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闕志克/輝達縱橫AI產業的啟示

比之上年同一季,輝達最近一季的營收成長了三倍。美聯社
比之上年同一季,輝達最近一季的營收成長了三倍。美聯社

闕志克
闕志克
比之上年同一季,輝達最近一季的營收成長了三倍,利潤則飆升近十四倍,如此驚人的業績爆發力使其股價大幅飆漲,整體市值從二○二三年初的四千億美元成長到最近的一八三○○億美元,變成美國市值第三高的公司。與輝達緊密合作的台灣AI伺服器代工廠商也雨露均霑,包括廣達、仁寶、緯創、緯穎、英業達、鴻海在內的六大伺服器代工廠,二○二三年總市值的增長超過一點四四兆元。

輝達令人歎為觀止的成功,究竟是時勢造英雄的一時運氣?還是十年磨一劍後實至名歸的揚眉吐氣?

AI產業生態鏈的最上層,是與使用者直接互動的應用服務商,如OpenAI、Stable Fusion和Anthropic,這些廠商運用最先進的訓練演算法開發出AI模型,提供終端用戶功能強大、大幅提升生產力的應用服務。第二層則是雲端服務商,如亞馬遜、微軟與谷歌,提供AI應用服務商訓練AI模型,和基於這些模型服務用戶所需的巨大運算資源。第三層為AI運算解決方案商,如輝達、超微與英特爾,提供雲端服務商專門為AI模型的訓練與推理所設計的高速運算系統。AI產業鏈的最底層則是台積電與三星,所有AI運算系統供應商使用的高效能運算晶片,均由他們製造生產。

輝達今天在資料中心AI運算解決方案領域獨占鰲頭,市場占有率約為超微與英特爾總和的十倍以上,且在未來幾年將持續如此。輝達可以盤據主導的市場地位,原因有三。首先,輝達從二○一二年起就開始優化原有的繪圖處理器架構,以加速深度神經網路的計算,不但大幅增加其運算平行度,更特別強調高頻寬記憶體的搭配,以確保運算資料可以源源不斷送入處理器,以及可以連結多個處理器作協同運算與資料同步的高速低延遲網路。

其次,輝達很早就投入軟體函數庫與編譯工具的開發,大幅降低開發者將高階AI模型,轉化為可在輝達處理器上執行之程式碼所需的工作量。由於容易使用和網路外部(network externality)性效應,這些支援系統軟體吸引了大批AI模型開發者使用其開發平台,並形成互相切磋支援的社群,最終變成輝達捍衛其AI處理器市場份額最重要的護城河。

最後,輝達不滿足於AI晶片供應商的角色,將觸角擴大到所有與AI運算相關的市場,包括AI運算模組、用於超算中心的高速超級電腦系統,甚至直接提供終端用戶租用的AI運算雲端服務。這樣的眼光和野心不但極大化營收潛力,也讓輝達得以獲取各式AI硬體使用客群的第一手問題、痛點與需求。

雖然台灣晶片設計業名列世界前三,但技術含金量仍有很大進步空間。晶片愈需最先進的製程,其設計難度愈大,價值也愈高。台灣晶片設計業裡,有量產產品用到台積電七奈米以下製程的公司,只有聯發科而已。相比之下,具有同等製程需求的大陸晶片設計公司至少五家以上。聯發科到今天為止尚未能開發出自己的手機GPU,而華為則後發先至,在Mate 60 Pro就展示了自己開發的GPU。

政府最近啟動十年三千億的晶創計畫,目標之一就是增加台灣晶片設計業使用台積電高階製程的產品數,但整個計畫似乎缺乏技術挑戰明確、商業價值顯著、具世界競爭力的高階晶片標的(如伺服器級的生成式AI處理器),因此兩三年後很容易就鬆散失焦、無以為繼。輝達邁向AI硬體霸主的成功之術,值得我們再三咀嚼借鏡。(作者為清華大學合聘教授)

晶片 輝達

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