意識到其GPU在訓練AI模型上能提供高效能後，便專注將產品朝這一方面優化。因此即使AI模型日益複雜，輝達的晶片也一直能跟上腳步；2023年輝達晶片的運算速度，已是其10年前產品的1000倍。

●網路連結能力

令輝達市值飆升的因素，不只是更快速的晶片。其競爭優勢還延伸到另2個領域，其一是網路連結。

隨著AI模型不斷發展，使用這些模型來運作的資料中心為了提高處理能力，有必要動用數以千計顆串聯在一起的GPU，不同於大多數電腦只需用到少數幾顆。

而輝達用來串聯其GPU的高效能網路，是以網通技術供應商邁倫（Mellanox）的產品為基礎。輝達早在2019年便以70億美元（約新台幣2212億元）價格買下邁倫，這讓輝達能以競爭對手無可比擬的方式，來優化其晶片網的表現。

●CUDA

輝達的另一個優勢則是其軟體平台CUDA，輝達的客戶可透過這個平台來微調其採購的處理器效能。輝達從2000年代中期以來就不斷投資發展CUDA，長期以來也一直鼓勵開發人員利用它來打造及測試AI應用程式，這些做法已使得CUDA成為實際上的業界標準。

專家預估，AI晶片市場規模至2027年將達到4000億美元。輝達豐厚的利潤加上AI晶片市場的快速成長，已吸引競爭對手目光。

亞馬遜（Amazon）和Google（谷歌）母公司Alphabet都正在為自家資料中心打造AI晶片，其他晶片大廠或新創公司也想分一杯羹。其中超微（AMD）已在去年12月推出一款晶片，且從某些標準來看性能已約是輝達最先進晶片的2倍。

然而，即使推出更好的硬體產品，可能也還不夠。輝達之所以能稱霸AI晶片市場，是因為同時提供了最好的晶片、最好的網路連結工具及最好的軟體。任何希望取而代之的競爭對手，都得在這3個領域能擊敗輝達，這將是一項艱鉅的挑戰。