伺服器晶片競合與趨勢,台廠扮演什麼角色?

作者 | 發布日期 2019 年 12 月 24 日 12:00 | 分類 伺服器 , 處理器 , 零組件 follow us in feedly


伺服器產業到了 5G 時代,將會變得更重要。目前伺服器晶片以英特爾(Intel)居龍頭地位,但是這兩年,AMD 也從 PC 市場陸續往伺服器發展,推出相關方案,市場看好,AMD 能靠著高 CP 值搶下不少市占率。到底未來伺服器晶片的產業將會有什麼變化呢?除了 CPU 之外,還有什麼晶片有機會在當中嶄露頭角呢?而台灣廠商伺服器管理晶片(BMC)台廠信驊、新唐未來發展也值得關注。

伺服器從 x86 架構,到非 x86 晶片

伺服器你可以把它想像成一個運算能力超強的電腦,即使是一部簡單的伺服器系統,通常至少也要有 2 顆處理器組成,讓他能在短時間內完成大量工作,為大量用戶提供服務。

追溯過去伺服器晶片的發展,伺服器過去從工作站開始發展,到了近年 4G 無線網路通訊興起之後,才開始有資料中心的需求。業內人士說明,過去晶片是以 RISC 架構為主,但面積大、成本高、量產的量比較少,後來才有 x86 架構晶片,包含 Intel、AMD 等,壓低價格、量產增加。

但是隨著 AI、5G 時代到來,x86 架構的效能無法跟上市場需求效能瓶頸,因此有新興晶片業者的產生,也就是在 CPU 之外,再加入像是加速器的晶片,例如 FPGA、ASIC、GPU 等,使得效能再提升。

目前 CPU 兩大廠 Intel 和 AMD 的競合方面,近年 AMD 試著從 PC 市場跨足伺服器市場,推出高階晶片應戰,而從市占率來看,根據業內人士統計,今年 Intel 大約占 96%,AMD 則為 4%,明年 AMD 將來到 6%,甚至有機會再提升。

集邦科技資深分析師劉家豪表示,Intel 收購很多廠商,包含 FPGA、ASIC 等,甚至近期以色列軟體公司等,比起 AMD 更為積極,但 AMD 近年也在 x86 架構之下持續推出高階新品搶市,但仍多著力在 PC 產業,未來 5G 之後,AMD 在非 x86 架構的晶片上比起 Intel 仍居劣勢。

受到 5G、AI 需求與效能提升之下,由於 x86 受限於核心數增加到一定的效能極限,以及成本墊高,因此非 x86 架構的晶片應運而生,像是 FPGA、ASIC、GPU 等,因此在 CPU 旁邊再銜接上 x86 晶片,以加速並提升運算能力。分析師認為,5G 起飛之後,非 x86 晶片需求將會大幅提升,粗估 2023 年後會有明顯成長。

而 FPGA、ASIC、GPU 各有其優劣勢,應用之處也不盡相同,FPGA 為現場可程式化邏輯閘陣列,可隨時編程、彈性設計、功耗低,用於推論(Inference)可達到優於其他晶片類型,像市政府企業、資料中心等應用;ASIC 則是效能最高的方案,能最符合客製化需求,但一次性的成本高,特別是用於消費性產品;GPU 則適合於圖像訓練,但功耗也同樣較高,用於訓練(Training)相對適合。

品牌廠積極,華為也搶進

隨著這樣的趨勢,包含 Google、Amazon 等廠商都研發自身晶片,除了跟對應的 ODM 廠、晶片廠關係緊密之外,特別也針對 FPGA、ASIC 兩大塊晶片的研發投入。像是 Google 研發自身 TPU 晶片,微軟則與賽林思(Xilinx)合作密切。

華為受到中美貿易戰影響,也讓華為開始更積極投入在身晶片的研發設計,畢竟主晶片被美商 Intel、AMD 把持,為了分散風險,也開始用 ARM 架構推出自家晶片,今年推出「鯤鵬 920」,採用 7 奈米製程,號稱挑戰 Intel 效能。

業內人士指出,華為目前的技術能力相對美商有限之下,因此從 ARM 架構的伺服器切入,能夠在 ARM 的生態系統完整、指令集完整等優勢下,快速打造自家 CPU,且 ARM 架構晶片功耗確實較低、具有優勢,但整體效能還是比起 x86 較弱,但對華為來說,能夠分散風險才是當務之急。此舉對於台廠來說,華為多投片於台積電,有利於帶動代工廠動能。

5G 來臨,邊緣運算帶動伺服器需求

伺服器應用面多元,當中又以 AI、邊緣運算最具未來潛力,不管是自駕車、遠端醫療等,特別是在 5G 時代來臨之後,讓資料量傳輸更快,也推升伺服器需求。

若用軟體來定義,AI 分成訓練(Training)、推論(Inference)兩種類型,例如自駕車來說,透過道路學習,伺服器處理大量資料後,進而改變後續的行為。而邊緣運算當中可以分成近、中、遠,依照與資料中心的距離相對概念定義,從 IoT 裝置、小型區域到遠端的資料中心,各具功能,也有不同的運算能力,也讓伺服器變得更加重要。

邊緣運算意義在即時性資料、隱私低的資料端點處理,可以讓自駕車操作更順,像是人體的神經功能,但重要資料還是傳到資料中心處理,也就是大腦。

伺服器晶片儘管多數都被美商把持,但是台灣廠商信驊、新唐以伺服器管理晶片緊跟著伺服器產業,而伺服器管理晶片也就是所謂的 BMC,負責管理資料流量、協助 CPU 運作、遠端管理、故障預測、效能調教等,與主晶片規格開發緊密。

簡單的說,一個伺服器當中,現在多數有 2 顆 CPU,就會使用 1 顆 BMC,而在邊緣運算之下,使用伺服器的數量增加,從小到大,小型的伺服器當中可能就只需要 1 個 CPU 配 1 個 BMC,就能符合所需效能,整體而言,BMC 的用量將會增加。

總的來說,5G 時代之後,推升伺服器產業未來的需求持續提升,當中不管是 CPU 大廠 Intel、AMD,或者其他新興伺服器晶片 FPGA、ASIC 等廠商值得關注外,邊緣運算將增加新的 IoT 應用面,連帶驅動 BMC 的成長動能。

(本文由 MoneyDJ新聞 授權轉載;首圖來源:shutterstock)