誰說AI晶片必輸輝達?AWS晶片靈魂人物揭秘:一支軟硬整合戰隊,如何效能暴增6倍?
誰說AI晶片必輸輝達?AWS晶片靈魂人物揭秘:一支軟硬整合戰隊,如何效能暴增6倍?

隨著生成式AI浪潮席捲全球,雲端大廠(CSP)競相投入自研晶片,試圖降低對外部供應商的依賴。

然而,在微軟、Google如火如荼發展的階段,雲端產業龍頭亞馬遜(AWS)已經領先多年,最早可追溯到2013年,至今已打造出標準運算、推理、訓練、伺服器晶片等四大產品線,組成穩固的基礎建設帝國。

這四大產品線背後團隊的掌舵者,是AWS副總裁暨傑出工程師、以色列晶片設計公司Annapurna Labs共同創辦人納菲亞‧畢沙拉(Nafea Bshara)。

畢沙拉在2011年創辦Annapurna Labs,隨後在2015年被亞馬遜以約3.5億美元收購,以快速強化AWS發展自研晶片的實力。

AWS副總裁暨傑出工程師、同時也是以色列晶片設計公司Annapurna Labs共同創辦人納菲亞‧畢
AWS副總裁暨傑出工程師、同時也是以色列晶片設計公司Annapurna Labs共同創辦人納菲亞‧畢沙拉(Nafea Bshara)
圖/ 隋昱嬋攝影

而畢沙拉在今年re:Invent大會期間首度接受包含《數位時代》在內的台灣媒體團訪,半開玩笑地表示「我們AWS貢獻了台灣GDP的一大部分!」不只是台積電前五大客戶之一,更點出與鴻海(Foxconn)、廣達(Quanta)、智邦(Accton)等台灣大廠緊密合作。

同時,他針對外界好奇的自研晶片優勢、手上最Trainium晶片路線圖,以及與輝達(NVIDIA)之間微妙的競合關係,在訪問中一一解答。

AWS旗下四大晶片系列:

Nitro(加速): 2013年推出,用來處理I/O與安全功能的晶片。目前已演進至第七代,全球有超過2千萬台伺服器搭載,是AWS最暢銷的產品。
Graviton(運算): 2018年推出,基於ARM架構的CPU。最新第五代單顆擁有多達192核心,全球已部署超過200萬顆,服務超過5萬名客戶。
Inferentia(推論): 2019年推出,專攻AI模型預測。第二代產品採用台積電5奈米製程,延遲降低高達10倍。
**Trainium(訓練):**2022年推出,專攻AI模型訓練。最新的Trainium 3是業界首款3奈米雲端AI晶片。

解密1:AWS的「軟硬混血」戰隊,如何打破效能天花板?

談起目前市場開始白熱化的自研晶片競爭,「每個人(每家公司)都有野心、都想做客製化晶片,但有多少真的能做到的?」畢沙拉指出AWS的優勢在於,不只是市場中少見的玩家,更早在2011年就看見趨勢並開始布局,至今已是一段長達14年的旅程。

他強調,這段時間的累積讓AWS擁有強大的垂直整合能力,軟體團隊甚至在晶片投片前(Tape-out)就能開始測試,「這能讓我們省下12到24個月的上市時間。」這種速度,以AWS的規模而言,意味著數百億美元的價值,而且能更安全、更快地獲得客戶的回饋。

除了買到時間,軟硬體深度整合,也讓AWS的晶片達到競爭者難以匹敵的成果。畢沙拉透露,在Annapurna實驗室裡,負責寫晶片RTL(暫存器傳輸級)代碼的硬體工程師,同時也深諳軟體運作;甚至第一線維運資料中心的人員,也會回頭參與晶片設計。這種打破硬體設計、軟體開發與維運邊界的「混血」模式,讓他們能第一手掌握客戶在真實場景下的痛點,並迅速修正,這是傳統晶片供應商難以複製的優勢。

亞馬遜AWS晶片設計4.jpg
AWS晶片設計部門。
圖/ Amazon

舉例來說,AWS針對AI訓練打造的Trainium 3晶片,是今年發布會的焦點,大會中強調不只能訓練,甚至也能進行龐大運算的「推論」。畢沙拉也點出,從Trainium 1到Trainium 2,效能提升了4倍;從Trainium 2到Trainium 3,效率提升了5倍,而明年即將公開的下一代Trainium 4,效能可望再提升6倍。

「一般晶片每一代升級頂多提升30%,我們卻可以做到4倍甚至6倍。」畢沙拉表示,這種「違反常理」的爆發性成長,光靠台積電的先進製程或記憶體升級是撐不起來的。

雖然根據摩爾定律,晶片上的電晶體數量約每兩年會增加一倍,效能也理應隨之翻倍,但先進製程近年逼近物理極限,單靠製程紅利帶來的效能提升,通常只剩20%至30%,要突破這數字,就必須從「架構層面」來突破,這正是AWS的強項。

