全球最具科技指標性意義的展覽之一的美國拉斯維加斯進行的國際消費電子展 (Consumer Electronics Show) CES 2019 是科技開年秀也是朝圣周，才剛剛落幕。除了Apple (蘋果) 這種獨樹一幟的企業自辦新品發表會之外，其他行業巨擘及初創公司無不卯足全力，前往賭城發布重磅產品及技術，其展出的內容常為新興產業發展的風向球，因此格外受到市場重視。
接下來就是即將于 2 月份舉辦的西班牙巴塞羅那世界移動通信大會 (Mobile World Congress，MWC 2019)，還有 5 月底的臺北國際電腦展 (COMPUTEX TAIPEI) 和 9 月份的柏林國際電子消費品展覽會 (IFA)。
此次 CES 有來自 150 個國家或地區的廠商達 4,500 家參展，超過 250 場研討會，參與總人數達 18 萬人。根據網友依參展名單統計，其中來自中國的參展廠商約有 1,166 家 (未計入港澳臺)，僅次于美國的 1,548 家，隨著中國企業拓展海外市場以及技術實力的提升，在 CES 的創新份量逐年提高。若以科技領域分類來看，AI 相關的參展商估計接近 1,400 家，機器人及汽車相關則分別超過 160 家和 150 家。
整體來說，CES 2019 值得關注的有「三力」，第一是算力競賽：包括人工智慧 (AI)、自動駕駛、機器人、綜合現實 (Synthetic Realities) VR/AR/MR，以及區塊鏈。第二是曲力競賽：可折疊 (Foldable)/可卷曲 (Rollable) 面板。第三是政治角力下的 5G。
算力是驅動創新的重要元素之一，而 2019 年在個人計算機 (PC) 的中央處理器 (CPU)是 x86 架構與 ARM 架構共存與變革的開始 (詳細內容請參考：非凡創芯力 "2019 CPU 芯戰元年 (上)，(下)")。在此讓我們聚焦在 CES 2019 上，芯片巨頭們 Intel、AMD、Qualcomm、NVIDIA 及華為所訴說的不尋?！感厩椤构适隆?/p>
小語一、因「速」分解 SoC，SiP 領航摩爾創新
2018 年底 AMD 與 Intel 相繼發表 7nm 及 10nm 的新一代 PC 和 Server (服務器) CPU 芯片，不約而同地都選擇將邏輯計算內核 (CPU/GPU core) 獨立出來，繼續微縮尺寸與提高能效，并將 I/O (Input/Output，輸入/輸出) 接口及大容量的 SRAM cache (緩存) 獨立成另一芯片，且使用對超高速傳輸最有利的 14nm 或 22nm 工藝加以制作，再將兩個獨立芯片以 2.5 D 或 3D SiP (System in a Package) 的方式封裝在一起。(詳細內容請參考：非凡創芯力 "反封鎖的封裝技術")
AMD 的 Zen 架構可以說是一款 x86 SiP (System in a Package) 的創舉，也是 AMD 新一代的利器。它是由左右側各 4 個 7nm 的 CPU chiplets (將之翻譯為核芯元：內核芯片以有機方式組合成一單元) 組成。每個 CPU chiplets 最多可以容納 16 個內核 (Core)，而內核間是利用 2.5D SiP 技術互相交連，并通過 Infinity Fabric 2.0 高速互連網路，與中間一個 14nm 的 I/O DIE 接口互連。此一 I/O 符合新一代數據中心走向的超高速 PCI Express 4.0 傳輸應用，并可提供最多 8 通道 DDR4 內存擴充，及支援最大 4TB 硬盤。
因速分解的 SOC (Source：AMD)
相較于 AMD 將 CPU chiplets 與 I/O DIE 以 2D SiP 交織的方式集成，Intel 發表技高一籌的全新堆疊式黑科技平臺：Foveros 3D SiP 封裝技術。這項業界首創的邏輯芯片封裝技術，利用 3D 堆疊的優勢，"混搭" 不同的 IP 模塊與各種存儲芯片和 I/O 配置，除了實現極大的靈活性外，更可創造出新的產品形態或平臺如 Lakefield。
