迎接下世代摩爾定律,「每瓦效能」成新典範!
迎接下世代摩爾定律,「每瓦效能」成新典範!

摩爾定律(Moore’s Law)長期以來一直是半導體產業的發展路徑圖。一開始被視為是一種預測(晶片上的電晶體數量大約每兩年會翻一倍,而相對成本會下降),後來它成為產業演進的藍圖與自我應驗的預言,舉例來說過去一個12平方毫米大小的處理器只能容納的下大約2,250個電晶體,進步到現在每平方毫米隨隨便便就能塞進超過1億個電晶體。

隨著每代的電腦與行動裝置功能變得越來越強大、外型設計更流線,這一路的進展改寫了用戶體驗、推進了更銳利的數位影像、高傳真遊戲,以及越來越精準的語音及影像辨識。不過,當摩爾定律已經接近尾聲,那接下來的發展呢?

科技發展對氣候變遷的衝擊

摩爾定律構想提出時,運算技術才剛萌芽。儘管科學家Eunice Foote Newton早在1856年就首次提出溫室效應,我們人類才剛開始探討自身影響氣候變遷的可能性,部份原因是用來進行相關計算的電腦才剛剛開始問市。

過去幾乎沒人留意到氣候與電腦消耗的能源彼此間有任何相關性,主要原因是電腦雖然是個吃電怪獸,但在1990以前,個人電腦的數量跟現在比起來還是少的可憐。

把時間從1856年快轉到21世紀的現在,連網已變成基本需求,從醫療資訊到採購食品雜貨的幾乎所有東西都可以在網路上進行。網際網路就是「機會」的代名詞:資訊在網際網路上進行共享、學習也透過網路進行、徵人廣告也在網路刊登。基本上,不上網,就沒機會。

Arm
圖/ Arm

多數人都理解數位落差以及數位落差帶來的影響,但全球仍有37億人無法完整使用數位科技。縮短數位落差是道德上必須履行的責任,但也為科技界帶來新的難題:該如何減輕加上這37億名全新數位使用者帶來的環境衝擊、讓所有人隨時隨地都能連網,又不會災難性地加速氣候變遷?

很明顯地,我們不能只專注於運算力的提升。從同樣的晶片搾出更多的效能仍是重要的考量,但每瓦效能才是新王道。但除了瓦數本身,還有能源-長期下來被消耗的電力。

「每瓦效能」與「總消耗電力」這兩者都很重要。例如,資料中心除了把每一台伺服器的功耗控制得宜之外,還必須把整體營運的能源消耗降到最低。行動裝置除了受到電池容量的限制,其瞬時功率則受到整機的散熱設計所限制。

又例如,由太陽能電池驅動的感測器,雖然可以使用大量天然的能源,但是擠出來的電力非常有限。我們設計產品的目標,是在電力、能源與熱量這些挑戰下,擠出每瓦更高的效能,才能夠將全球電子裝置的能源消耗降到最低。

庫梅定律:運算效率的研究

史丹佛大學教授強納森‧庫梅(Jonathan Koomey)於2010年創造了「庫梅定律」(Koomey’s Law)這個名詞,它說明每焦爾耗能的運算次數趨勢。這個數字在1945年到2000年之間,每18個月會加倍(相當於每10年多100倍),之後則會慢下來;2000年以後大約每2.6年才會加倍(相當於每10年成長16倍)。