他解釋,市場常誤將Trainium視為ASIC(特殊應用積體電路/Application Specific Integrated Circuit),也就是為特定用途量身打造的客製化晶片,但ASIC往往是針對特定演算法「固化」,一旦AI模型改變就難以適應。而Trainium本質上更像是「可程式化處理器」,擁有如同GPU般的靈活性,這意味著它不僅能處理當下的任務,還能透過軟體定義去適應未來的AI變化,這正是它能突破硬體限制、持續大幅躍進的關鍵。

畢沙拉指出,這意味著即便未來AI主流架構改變,Trainium依然能支援,不會面臨硬體被軟體淘汰的窘境。「只要你支援PyTorch,所有的模型都能在我們的晶片上運作,」他自信地說 。

AWS自研晶片Trainium3
AWS在現場秀出自研晶片Trainium3的本體。
圖/ 隋昱嬋攝影

解密2:與輝達「亦敵亦友」的哲學、連蘋果都離不開的關鍵技術

AWS坐擁四大自研晶片陣容,與AI晶片霸主輝達既競爭又合作的「瑜亮情結」,一直受到外界關注。

不過談起和輝達的關係,畢沙拉只是不假思索地回答:「超級好(Super good)!」他強調,AWS的哲學是提供「選擇」,如同在亞馬遜網站上買衣服,「你可以買紅襯衫、也可以買藍襯衫。在AWS的平台上,你可以買到NVIDIA GPU,也可以買我們自己的Trainium。」。

而雙方的技術合作確實相當緊密,Trainium晶片使用了NVIDIA的NVLink技術,而NVIDIA的GPU在AWS雲端運作時,底層也依賴AWS的Nitro系統,稱得上是一場共生關係。畢沙拉也強調,AWS不會替客戶做決定,而是提供多樣化的選項,讓客戶根據需求自己搭配。

AWS NVIDIA.jpg
輝達執行長黃仁勳曾為AWS re:Invent站台。
圖/ AWS

除了輝達,另一位夥伴蘋果(Apple)的關係也相當耐人尋味,極少出席「友商」發布會活動的蘋果,罕見二度為AWS出席站台,畢沙拉指出,蘋果不僅是AWS自研處理器Graviton的大用戶,去年也曾測試過Trainium晶片。

更關鍵的是,AWS是目前市面上唯一能提供「Mac雲端實例(Mac instances)」的雲端供應商,讓開發者能在雲端上使用從M1到M4的Mac電腦資源。畢沙拉揭密,這項獨門生意完全歸功於Nitro晶片,「因為Mac非常安全且封閉,如果沒有Nitro卡作為中介層處理安全與I/O,我們根本無法將Mac整合進資料中心。」這也證明了AWS基礎設施的技術,能讓蘋果買單多年的關鍵。

#5 AWS re:Invent
蘋果罕見連續兩年為AWS站台。
圖/ 隋昱嬋攝影

透過自研晶片降低成本,加上和輝達、蘋果等巨頭強強聯手,AWS在這場生成式AI的馬拉松中的目標是,確保自己永遠是客戶眼中難以替代,且最多元化的基礎設施。

關鍵字: #雲端 #晶片 #AWS
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從切菜到乾燥加工!宜展如何結合桃園市政府創業資源,以AI開拓農產加工第二成長曲線?
從切菜到乾燥加工!宜展如何結合桃園市政府創業資源,以AI開拓農產加工第二成長曲線?

走進蔬果加工廠,同樣是100公斤高麗菜,最後能做出多少成品?答案不見得相同。氣候、產地與品質影響原料條件,客戶要求的切法、重量與交期也各不相同。對曾任科技業研發主管十多年的宜展科技農業執行長林佑澤而言,這是與科技製造截然不同的世界。

「農業部分全部都不一致。」林佑澤以青江菜為例,即使機械手臂已經訓練好辨識特徵,面對形狀各異的蔬菜,仍難以判斷該從哪裡抓取。農產品的天然變數,卻得面對學校團膳、連鎖餐飲、航空空廚等企業客戶對品質與交期的要求。如何讓加工流程穩定運作,成為宜展投入數位轉型的起點。

從紙本、LINE到數據,先把現場經驗留下來

目前宜展一年處理數千噸蔬果、服務超過120家企業客戶,業務涵蓋採購、截切、清洗、包裝與配送。林佑澤觀察,農產加工的關鍵經驗往往掌握在資深員工手中:該買多少菜、原料損耗多少、訂單增加又該安排多少人力,都仰賴現場判斷。

