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台積電唯一看好的成長商機 AI PC晶片熱戰  台廠黃金時刻來了  
  2024/05/07
林宏達、林苑卿
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關鍵字:台積電;AI PC;AI晶片;微軟;谷歌;蘋果;NPU
圖片來源:CRIF IMAGES

  在即將來臨的AI PC換機潮中,微軟、谷歌、蘋果三大作業平台無不卯足全力爭奪市場,而英特爾、高通、超微、輝達四大晶片廠也紛紛加入戰局。無論鹿死誰手,作為PC製造王國的台灣,將是不變的贏家。

  4月18日的台積電法說會上,台積電總裁魏哲家意外表示:「2024年,我們預期全球半導體市場,將出現緩慢的成長。」車用需求下滑、物聯網(IoT)需求持平、手機需求則微幅成長;今年最強勁的動能就是來自AI,「今年台積電將因此交出營收成長超過兩成的成績單。」魏哲家說。

▍魏哲家掛保證-AI晶片需求將擴散至AI PC

  當分析師進一步提問:「對AI PC、AI手機下半年到明年發展有何看法?」魏哲家說,台積電已看到在邊緣AI運算需求推動下,內含NPU(神經網路處理器)的晶片愈來愈多,使用的晶片面積變大「正在發生」,而「手機和PC的換機潮正在逐漸加速,這尚未發生;但我們認為,這很快會到來。」換句話說,AI晶片需求從雲端伺服器擴散至AI PC,是這場法說會裡唯一提到的成長新機會。

  今年上半年,一連串的新聞證明,全球大廠正掀起一場大混戰,競逐AI PC的商機。業界傳出,微軟將在5月21日的開發者大會上,發表與高通合作開發的AI PC,而華碩、宏碁也會發表採用高通處理器AI PC筆電,不但能執行視窗作業系統,效能甚至超過蘋果M3處理器。

  這項傳聞讓蘋果和微軟在AI PC的平台競爭浮上台面。在賈伯斯時代,蘋果靠結合作業系統、Arm架構晶片和自有電腦硬體設計,從一家瀕臨倒閉的電腦公司,變成現在全球第四大電腦品牌,全球市占率一度達到一成。現在,微軟在AI浪潮加持下,「以彼之道,還施彼身」,同樣利用AI當最大賣點,不但持續把愈來愈多的AI功能加進作業系統,增加電腦對AI算力的需求,今年也會推出搭載Arm處理器的AI PC。

▍三大平台比拚-微軟、谷歌、蘋果 各有強項和弱點

  台灣微軟技術副總經理梁仲銘表示:「以前我們談雲端,一直是談Hybrid(混合雲),現在AI也是;你不會把所有的事情,都讓雲端的大模型解決,一定有些相對簡單的工作,用小模型解決就好了。」他同時強調了電力使用效率(PUE)的概念。在未來綠色經濟的發展下,雲端AI相對耗能,所以簡單的工作可以分給終端的PC完成,「我們會讓每個不同的角色,都有相對應的工具」。

  另一個競爭對手是谷歌,谷歌先從AI手機切入。今年第一季三星AI手機大賣,銷售量打敗蘋果,搭載的就是谷歌訓練出的AI模型;緊接著,谷歌也與台廠合作,推出Chromebook Plus進攻AI PC。此外,至今還保密到家的蘋果,今年6月的全球開發者大會上會如何出招反擊,更是市場觀察的重點。

  業者觀察,蘋果是最早在處理器中內建NPU的業者,但至今仍缺乏殺手級的AI服務應用。而微軟在投資OPEN AI後,開始將AI導入Office和視窗作業系統,但微軟生態系中的英特爾和超微,卻直到去年才開始推出AI處理器,微軟仍需要強大硬體來提供更有感的AI PC體驗。

  以蘋果、微軟、谷歌平台為首的的邊緣AI大戰,正掀起新一輪的晶片戰爭,並且帶領台灣PC產業重返黃金年代。因為,AI PC在不靠網路雲端協助下,也能提供生成式AI服務,三大平台的生態系正逐漸浮現。

▍晶片廠戰火熾熱-算力競賽開打 大場跨域搶地盤

  去年,所有人談論的都是雲端上執行的大模型,以GPT 3.5為例,參數量達到1,750億個,而預計今年夏天推出的GPT 5規模更大。但是,現在谷歌、微軟等公司則都推出參數規模只有70億到130億的小模型;這些小模型只有大模型的4%,小到足以在PC或手機上,不用連接網路就能完成AI任務。

  例如,OpenAI的Whisper模型參數不到10億個,只要下載在電腦上,離線狀態就可以把會議錄音轉成逐字稿。但即使是這麼小的模型,也需要占用好幾GB的儲存空間,而且每次使用也需要占用大量的系統記憶體;但如果用傳統的PC離線來執行Whisper模型,轉換1小時的錄音,可能要用掉5、6小時的時間。

  因此,把原本雲端的強大運算力,適度地放置到個人電腦上,不用連接網路也能運作,這就是英特爾、超微(AMD)要爭奪的商機。IDC集團副總裁麥勒理(Tom Mainelli)表示,符合IDC標準的新一代AI PC,處理器須搭載NPU,運算速度要達到每秒40兆次以上才算。超微和英特爾去年開始推出有NPU、算力超過每秒40兆次的新處理器產品,按各廠商的規畫,要到今年下半年才會大量上市。