庫梅定律被普遍用來衡量運算所需的電力:從一開始的峰值效率,到最近的日常使用效率。即便根據摩爾定律,裝置的運算能力提升了,它還是得符合對應的功率曲線。

隨著晶片的工作電壓無法再以同等的速度跟電晶體的尺寸一起往下降;這意味設計人員必須努力追求能源效率,因為電壓降低不再是製成微縮理所當然的附帶結果。

這點也反映在工廠的優先順序上。如果要降低整體的功耗,必須要堅決地專注在能源效率:我們現在比過去任何時候,更應該專注在降低運算的碳排放。

研華科技
圖/ Shutterstock

每瓦效能(Performance per Watt):新的典範

你可能沒有意識到,每天全球有將近70%的人口使用基於Arm技術的3C裝置,因此我們有責任協助整個生態系統,以更節能、更能有效減少碳排的方式,共同因應氣候變遷問題。Arm CEO Simon Segars 在今年COMPUTEX的主題演講中,就曾提到「脫碳運算」(Decarbonizing Compute)的觀念。多餘的碳排肇因無效的運算,而隨著網際網路與雲端服務的興起,運算本身就已耗用相當能源。全球資料中心的工作負載可能在未來十年成長十倍以上,降低能耗不能只靠物理性的方法,運算本身就必須得節能,雲端運算需要不同的思維。

摩爾定律與庫梅定律並不是自然的定律,而是對科技發展方向的觀察結果,而我們可以利用它們來觀察未來可能會如何發展。如果依據庫梅定律推斷,就會預期裝置會持續變得更節能省電,而處理器由於功耗極低,甚至還會從所處的環境採集自然能源。

越來越多人把軟體優化到只需要超低功耗處理器。像是TinyML就是把機器學習(ML)工作負載優化到可以只用上幾毫瓦的電力,就能夠運行。

隨著我們開始縮短數位落差、與數十億個科技新用戶分享連網的效益,這種對效率永不停歇的專注將更為重要。如果要避免災難性的氣候變遷,光是保持穩定的功耗與能源統計數字是不夠的;我們必須努力確保這些數字主動降低與減少能源消耗,並在所有運算發生的地方減少碳排放。每瓦效能必須成為新的典範,並引導產品的發展時程,以便從越來越低的功耗限制下擷取更多的效能。

科技是環境問題的解決方案,也是使其惡化的原因。我們要努力的,是讓正面的貢獻必須大於負面的影響,這點對於地球的未來極為關鍵。讓每瓦效能極大化是其中一環,同時也要窮盡我們所有系統中所有可以緊縮功耗的地方,並以更高的效率運算出等效結果。此外,也要觀察系統的運作情況,並以更好的運算能力讓系統的整體系統更有效率。

我們從新聞上看到極端氣候造成的災難並非遠在天邊,現在科技界努力的每一步都能避免氣候惡化。Arm做為運算科技的領導廠商,正處在一個獨特地位可以降低運算對環境帶來的衝擊,讓科技站在歷史正確的一方,成為氣候解決方案與更為永續未來的一環

責任編輯:傅珮晴、陳建鈞

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街口攜手酷遊卡,出國上網一站搞定!支付與電信的異業整合怎麼做?
街口攜手酷遊卡,出國上網一站搞定!支付與電信的異業整合怎麼做?

對頻繁跨國移動的旅客與商務人士而言,行前配置海外上網常有多重斷點:需在不同平台下載陌生 App、反覆填寫個資;取得 eSIM QR Code 後,也常因單機無法掃碼、得借他人螢幕操作;甚至常等到班機落地,才驚覺尚未開通。

瞄準出境漫遊商機,街口支付攜手富爾特科技,將旗下漫遊服務酷遊卡整合進 App,主打「一張卡,走遍全球」:使用者無須每趟重複購買、安裝,僅依目的地與流量需求線上加值,即可沿用同一張 eSIM。

隨著出國頻率增加、短天期差旅普及,是支付平台與電信服務商的跨界整合,如何把海外連網需求從一次性消耗品,轉為可長效管理的數位旅遊工具?