延續摩爾創新的 Intel Foveros 3D SiP(Source：Intel)
Intel Foveros 3D SiP 中，將其中的 I/O、SRAM Cache 和傳輸電路集成為底層的基礎芯片 (Base Die) 中，而高性能 "Sunny Cove" 微架構內核與低功耗的 Atom 內核 "混搭" 的 CPU 及 GPU 邏輯計算內核集成的 chiplets (為了與 AMD 區別，在此將之稱為混核芯元) 則堆疊在基礎芯片上部，最后以內存 DRAM POP (Package on Package) 蓋在上部完成整個 Foveros 三明治 SiP。選用內存 PoP 層疊封裝方式，除可占用更少的印制電路板 (PCB) 空間并簡化電路板設計j外，還可透過內存與邏輯電路的直接連線，提高頻率的效能表現。
更值得注意的是，若能以低延遲 (Latency) 設計及特制 DRAM PoP (可扮演第四級緩存 L4 的角色)，則可將原本三級的 SRAM Cache 緩存架構重新優化，大幅提高混核芯元的算力。這個猜測也完全符合 Sunny Cove 微架構的設計特征：CPU + GPU 混核芯元可并行執行更多與更快的操作；可降低延遲的新算法；增加關鍵緩沖區和緩存的大小。
Foveros SiP 的長寬尺寸 12×12 毫米，高度 1 毫米，基底之上是 P1222 22FFL ( 22nm 工藝) 的 I/O 芯片。之上是 P1274 10nm 工藝計算芯片，最上方就是 PoP 整合封裝的內存芯片。待機功耗 2mW，最高功耗也不超過 7W，很顯然是針對移動平臺的，而且不需要風扇。(Source：Intel)
Intel 表示："未來，將通過先進的封裝和系統集成技術，把多樣化的標量 (Scalar)、向量 (Vector)、矩陣 (Matrix) 和空間 (Spatial) 計算架構組合部署到 CPU 、GPU、加速器和 FPGA 芯片中，并通過可擴展的軟件堆棧釋放強大的能力。"
小語二、CPU 博弈中 AMD 對標的是以前的 Intel 及 NVIDIA；Intel 對標的卻是明天的 ARM 陣營
Intel 發表會中三項引人注意的平臺：基于全新 Sunny Cove 微架構設計的 10nm Ice Lake CPU 平臺；Project Athena 新一代輕薄高級筆記本電腦項目；Lakefield 全新客戶端平臺，其中運用到了混合 CPU 架構和 Foveros 3D 封裝技術。直白的講，就是 Intel 面向 5G + AI + 全時連網 (Always Connected PC，ACPC) 的移動裝置市場的殺手锏。而最早推出這類產品的是 ARM 陣營的 Qualcomm Snapdragon 8cx。(詳細說明這場博奕可參考：”非凡創芯力 霸王 intel 所面臨的十面埋伏 (上)，(下)" )
故事的開端要從 Lakefield 平臺說起。Lakefield 平臺采用了 1 個 10nm 高性能 Sunny Cove 內核 (BIG) 和 4 個 Atom 處理器 (little) 內核，混合組成的 Ice Lake CPU，并與 GPU 集成混核芯元。并將先前采用分離設計的不同 IP 如高效的顯卡、I/O 和內存，利用 Foveros 3D 封裝技術集成于一體。Intel 宣稱，Lakefield 平臺，集成低功耗、大幅度減小主板尺寸外，它的待機功耗只有區區 2mW，最高功耗也不超過 7W。
而 Project Athena 是一種充分利用 5G、人工智能等新一代技術的一款全時連網新型高級筆記本電腦，不僅有 Windows 平臺，還納入了 Chrome 系統。而這也正面對撞 ARM 陣營搶入 PC 市場的競爭區塊 CAWOA (Chrome App for Windows on ARM) PC。