「主要就是把人的經驗變成數據。」林佑澤說。過去客戶透過LINE或紙本下單,現場靠人工整理訂單、對照不同客戶的加工規格;如今宜展利用AI辨識訂單內容並匯入ERP,再依客戶、品項與規格進行標籤化派工。製程則透過QR Code記錄原料投入量與成品產出量,逐步掌握各環節的加工損耗。

接下來是整理現場的判斷依據。林佑澤透過與資深員工對談,了解採購、派工與品管的作業方式,再利用AI協助找出規則、建立SOP。AI整理出的流程仍須由現場人員逐項確認、修正,才能實際執行。

品質管理也在持續改善。傳統金屬檢測器難以辨識菜蟲、橡皮筋等非金屬異物,宜展正與技術夥伴規劃導入AI影像辨識,輔助產線末端檢查。林佑澤表示,每批農產品品質不同,比起單看良率,他更重視客訴是否減少。隨著訂單與製程資訊逐步累積,宜展也希望進一步建立需求預測、採購建議與生產排程模型,減少營運對資深員工個人經驗的依賴。

不只把菜切好,乾燥加工尋找第二成長曲線

除了改善截切本業,宜展也開始發展乾燥加工。學校團膳在寒暑假面臨需求波動,生鮮蔬果則有保存期限短、價格易受產季影響等限制。林佑澤希望藉由乾燥技術延長農產品保存期限,開拓附加價值更高的加工業務。

不過,乾燥同樣有依賴經驗的問題。傳統做法是太乾就降低溫度、縮短時間,不夠乾就反向調整。每批原料的水分與成熟度不同,反覆試做不僅增加成本,也難以維持品質一致。「品質目標沒有設定的話,前面的製程參數就不知道怎麼調整。」林佑澤將過去研發車用面板的思維帶進農產加工:先決定產品希望達到的口感、含水率與水活性,再回頭檢視原料成熟度、截切厚度及乾燥參數等條件。

團隊進一步結合不同乾燥技術、自行改造設備,並接洽桃園的設備業者合作。林佑澤曾比較其他地區的設備,最後選擇設備構造、乾燥均勻度與可靠度較符合需求的桃園業者。宜展也持續累積製程參數,希望未來透過AI找出適合不同原料的乾燥曲線,減少反覆試做。

「我們主要還是要做代工,想要做一個功能性的原料平台。」林佑澤說,果乾目前更像是展示技術能力的產品,未來希望將服務延伸至辛香料、中藥材、太空食品、超級蔬菜及寵物食品等領域。現階段宜展主要營收仍來自蔬果截切本業,乾燥事業尚未形成主要收入。未來若能建立穩定的乾燥製程與代工能力,宜展便有機會從既有蔬果供應鏈,切入附加價值更高的食品原料市場。

從彰化走向桃園,驗證營運方法能否跨區複製

隨著加工流程逐步數位化,宜展也開始思考,這套管理方法能否帶到彰化以外的場域。

參與桃園市政府青年事務局天際線加速器及Meet桃園+後,宜展擴大與桃園產業生態系的連結。林佑澤提到,天際線協助邀集不同局處了解團隊需求,並提供資源媒合機會。宜展也開始與桃園市農會及在地農民合作,增加北部原料來源。這項合作不只拓展了供應來源,更成為宜展因應極端天候、穩定供貨的重要助力。林佑澤回憶,先前中南部連日降雨,蔬菜供應受到影響,宜展便從北部調度蔬菜,以不同產區互相支援,降低天候對供貨的衝擊。此外,團隊也透過天際線資源,獲得參與日本國際伴手禮設計競賽的輔導,並成功榮獲金賞獎肯定,除了展現產品的創新與設計實力,也為宜展拓展海外市場、提升國際能見度創造更多機會。

下一步,宜展規劃以桃園大溪作為第二個驗證場域,將彰化累積的資料、SOP與加工管理經驗,轉化為可複製、可優化的營運管理模式,帶到不同產地、供應鏈及人員條件下驗證。林佑澤指出,未來若要跨區域擴張,不可能每到一個新地方,就把原有團隊整批搬過去。因此,宜展希望將資深員工的實務經驗,轉化為標準化流程與數據模型,結合AI進行生產排程、資源配置及營運決策,讓新場域能依據當地條件快速調整,降低對特定人員經驗的依賴。

從彰化到桃園,宜展接下來要驗證的,是這套從傳統農產加工現場整理出來的管理方法,是能夠跨區域複製、快速部署並持續優化的農產加工營運系統。 長期目標是降低新場域的建置成本與管理複雜度,提升擴張效率,讓傳統農產加工業具備規模化發展的能力。

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