計(jì)算的下一個(gè)戰(zhàn)略拐點(diǎn)是將云擴(kuò)展到邊緣，其中涉及與數(shù)千億個(gè)IoT設(shè)備相連的高度并行的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。英偉達(dá)在控制該生態(tài)系統(tǒng)方面處于獨(dú)特的位置，如果它確實(shí)如預(yù)期般在接下來的幾周內(nèi)收購了Arm ，則對(duì)Arm體系結(jié)構(gòu)的完全控制將確保其領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
回顧過去產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，每15年，計(jì)算機(jī)行業(yè)就會(huì)經(jīng)歷一個(gè)戰(zhàn)略拐點(diǎn)，正如Jefferies美國(guó)半導(dǎo)體分析師Mark Lipacis所說的那樣，以往這些都是結(jié)構(gòu)性的轉(zhuǎn)變，它極大地改變了計(jì)算模型并重新調(diào)整了行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位。
在70年代，該行業(yè)從以IBM為主導(dǎo)的大型計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛蒁EC（數(shù)字設(shè)備公司）主導(dǎo)的小型計(jì)算機(jī)；到80年代中期，構(gòu)造轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向了手機(jī)和云計(jì)算模型。蘋果，三星，臺(tái)積電和Arm在手機(jī)方面受益最大，而英特爾仍然是向云數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)移的主要受益者。如下圖所示，英特爾和微軟把持了PC時(shí)代的利潤(rùn)。
根據(jù)投資銀行杰富瑞（Jefferies）的研究，在以前的每個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，主導(dǎo)企業(yè)都占據(jù)80％左右的利潤(rùn)。例如，PC時(shí)代的Wintel和智能手機(jī)時(shí)代的Apple。這些生態(tài)系統(tǒng)并不是偶然發(fā)生的，而是每個(gè)主導(dǎo)各自時(shí)代的公司采取多管齊下的戰(zhàn)略的結(jié)果。英特爾在開發(fā)人員支持計(jì)劃，大型開發(fā)人員會(huì)議，軟件技術(shù)，通過英特爾投資的VC投資，營(yíng)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(jié)果。蘋果在年度開發(fā)者大會(huì)，開發(fā)工具和財(cái)務(wù)激勵(lì)措施上做得差不多。就iPhone而言，App Store扮演了另外一個(gè)角色，這就使得該產(chǎn)品變得如此成功，事實(shí)上，這個(gè)鞏固蘋果在智能手機(jī)生態(tài)系統(tǒng)中的主導(dǎo)地位的關(guān)鍵一環(huán)現(xiàn)在正在遭受開發(fā)者的抱怨。下圖顯示了蘋果如何在手機(jī)運(yùn)營(yíng)利潤(rùn)中占最大份額。
英特爾在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)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(shì)現(xiàn)在正受到威脅。
一種是移動(dòng)設(shè)備生成的軟件工作負(fù)載的類型正在改變。這些手機(jī)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)需要更并行的計(jì)算方法，但英特爾的CPU專為單線程應(yīng)用程序而設(shè)計(jì)。從10年前開始，Nvidia將其GPU（圖形處理單元）體系結(jié)構(gòu)（最初設(shè)計(jì)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(gè)原因是，由于在手機(jī)市場(chǎng)上出售的大量芯片，為臺(tái)積電提供了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榕_(tái)積電能夠利用學(xué)習(xí)曲線在工藝技術(shù)方面領(lǐng)先于英特爾。英特爾的7納米制程節(jié)點(diǎn)現(xiàn)在比計(jì)劃晚了一年多。同時(shí)，臺(tái)積電在其7納米制程中已出貨超過10億個(gè)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(jìng)爭(zhēng)對(duì)手都在臺(tái)積電（TSMC）生產(chǎn)其芯片，這為它們提供了主要的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
Nvidia的主導(dǎo)領(lǐng)域
并行計(jì)算概念并不是什么新鮮事物，幾十年來一直是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一部分，但是最初它們被降級(jí)為高度專業(yè)化的任務(wù)，例如使用超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬核彈或天氣預(yù)報(bào)。這主要是因?yàn)閷?duì)并行處理軟件進(jìn)行編程非常困難。Nvidia于13年前推出了CUDA軟件平臺(tái)，現(xiàn)在已經(jīng)是第11代，這一切都改變了。英偉達(dá)專有的CUDA軟件平臺(tái)使開發(fā)人員可以利用英偉達(dá)GPU的并行架構(gòu)來執(zhí)行各種任務(wù)。英偉達(dá)還在GPU和CUDA方面為大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)系埋下了伏筆，經(jīng)過許多迭代的改進(jìn)，該技術(shù)已發(fā)展成為大規(guī)模并行計(jì)算的領(lǐng)先平臺(tái)。這已導(dǎo)致AI行業(yè)發(fā)生了結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)變——從“基于知識(shí)”的學(xué)科轉(zhuǎn)變?yōu)椤盎跀?shù)據(jù)的”學(xué)科，我們?cè)谠絹碓蕉嗟腁I驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序中看到了這一點(diǎn)。當(dāng)您說“ Alexa”或“ Hey Siri”時(shí)，語音識(shí)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(shí)例是衡量計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)使用率的領(lǐng)先指標(biāo)。這些實(shí)例的數(shù)量表示對(duì)領(lǐng)先的CSP（云服務(wù)提供商）中的應(yīng)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(zhǎng)以及Arm與Graviton的合作，英特爾的CPU市場(chǎng)份額一直保持平穩(wěn)。最能說明問題的是，對(duì)專用加速器的需求非常強(qiáng)勁，并由Nvidia主導(dǎo)。