Qualcomm 第一代 Snapdragon 835 筆電的主板面積 ~50.4 平方公分，而 Intel Lakefield 主板的面積卻只有 ~19 平方公分。這是一個由 SiP 技術驅動出來的摩爾創新。x86 與 ARM 架構的 PC CPU 賽局，方興未艾。(Source：Intel)
Intel 除了展示多項下一代 PC 新技術外，更加發力于 AI 并擴展至 5G，將 10nm 工藝用于更多平臺。可以明顯的看出 Intel 對標的是大趨勢，更是直搗 ARM 的大本營。Intel 宣稱 2019 年將量產的產品有：Nervana 神經網絡推理處理器（NNP-I）及一款研發代號為 "Spring Crest" 的神經網絡訓練處理器，將運用到那些有高負載需求的企業加快推理速度。研發代號為 Snow Ridge 的 10nm 5G 無線接入和邊緣計算的網絡芯片 SoC，主要運用于網絡基礎設施領域。
反觀 AMD 在 CES 2019 的主題演講則是一場教科書等級的行銷代表作。AMD 新產品所訴求的客戶對象非常的清楚：游戲玩家、游戲創作家與未來游戲生態鏈的廠家。按照這個行銷戰略思路來看，AMD 2019 年的產品，如第二代 Ryzen Mobil CPU 用于超輕薄游戲筆電、第三代 Ryzen CPU 用于臺式計算機、Radeon 7 圖顯卡與 EPYC ROME 服務器用于云游戲的邊緣計算，就再清晰不過的了。以先進的 7nm 工藝，夾帶 CPU、GPU、FPGA 加速器與 Fabric 交連的異質計算與封裝技術，AMD 期許自己成為線上與線下游戲產業的領頭羊。
Intel 以 Lakefield 微型 PC 搶進 AI、5G 領域，以擴大營收。AMD 則以搶占 Intel 與 NVIDIA 的高端游戲機市場，來增加營收。(Source：非凡創芯力)
一直以來，Intel 在游戲產業中所扮演的只是平臺的提供者，而價值的提供者反倒是 GPU 顯卡的供應商 NVIDIA 與 AMD。AMD 雖同時擁有 CPU 與 GPU 的 IC 設計技術，但卻苦于 GLOBALFOUNDRIES (格芯) 代工技術落后于 Intel，而無法創造差異化的市場優勢。在改與臺積電的合作之后，AMD 的第三代 Ryzen CPU 在 CINEBENCH R15 多核性能測試跑分上，小勝 Intel 目前桌面平臺最強的 Core (酷睿) i9-9900K，但在功耗上 AMD 的新處理器則遠低于 Core i9-9900K 30% 以上。
AMD 的全新高端 7nm GPU 光線追蹤顯卡 "Radeon VII"，性能也能對標 NVIDIA 最高端光線追蹤顯卡 RTX 2080。AMD 新一代 64 核心 EPYC 服務器處理器，運算效能翻倍，優于競爭對手英特爾的 Xeon Scalable 系列處理器。在進行高效能 HPC 基準測試時，采用一臺單路 EPYC Rome 服務器原型，比采用 2 顆并聯的 Xeon Scalable 8180M 服務器運算速度還更快。
AMD EPYC ROME CPU (Source：AMD)
目前 Intel 在 PC 和服務器 (Server ) 芯片兩大市場依然占據著超過 80% 的市場份額，但是全球 PC 出貨量已經從高峰時期的 3 億 5,000 萬臺下降到了 2 億 6,000 萬臺。CPU 芯片市場主要的推動力來自三個方面：數據中心的服務器需求大幅成長、企業升級到 Windows 10 的商業 PC 市場的換機潮，與超輕薄筆電需求不斷。AMD 在擁有高性能 PC 與服務器 CPU 平臺，及高速顯卡 GPU 的芯片，準備大舉進軍筆電及臺式機的游戲市場，而最關鍵的莫過于新產品的上市時間與客戶對價格的接受度。
