2023年12月23日
難受惠於AI熱潮，平行運算才是王道，這令顯示卡（圖像處理器GPU）專家輝達（Nvidia）的產品持續供不應求（中央處理器CPU使用串行運算serial computing）。正如國際廠家採用「中國+1」戰略，即在中國和其他國家作生產基地一樣，電腦製造商致力於輝達以外尋找顯示卡供應，不少AI硬件和電腦生產商同時對超微半導體（AMD）產品有極大興趣。AMD目前巿值只有輝達的兩成，AMD潛力之大可想而知。在這AI熱潮長期高漲之際，本欄以AMD作為專題研究對象，似乎再合適不過。
稍為討論一下AMD的公司背景。AMD的全名是Advanced Micro Devices，總部位於美國加州的聖克拉拉（Santa Clara），由美國中部電腦科學名校電腦UIUC（即University of Illinois Urbana-Champaign）畢業生Jerry Sanders與其他7名工程師於1969年5月創立，在1972年9月公司上巿。
由於它以逆向工程Intel的CPU 8080起家，而記憶體生產商在巿場上眾多，這樣AMD一直缺乏獨有企業形象，直至2014年行政總裁（CEO）Rory Read卸任，由蘇姿豐（Lisa Su）接任並把業務重組為兩大分部，即計算與圖像（Computing and Graphics）與企業、嵌入【註】與半成品（Enterprise, Embedded and Semi-Custom）並精簡人手7%後，AMD在CPU、GPU的技術質量有了明顯提升，個人與企業巿場的實力都明顯加強，AMD也開始成為了神奇的股份，在蘇氏任職CEO的首6年間股價暴漲45倍。
舵手蘇姿豐與黃仁勳背景相似
蘇姿豐作為靈魂人物，她的角色與另一間明星業者，顯示卡霸王輝達的創辦人兼行政總裁黃仁勳（Jensen Huang）非常相似。無巧不成話，同為人工智能的領軍人物，蘇姿豐和黃仁勳有很多共同之處，他們都是台灣人，自小便從台南移民到美國。而且他們都是來自名校的尖子：蘇姿豐是麻省理工學院電機工程系博士畢業，黃仁勳是史丹福大學電子工程學碩士，而蘇姿豐更曾承認黃仁勳是遠房親戚。順帶一提，筆者在2021年呈交的理大論文中，曾使用Parrino（1997）及經Peters and Wagner （2014）和Jenter and Kanaan（2015）優化的資料篩選方法，自The Wharton School of the University of Pennsylvania WRDS ExecuComp數據庫尋找高管委任/辭任數據，蘇姿豐因與AMD多年來的深厚淵源，使我對這位CEO印象深刻。
誠然，如果只把AMD的戰略轉型歸功於蘇姿豐，實在是嚴重小看了她，是對她甚不公平的看法。AMD全力投放資源於FPGA（現場可編程閘陣列，Field Programmable Gate Array）可能是本世代晶片設計史上最明智之舉，她的睿智把AMD提升到高於所有業者的另一個層次。目前引領AMD屢有突破的賽靈思（Xilinx）子公司，就是蘇姿豐於3年前以350億美元交易收購回來的。
FPGA是一種具有可編程硬體結構的積體電路，可對其進行重新配置，使其表現得像另一個電路一樣。由於FPGA電路不是硬蝕刻的，因此可以靈活地適應特定機器學習演算法的需求。在人工智能的背景下，這為FPGA提供了巨大的優勢，既可以支援大規模並行工作負載，又能提升機器學習的性能。透過編程，使用者可隨時改變其應用場景，並且在CPU、GPU等硬體上模擬各種並行運算。因此，業界也稱之為萬能晶片。
FPGA加速器市場規模達390億
與GPU相比，FPGA具有功耗和延遲較低的優勢。由於電路板迴路的設計，GPU難以利用片上內存，由此只能透過頻繁讀取DRAM（晶片外記憶體），以致功耗非常高。相反地，FPGA可靈活利用片上存儲，功耗遠低於GPU。此外，與 GPU相比，FPGA架構在AI推理中具有非常強大的延遲優勢，另FPGA可靈活地進行編程，以用作GPU、ASIC（專門應用集成電路）或其他配置。同時，針對特定演算法進行編程和最佳化，使其在通用硬體可能不夠用的情況下變得非常有效率。
2018年FPGA加速器市場規模僅10億美元，到2023年將突破50億美元（約390億港元）。目前FPGA主要以Xilinx（被AMD收購，Xilinx是可以編程的邏輯模組的意思）和Intel（旗下的PSG），CR2（第一和第二巿場集中度比率，Concentration Ratio 2）計的市佔率高達70%。
由上述討論可見，AMD在FPGA開發的技術優勢巨大，也因為FPGA的通用特色和輝達的GPU H100的生產樽頸，導致前者的大幅成長，AMD的大功臣蘇姿豐在選對FPGA後將帶領AMD進入榮景。預祝聖誕快樂，除夕再見。
註：嵌入式系統是為特定功能而設計的電腦硬體和軟體的組合，它可以是更大系統的一部分，可編程，通常賦有固定功能。
作者為博士、財務總監、專業投資者協會專家顧問、CFA、FCPA、FHKIoD
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