打造出國上網全新體驗

「過去消費者購買 eSIM 多屬一次性使用,用完即刪;但隨出國頻次增加、短天期旅遊普及,商務人士更常因反覆安裝、刪除感到不便。我們與街口合作,提供使用者一張長效型出國 eSIM,隨時支援跨國連網需求。」

富爾特科技股份有限公司總監毛睿烽指出,使用者取得酷遊卡 eSIM 後,365 天內都能以同一張卡串接不同目的地並直接啟動;即便航班延誤或天候滯留,也能線上即時升級流量,省去重新設定的麻煩。

街口支付副總經理張廷軒則從使用者旅程切入:「以往出國前總要重新尋找方案,現在街口使用者不需額外註冊即可直接啟動。」單一 App 完成購買與開通,也深化了街口作為一站式生活服務平台的完整性。

張廷軒也舉例分享,「針對不熟悉 eSIM 的長輩需要海外網路,在街口 App 就能協助不熟悉 eSIM 的家人完成購買與設定;如果家人在海外臨時流量不足,也能從國內協助加值,省去長輩摸索 App 操作的麻煩。」

街口支付副總經理暨商務長張廷軒指出,街口酷遊卡 eSIM 服務效期長達 365 天,可跨國串接不同目的地,並支援線上即時升級流量。
圖/ 數位時代

此外,實體網卡需求也不可忽視。根據 BICS 與 YouGov 全球洞察報告,67% 消費者對 eSIM 仍感陌生;毛睿烽也指出,現行手機也有近六成不支援 eSIM。對此,酷遊卡整合 7-ELEVEN 通路推出超快取服務:線上下單後,即可至超商透過 ibon 機台即時領卡,免除物流寄送的等待。

富爾特科技總監毛睿烽表示,酷遊卡整合 7-ELEVEN 通路,消費者線上下單後可至 ibon 機台即
圖/ 數位時代

S2B2C 模式,供應商攜手通路拓商機

酷遊卡作為網路漫遊供應商(S),提供連線、技術與客服;街口支付則是通路端(B),憑藉會員基礎觸及消費者(C),擴大 App 應用場景。供應端無須自建流量入口,通路端也能取得差異化服務——毛睿烽將此稱為「S2B2C」模式。

「eSIM 是旅遊行程中的一個上網元件,如果只靠自有 App 獨立經營,使用頻次不夠高,很難存活。」毛睿烽指出,市場同類品牌眾多,消費者難以建立記憶,因使用場景侷限於出國期間,這也是他鎖定既有大型 App 作為入口的原因。除了長期合作的 Klook,電子支付也成為酷遊卡鎖定的通路入口,也呼應街口拓展海外跨境支付布局。

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街口支付與富爾特科技採 S2B2C 模式合作,由酷遊卡提供漫遊技術、街口支付觸及會員通路,共同拓展跨境上網服務市場。
圖/ 數位時代

根據交通部觀光署統計,今年一至六月國人出境已突破千萬人次,張廷軒認為,這正是提升 App 開啟頻率與黏著度的機會。「我們其實已經合作一段時間,連動最頻繁的場景就是海外旅遊。」他透露,街口也著手規劃海外旅遊專屬頁面,讓使用者在單一 App 完成更完整的生活服務體驗。

場景延伸,街口布局跨境服務

eSIM 資安問題近期成為市場熱議話題,毛睿烽指出,相較於市場上多屬中小型規模的漫遊業者,富爾特科技也是台灣唯一由上市櫃公司出品的漫遊 SIM 卡品牌,長期經營中華電信預付卡業務,須符合嚴格法規規範;除了供應鏈本身,富爾特也引入非紅資源,提供消費者更多元的選擇。

著眼下一步,毛睿烽表示,酷遊卡將持續布局通路合作:「從產品、商業模式、技術到營運、財務支援,我們都能協助不同國家的通路夥伴,共同提供出國上網服務。」

對他而言,這次與街口的合作,是酷遊卡在台灣市場驗證商業模式的一次練兵;待模式成熟後,將逐步複製至亞洲其他國家的通路體系,並藉此將服務範圍由台灣延伸至周邊亞洲市場,持續以供應商角色,協助更多通路夥伴切入海外連網服務的市場缺口。

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