NVIDIA 則一反往年，在今年 CES 將近兩小時的發表會中，不是先談自駕車，而是將鎂光燈全都聚焦在游戲、游戲、游戲，重磅推出游戲史上最高性價比的 RTX 2060 顯卡，相信這是來自 AMD 的直接壓力，雙方較勁的意味濃厚。
小語三、因「華」必「為」的鯤鵬 920 芯片與泰山服務器
華為選擇在 CES 2019 開幕前夕，一舉發布了 ARM - based 處理器-鯤鵬 920 (Kunpeng 920) 和基于鯤鵬 920 的泰山 (TaiShan) 服務器，主要應用場景包括大數據、分布式存儲及 ARM 原生應用等，正式宣示進入云服務器市場的競爭行列。鯤鵬 920 (Kunpeng 920) 是一款由華為自主研發設計的 64 位元 ARMv8.2 處理器，基于臺積電 SiP 與 7nm 工藝打造，號稱是地表最強的服務器處理器。
然而，它們的出現，卻引來鯤鵬能否展翅，泰山真能壓頂，毀譽兩極的各種評價。究其原因主要是前車之鑒，高通、AMD、三星等芯片巨頭對 ARM 架構的服務器 CPU 芯片，均已選擇戰略性放棄或心灰意冷時，華為在 2019 年初竟打響了有意經營手機數據云 ARM CPU 芯片及服務器市場的第一槍。
華為這一切的努力和探索，都是希望借助海思在 ARM 芯片上的技術積累和實踐經驗，盡量避開 x86 芯片及其生態鏈已經存在的專利壁壘，能夠讓自己在企業級領域的云服務器核心關鍵技術不受制于人。有幾個趨勢讓 ARM 服務器 CPU 的競爭力前景審慎而樂觀：
1. 「云芯一體」+「分芯專攻」已是世界云企業的趨勢
隨著 AI 訓練對云計算的需求不斷加大，Apple、Microsoft 與 Google 早已推出自家的 AI 芯片的情形下，全球最大的在線零售商和最大的云計算公司 Amazon，于 2018 年 11 月 Amazon Web Service (AWS) 全球網路會議中發表，能夠提供全球數據中心內的數百萬臺服務器所使用的服務器 ARM 架構的 CPU 芯片 2.3 GHz 64-bit Graviton 及 AI 芯片 Inferentia。
「云芯一體」+「分芯專攻」為云企業本身的服務器機群「造芯」，已成世界潮流，華為加入這場「造芯」運動不足為奇外，反而還要在賽道上超越領跑者們。華為基于全新自研 Da Vinci 架構的升騰 310 AI 芯片獲頒第五屆世界互聯網領先科技成果，也算是走出云企業的服務器機群「分芯專攻」的第一步。
2. Intel 也走向 big.LITTLE 混核芯元 + SiP 升性能、降功耗與低成本的行列
Intel 10nm Ice Lake 架構就是模仿 ARM 的 BIG.little 內核叢，包括高性能 Sunny Cove 內核 (big) 和 Atom 內核 (LITTLE) 組成的混核芯元，并且將用于 10nm Xeon 服務器 CPU。值得一提的是，與 AMD 同樣采用臺積電 7nm 的鯤鵬 920 芯片，集成了傳統計算芯片的四大結構，包含網絡、存儲、主控芯片以及 CPU 于單一 SiP 封裝當中。這是服務器產業的一大創舉外，也符合 CPU 芯片大廠升性能、降功耗與低成本的產業趨勢。
3. ARM CPU 進入分布式數據中心只是一小步，進入邊緣計算才是一大步
鯤鵬 920 芯片及泰山服務器將主要市場鎖定于 ARM 原生應用的大數據與分布式存儲等場景。換句話說，就是智能物聯網 (AIoT) 的數據中心，而其中以解決手機云服務器的高負載為首要。手機數據云的運營關鍵主要是：高吞吐、低時延與低功耗。手機數據云服務器的 CPU 所管理的主體是巨大的存儲器與硬盤間的使用效能與數據安全，及正確與快速反饋給客戶所要求的數據。