如上圖所示，Nvidia現(xiàn)在將近一半的銷售收入是由數(shù)據(jù)中心驅(qū)動(dòng)的。截至今年6月，Nvidia在云數(shù)據(jù)實(shí)例中的專用加速器份額為87％。在過去的一年中，英偉達(dá)的加速器占了數(shù)據(jù)中心處理器收入增長(zhǎng)的大部分。
該公司創(chuàng)建了一個(gè)與Wintel相當(dāng)?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(gòu)性能和創(chuàng)建廣受歡迎的CUDA軟件平臺(tái)，豐富的競(jìng)爭(zhēng)性開發(fā)人員工具和生態(tài)系統(tǒng)支持計(jì)劃，參加人數(shù)眾多的年度GPU技術(shù)大會(huì)，甚至是一項(xiàng)積極的投資計(jì)劃，都獲得了豐厚的回報(bào)Inception GPU Ventures。
Arm涉足的地方
但是Nvidia仍然存在一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)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(jìn)行互操作，因?yàn)閿?shù)據(jù)中心中的CPU體系結(jié)構(gòu)仍然是x86（無論是Intel還是AMD）。
Arm的服務(wù)器芯片市場(chǎng)份額仍然很小，但已經(jīng)取得了巨大的成功。并且，與臺(tái)積電（TSMC）成為制造合作伙伴之后，在手機(jī)以外的細(xì)分市場(chǎng)中，它的原始性能迅速超過了英特爾。但是Arm的弱點(diǎn)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?yàn)槠鋽?shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)添加計(jì)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(gè)硬件軟件生態(tài)系統(tǒng)，這將對(duì)英特爾構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
即將到來的轉(zhuǎn)變
這種伙伴關(guān)系在今天特別重要的原因是因?yàn)橛?jì)算機(jī)行業(yè)正在經(jīng)歷下一個(gè)戰(zhàn)略拐點(diǎn)。這種新的構(gòu)造轉(zhuǎn)變將對(duì)該行業(yè)和競(jìng)爭(zhēng)格局產(chǎn)生重大影響。而且如果歷史趨勢(shì)繼續(xù)下去，Nvidia / Arm合并后的市場(chǎng)規(guī)模將至少是當(dāng)今手機(jī)或云計(jì)算市場(chǎng)的10倍。輕描淡寫地說，賭注很大。
有幾種力量在推動(dòng)這一新轉(zhuǎn)變。一是旨在支持更多設(shè)備的更快的5G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)。5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵功能之一是邊緣計(jì)算，它將把高性能計(jì)算放在網(wǎng)絡(luò)的最邊緣，距離終端設(shè)備僅一跳之遙。如今的手機(jī)仍然與90年代建立的具有聯(lián)網(wǎng)PC的舊客戶端-服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的后代聯(lián)系在一起。這種傳統(tǒng)導(dǎo)致了高延遲網(wǎng)絡(luò)，這就是為什么我們?cè)谝曨l通話中遇到那些令人討厭的延遲的原因。
下一代網(wǎng)絡(luò)將在網(wǎng)絡(luò)的最邊緣配備高性能計(jì)算機(jī)和并行加速器。包括無人駕駛汽車，工業(yè)機(jī)器人，3D或全息通信以及無處不在的智能傳感器的短點(diǎn)將需要與新協(xié)議和軟件架構(gòu)更緊密地集成。通過分布式計(jì)算架構(gòu)模型，這將實(shí)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(gè)數(shù)量級(jí)，從而進(jìn)一步推動(dòng)對(duì)并行計(jì)算的需求。
英偉達(dá)的路線圖
英偉達(dá)已經(jīng)表明其意圖，即云到邊緣計(jì)算正在其路線圖上：
“人工智能在邊緣爆發(fā)。AI和云原生應(yīng)用程序，物聯(lián)網(wǎng)及其數(shù)十億個(gè)傳感器以及5G網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在使邊緣化大規(guī)模AI成為可能。但是，它需要一個(gè)可擴(kuò)展的，加速的平臺(tái)，該平臺(tái)可以實(shí)時(shí)做出決策，并允許每個(gè)行業(yè)（包括商店，制造業(yè)，醫(yī)院，智慧城市）將自動(dòng)化的情報(bào)傳遞到行動(dòng)點(diǎn)。這將人員，企業(yè)和加速的服務(wù)結(jié)合在一起，使世界變得更小，更緊密地聯(lián)系在一起?！?/p>
去年，英偉達(dá)（Nvidia）還宣布將與微軟合作在Intelligent Edge上進(jìn)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(jià)才能擁有這項(xiàng)技術(shù)。Arm的所有權(quán)將使Nvidia對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)方面都有更大的控制權(quán)，這也讓他們對(duì)自己命運(yùn)的控制更大。它還將消除Nvidia對(duì)英特爾計(jì)算堆棧生態(tài)系統(tǒng)的依賴，這將大大提高其競(jìng)爭(zhēng)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(jìn)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(gè)芯片上，并且由于英特爾正在開發(fā)其競(jìng)爭(zhēng)的Xe系列加速器，因此Nvidia需要擁有自己的CPU。
如今，英偉達(dá)在高度并行計(jì)算方面處于領(lǐng)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(shí)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(shì)，而Nvidia的執(zhí)行力很好，可以使其自身定位為將成為下一個(gè)計(jì)算時(shí)代的主導(dǎo)者的公司。英偉達(dá)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(jì)算的完整生態(tài)系統(tǒng)方面處于非常有競(jìng)爭(zhēng)力的地位。