  英特爾電腦通訊事業群產品經理盧進忠解釋,NPU的重要性在於AI模型是從處理文字開始發展,用NPU做整數運算就可以處理文字並節能,未來筆電要大幅提升AI效能,「同時使用時間還是要跟現在的PC相當」。換句話說,過去的電腦處理器以CPU為主,作為AI運算速度較慢,用GPU處理效能高但耗電,因此現在晶片大廠都搶攻同時包含CPU、GPU和NPU的新型處理器。

  超微是PC處理器陣營中首家推出融合CPU、GPU和NPU的AI處理器廠商。他們的策略是,現有的主流AI平台並未開放原始碼,超微就大力擁抱開放平台,跟開源AI模型如抱抱臉(Hugging Face)站在一起,還把自家設計最有價值的AI設計平台ROCm 6程式碼對外開放,只要下載模型,就可以在自己的PC上執行AI服務。

▍AI PC重構生態系-英特爾、高通、輝達、超微 四強對決

  英特爾則主打大而全的生態系。盧進忠表示,處理器性能表現和軟體的支持度有很大的關係,X86處理器發展了30、40年,才有今天的表現;而過去幾年,英特爾大力投資GPU軟體,提升GPU和現有程式的相容性和性能,加上英特爾打造的OpenVINO AI開發平台,從邊緣運算開始,逐漸發展成從雲到端,只要開發一次就能和各種不同產品相容的AI生態圈。盧進忠說,英特爾要的是AI效能,同時兼顧能源效率。

  輝達對AI PC也很有看法。輝達GeForce平台市場行銷副總裁傑森·保羅(Jason Paul)接受本刊採訪表示,輝達從2012年就開始發展AI PC的生態系,當年多倫多大學利用輝達顯卡,竟打破全球AI頂尖競賽ImageNet的紀錄,「開啟GPU用於AI加速的時代」。輝達在AI PC生態系已有相當強大的基礎,目前全世界已經有超過1億顆輝達RTX GPU被安裝,「在PC上我們有超過500個AI加速相關的遊戲和應用」,和繪圖有關的AI應用,還是要靠GPU。

  值得注意的是,過去多專注在手機市場的高通和聯發科,這次也抓住新機會展開跨域競爭。高盛去年底的報告指出,聯發科與輝達合作研發用於AI PC的處理器晶片,今年可望投片。而聯發科自己也推出同樣能讓企業選擇模型落地使用的「達哥」平台。

  高通今年也將推出算力達到45 TOPS的AI PC晶片,還推出讓所有人可以提供AI模型的AI Hub平台,讓所有人可以免費下載能用在高通晶片上的AI模型。

▍AI PC黃金交叉-3年後市占將達PC市場逾六成

  各家搶攻AI PC晶片,但至今沒有人拿到所有好牌。英特爾和超微擁有多種處理器,在GPU和AI生態系上還不如輝達。輝達在GPU結合AI運算擁有頂尖的效能,但在節能的AI運算上,就要面對各家公司的挑戰。高通的Arm處理器效率最高,但由於Arm架構剛登入微軟平台,能支援多少原有的視窗軟體有待觀察。

  也因此,他們也都會來台灣廣結盟友,和宏碁、華碩、技嘉等PC大廠合作,一起大推AI PC,現在正是大戰開始的前夕。

  根據IDC統計,2023年全球PC市場出貨量高達2.59億台,但AI PC的出貨量將從2024年5000萬台,迅速擴增到到2027年的1.67億台,屆時將達全球PC市場的六成市占。

  不僅如此,AI運算需要占用大量、高速的記憶體,記憶體需求也將大幅成長。這也就是為什麼今年包括英特爾、超微、高通、Arm、輝達等公司的執行長,6月都會在台北國際電腦展齊聚的原因,因為台灣是PC製造王國,這波換機潮帶來全新再成長的新機會。

  究竟有什麼AI應用可以讓消費者換掉手上的電腦?盧進忠觀察,接下來作業系統的發展,AI會讓使用者介面有明顯的改變,「你要改變作業系統的語言、電源設定,不用再進到選單,對AI下令就可以改變。」

  他進一步解釋,未來AI能幫助每一台PC更加的個人化,「每個人每天會上網搜尋資料,但你不會每一頁從第一個字看到最後一個字」,現在有一個叫Superpower的AI應用,可以幫你看完你搜尋的資料,記得你關注的細節。「如果你關心以巴戰爭,每天瀏覽相關資料,你的電腦訓練的AI就會記得更多跟以巴戰爭有關的細節;如果你有相關問題,直接問自己電腦的AI就有答案;如果你不關心以巴戰爭,你的電腦也不會有太多資料。」

▍PC 更加個人化-落實AI小模型 台廠揮灑空間大

  換句話說,未來的電腦不是可以容易被替代的標準品,因為丟掉電腦等於也丟掉了使用者一部分的習慣和記憶。

  谷歌台灣區前總經理簡立峰觀察,這一波衍生出的AI小模型才是台灣的機會。當更能保護隱私、更具能源效率的AI PC出現,各家企業為保護自己的機密,勢必會投注相當資源,將核心知識留在自家處理。

  「未來AI的應用會非常廣泛。」資策會資深分析師黃馨表示,第一個需求會先來自商用市場,如微軟Copilot和Office軟體結合,協助提升辦公處理文件的效率;接下來,AI個人祕書會出現,「自動幫你排個人行程表,做會議記錄與摘要」,就連下了班,AI甚至還可以在你玩遊戲時提供遊戲指導,教你怎麼破關。「AI未來除了像你的朋友,還會像是鏡子裡的另一個你。」黃馨說。從今年台北國際電腦展開始,今年下半年,AI PC會逐漸改變全球PC市場,投資將會跑在市場前面,搶先反映。

(本文獲授權轉載自財訊雙週刊)

     
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