CPU 的浮點計算力其實不需要非常強大，而是需要有處理高通量的數據上行壓縮后的分布式存儲，與快速下行數據時的解壓縮即可。而這里面還有一項核心技術，那便是服務器機群的操作系統 (OS) 效率與正確性。華為賣的應該不只是集成網絡、存儲、主控芯片以及 CPU 四大計算芯片結構的鯤鵬 920 或泰山服務器，而是包含操作系統在內的手機數據云高效管理與運營的完整解決方案。
打個比方來說明手機云數據中心使用 x86 (復雜指令集，CISC) 與 ARM (精簡指令集，RISC) CPU 的區別。數據中心可以想像為一座由巨大的存儲器與硬盤組成的圖書館，x86 就像是一位俄國數學教授，而 ARM 則像是美國中學的畢業生，兩個人的數學能力是天差地別的。但是，兩個人如果是在圖書館只做整理英文書目，取書與放書的工作，則俄國數學教授 (x86) 與美國中學生 (ARM) 效率上不會差太多，差異的發生取決于整理書目區的語言，而非計算能力。
當數據中心要的是體力活多于腦力活時，算力的高低無法評判兩者的價值。但是，如果圖書館推出一項服務是協助大學生課后輔導高等微積分及線性代數這類專業數學時，美國中學生就做不來了。這就像在線游戲的邊緣計算，算力成為關鍵指標。泰山服務器發表會上宣稱，當執行程序的指令集差異時，使用 ARM 的原生應用程序 (RISC) 比轉譯 x86 (CISC) 指令，縮短了 3 倍的時間且正確率提高。
ARM 原生應用的利基正是以 ARM 架構所生產的手機產生的數據 (Android 陣營與 Apple iOS 陣營) 為核心的數據中心，提供手機客戶正確且快速反應的重要價值，這才是 Apple、Google、Amazon 與華為等數據中心自己「造芯」的理由。
鯤鵬 920 的浮點算力不足并不是數據中心運營的短版，縮短客戶從終端發送到接收數據的延滯時間與降低功耗，才是數據中心運營真正的挑戰。(Source：華為)
隨著 ARM 生態逐漸發展，越來越多的應用已向 ARM 架構遷移。更重要的是，對于多樣化的計算任務，找到適合的架構才是更重要的。對于手機普遍適用的 ARM 芯片，當開發者在云端進行游戲應用開發時，ARM 架構比 x86架構更好。針對浮點算力不足的問題，ARM 于 2019 年推出基于 7nm 工藝，代號為 Ares 的服務器處理器架構，并在 2020 年發布 7+nm 工藝，代號為 Zeus 的處理器架構，在 2021 年發布 5nm 工藝，代號為 Poseidon 的處理器架構。
根據 ARM 公布的資料顯示，每一代在計算性能上比上一代提升超過 30％。這對 5G 布建后，因應線上手游與 AI 的市場擴大，實時計算與傳輸成為邊緣云服務器 (云邊) 關鍵的第一步。ARM 架構的 GPU 原就具有市場優勢的情況下，如果手機云的高算力 CPU 芯片也能被 ARM 架構攻克，這將是對 ARM 架構的云邊服務器 CPU 與 GPU 芯片市場的一大福音。
4. 「云基一體」在線 VR/AR 手機游戲的游戲規則制定者
雖然市場主流意見認為，主宰集中式云計算市場的那些公司：Amazon、Google 和 Microsoft 正在成為邊緣計算領域的領先者。還有許多著名的公司也在投資布局邊緣計算，包括 Apple、GE (通用電氣)、Intel、Dell (戴爾)、IBM、Cisco (思科)、HP (惠普企業)、NVIDIA、Samsung、SAP SE 和 AT&T。簡單來看，無線智能物聯網 (AIoT) 中距離智能終端最邊緣的，不就是基站 ? 誰掌控了有算力的基站，誰才是邊緣計算領域的領先者 ! 依此標準來看，以上的這些廠家都不具備 5G 基站的制造能力，與 AIoT 全產業鏈的集成產品。
相較而言，華為在「數據云基站」領域已駛入超車道，有后來居上之勢。更加值得注意的是，華為若能在未來擁有自主的高算力 CPU 與 GPU 微架構和內核，除了可為無線手游、VR/AR 與無人駕駛提供所需的 5G 云到端的基礎設施外，還提供完整的「云邊基站」與操作系統，將可為運營商與終端用戶創造更高的附加價值。華為下的是一盤大棋局 !
