Nvidia/ARM交易，能怎樣為下一個計算機時代創(chuàng)造主導(dǎo)的生態(tài)系統(tǒng)

在過去的幾周中，有許多關(guān)于Nvidia收購Arm的提議的報道。有關(guān)該消息的消息大多困擾著阿姆的現(xiàn)有所有者軟銀以310億美元的價格收購了ARM，以及英偉達是否可以支付如此驚人的價格來購買該資產(chǎn)。ARM最早的支持者之一赫爾曼·豪瑟（Herman Hauser）也有所反對，這引發(fā)了人們的擔(dān)憂，即ARM的命運對英國的未來至關(guān)重要?？紤]到軟銀是一家日本公司，這是一個奇怪的擔(dān)憂。暫時擱置所有這些，我想集中討論這種合并的戰(zhàn)略重要性，如果合并成功，為什么這會導(dǎo)致計算機和半導(dǎo)體行業(yè)的力量平衡發(fā)生重大變化，以及為什么將Nvidia和Arm合并在一起才能真正改變游戲規(guī)則。
計算的下一個戰(zhàn)略拐點將是云擴展到邊緣，其中涉及與數(shù)千億個IoT設(shè)備相連的高度并行的計算機體系結(jié)構(gòu)。Nvidia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(yù)期在未來幾周內(nèi)收購了ARM ，則對ARM體系結(jié)構(gòu)的完全控制實際上將確保其優(yōu)勢。

每隔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(dǎo)體分析師Mark Lipacis所說的那樣，這是一次結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)變，它極大地改變了計算模型并重新調(diào)整了行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位。在70年代，該行業(yè)已經(jīng)從以IBM為主導(dǎo)的大型計算機轉(zhuǎn)向由DEC（數(shù)字設(shè)備公司）主導(dǎo)的小型計算機。在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)。在千年之交之前，該行業(yè)再次轉(zhuǎn)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(zhuǎn)移的主要受益者。


根據(jù)支持銀行杰富瑞（Jefferies）的研究，在以前的每個生態(tài)系統(tǒng)中，主導(dǎo)企業(yè)已占利潤的80％。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(dǎo)各自時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)人員支持計劃，大型開發(fā)人員會議，軟件技術(shù)，通過英特爾支持的VC支持，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(jié)果。蘋果在年度開發(fā)者大會，開發(fā)工具和財務(wù)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，使得該產(chǎn)品如此成功，事實上，在鞏固蘋果在智能手機生態(tài)系統(tǒng)中的主導(dǎo)地位的關(guān)鍵作用的開發(fā)商的投訴。下圖顯示了蘋果如何在手機運營利潤中占最大份額。


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(shè)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，并且英特爾的CPU專為單線程應(yīng)用程序而設(shè)計。從10年前開始，Nvidia將其GPU（圖形處理單元）架構(gòu)（最初設(shè)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，由于在電話市場上出售的大量芯片使臺積電具有了競爭優(yōu)勢，因為臺積電能夠利用學(xué)習(xí)曲線來在工藝技術(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率，并正在采樣3納米制件。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的領(lǐng)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(xué)的一部分，但是最初它們被降級為高度專業(yè)化的任務(wù)，例如使用超級計算機模擬核彈或天氣預(yù)報。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(gòu)來執(zhí)行各種任務(wù)。英偉達還在GPU和CUDA方面為大學(xué)的計算機科學(xué)系注入了種子，經(jīng)過許多迭代的改進，該技術(shù)已發(fā)展成為大規(guī)模并行計算的領(lǐng)先平臺。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”的學(xué)科向“基于數(shù)據(jù)的”學(xué)科轉(zhuǎn)變，我們在越來越多的AI驅(qū)動的應(yīng)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Nvidia GPU提供支持。
云數(shù)據(jù)實例是衡量計算機體系結(jié)構(gòu)使用率的領(lǐng)先指標。這些實例的數(shù)量表示對領(lǐng)先的CSP（云服務(wù)提供商）中的應(yīng)用程序的使用需求，例如Amazon AWS，Google Cloud Platform，microsoft Azure和阿里云。排名前四的CSP顯示，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(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)?a target="_blank">硬件軟件生態(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，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(shù)大會，甚至是一項積極的支持計劃，都獲得了豐厚的回報Inception GPU Ventures。

ARM進來的地方

但是Nvidia仍然存在一個競爭壁壘，無法阻止其完全控制數(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(jié)構(gòu)仍然是x86（無論是Intel還是AMD）。
ARM的服務(wù)器芯片市場份額仍然很小，但卻取得了巨大的成功。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的弱點是硬件-軟件生態(tài)系統(tǒng)是零散的，蘋果和亞馬遜采用的是專有軟件方法，而較小的公司（如Ampere和Cavium）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(wù)添加計算功能。其次，更重要的是，它使Nvidia在圍繞ARM創(chuàng)建軟硬件生態(tài)系統(tǒng)方面處于有利地位，這將對英特爾構(gòu)成嚴重威脅。

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(gòu)造轉(zhuǎn)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(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)鍵特征之一是邊緣計算，它將把高性能計算放在網(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(luò)將在網(wǎng)絡(luò)的最邊緣配備高性能計算機和并行加速器。端點-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-將需要與新協(xié)議和軟件架構(gòu)更緊密地集成。通過分布式計算架構(gòu)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(yīng)用程序，物聯(lián)網(wǎng)及其數(shù)十億個傳感器以及5G網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在使邊緣化大規(guī)模AI成為可能。但是，它需要一個可擴展的，加速的平臺，該平臺可以實時制定決策，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(wù)結(jié)合在一起，使世界變得更小，更緊密地聯(lián)系在一起?！?/span>
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(shù)。ARM的所有權(quán)將使Nvidia在其生態(tài)系統(tǒng)的各個方面都有更大的控制權(quán)，而對命運的控制則更大。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而不僅僅是獲得ARM的許可，Nvidia可以添加特殊的指令來與其GPU建立更緊密的集成。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(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 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，使其定位為將成為下一個計算時代的主導(dǎo)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。