華為在邊緣計算最強大的武器就是「云邊基站」(紅框內)，麒麟 980、昇騰 301、巴龍 5G01、CPE 到鯤鵬 920 這一系列的智能物聯網 (AIoT) 布局，是全球獨家且具有自主可控技術的廠商。
由疑神疑鬼且患有被害妄想癥的美國所發起的貿易戰，讓通信與信息產業成為重災區，因「華」不得不「為」的國產芯片自力更生的腳步也就越走越快。
小語四、失速的 5G 遇上龜速的「芯擎」駕駛
涂抹厚厚政治濃妝的 5G 在 CES 2019 粉墨登場，華為與 Qualcomm (高通) 兩家通信大廠的展場位置雖是面對面，但卻充斥著一股莫名的氛圍。其一是 Qualcomm 對 Apple 的專利訴訟，在福州市中級人民法院批準 iPhone 禁售令后，讓 Qualcomm、Apple 與 Intel 的關系變得更加曖昧不明。前陣子新款 iPhone「信號門」頻發，據推測可能就是 Intel 的通信基帶芯片欠佳。這也造成 Apple 的 5G iPhone 已打算棄用 Intel 產品，轉而考慮采用三星或是聯發科的通信基帶芯片。5G 版本的 iPhone 可能是在 2020 年以后才會推出!
其二是近來在美國攪局之下，不少國家的電信運營商陸續宣布不向華為采購 5G 設備，受到直接影響的不只是華為，而是整體 5G 的生態鏈。在 CES 的場合上，Qualcomm 失去了一起造勢與互相叫陣的對手，而顯得形單影只。
Qualcomm 表示來自全球 OEM 的 30 余款 5G 終端設備搭載了驍龍 855 動平臺和驍龍 X50 5G 調制解調器。此外，所有 OEM 客戶和幾乎所有這些 5G 終端設計都采用了 Qualcomm 射頻前端 RFFE 解決方案。關于 5G 的那些事，Qualcomm 在全球發布會上就只說了這么一小段，大部分的時間則是大談 AI 加持的第三代驍龍汽車數字座艙平臺。
曾幾何時，CES 變成一場大型車展，其實更確切地說，CES 已經可以稱之為大型的無人駕駛車展。CES 2019 的會場上，除了原有的「汽」車廠商外，更多的是新進車廠的展臺處，都會擺上幾臺自己的「芯擎」駕駛「車」- 自駕車、飛天車還有爬墻車。未來的汽車不僅肯定是「芯擎」駕駛的，它們也不一定還需要輪子。Automobile 一詞都快改為 "AItomobile"。CES 2019「芯擎」廠商的動態主要有三家：Qualcomm、NVIDIA、Horizon Robotics，除了噱頭不夠外，看頭更是不足。
Qualcomm 新一代 Snapdragon Automotive Cockpit Platforms (驍龍汽車數字座艙系列平臺)，這個平臺包含 Snapdragon 820A 芯片、一系列無線連接功能 (4G/5G、Wi-Fi、藍牙等等) 及一部分軟件功能。
AI 芯片龍頭 NVIDIA 推出的是全球首款商用 L2+ 自動駕駛系統 NVIDIA DRIVE AutoPilot，據悉 DRIVE AutoPilot 首次集成了 NVIDIA Xavier 系統級芯片 (SoC) 處理器和最新的 NVIDIA DRIVE 軟件，能對大量深度神經網絡進行處理以獲取感知，整合來自車身內外環繞攝像頭傳感器的數據。然而，CES 2019 自駕車創新獎的桂冠得主是 Horizon Robotics (HR) 的 Matrix 自動駕駛計算平臺 (Matrix Autonomous Driving Computing Platform)。結合深度學習感知技術，具備強大的計算能力，號稱能夠為 L3 和 L4 級別自動駕駛提供高性能的解決方案。
結語
CES 2019 中的「芯情」進行式有：SiP 延續摩爾創新之路；AMD 與 Intel / NVIDIA 在游戲的世界里廝殺；Intel 又與 ARM 陣營展開 ACPC CPU 的大決戰；華為的「云基站」站在全球通信產業的最「邊緣」；5G 消音與「芯擎」走在慢車道上。往后還有 3 場科技大展，2 月舉辦的世界移動通信大會 (Mobile World Congress，MWC 2019)，還有 5 月底的臺北國際電腦展 (COMPUTEX TAIPEI) 和 9 月份的柏林國際電子消費品展覽會 (IFA)，非常值得拭目以待。