2021年5月13日 星期四

《汪汪老師的5G投資探索之旅》第08篇—5G行動邊緣運算

上回文章,愛麗絲心想,除了「網路切片」技術之外,那5G還有沒有其它重大的變革呢?答案是有的,就是5G行動邊緣運算。這時讀者可能會有個疑問,不是已經有雲端運算了嗎?

主要原因是,在未來的自駕車或遠端醫療,在安全的考量上,不容許有太大的延誤。而在5G的規範下,希望能提供小於5毫秒的端到端延遲。可是以目前5G的架構下,可能無法達到這點,如下圖:


因為在5G基地台部分(相較於4G),傳輸上又多了中傳,所以有關雲端運算的資料,會更慢傳輸到用戶設備端。雖然5G的光纖傳輸速率較4G明顯的提升,但還是很難滿足,小於5毫秒的端到端延遲。於是才有了行動邊緣運算的需求,如下圖:


行動邊緣運算(Mobile Edge Computing,MEC)是指將網路、計算、存儲、應用核心能力,靠近資料源或用戶端提供最近的服務。相比於集中部署的雲端運算服務,能產生更快的服務回應,滿足在即時業務方面的需求。

MEC已被確立為5G的關鍵技術,而部署在5G基地台機房內的CU端,是一種極佳的選擇。因為它靠近用戶又能滿足監管許可的位置,並且將來也容易整合到電信運營商所提供的企業專網中。因為相對於上篇文章提到的「網路切片」技術,僅僅就只是新增軟體功能而已,使得將來電信運營商也會積極布局MEC。

MEC對於雲端運算並不是替代關係,而是協同關係。因為雲端運算擅長全局性、非即時、長週期的大數據資料分析處理,以輔助業務決策;MEC著眼於局部性、即時性強的本地業務執行。加上MEC也可以像閘道器一樣,將需要大數據分析的資料,預先處理過後才送上雲端伺服器,以減輕頻寬壓力。而雲端也可以向MEC輸出調整業務的規則,以進行運算優化。


基於以上原因,雲端廠商(Amazon、Microsoft、Google、IBM)也開始布局MEC相關的產品與平台。而台灣相關雲端伺服器代工廠商:鴻海(2317)、緯創(3231)、緯穎(6669)、英業達(2356)、廣達(2382)、神達(3706)…等,也因此受惠。

隨著5G和物聯網的快速發展,對MEC的需求也將越來越迫切,除了台灣的伺服器廠商之外,相關的PC廠商也開始積極部署,像是技嘉(2376)、微星(2377)、和碩(4938)、華碩(2357)、宏碁(2353)…等。而對於將來MEC的發展,主要供應鏈有哪些呢?


在運算晶片上,主要還是美國大廠Intel、AMD、NVIDIA。但在初期標準還未明確之下,以具備彈性可編程的FPGA晶片略占優勢,而全球前兩大Xilinx和Altera,分別已被AMD和Intel收購。

另外,晶片IP大廠ARM,也發表了相關邊緣運算網路基礎架構計畫,透過與近40家晶片製造商、電信運營商、網路服務供應商,共同建立生態體系。


將來MEC也會成為記憶體DRAM需求的主要驅動力,受惠的將是韓國三星、SK海力士和美國美光。台灣南亞科(2408)、華邦電(2344)雖然為排名全世界第4、5供應商,但市占率加起來僅個位數而已。

2017年歐洲電信標準協會,更進一步將行動邊緣運算更名為「多接取邊緣運算」(Multi-access Edge Computing,MEC),表示擴展了更大的終端裝置服務範圍,雖然簡稱都是MEC,但意義已不同。這代表著一般將MEC視為邊緣伺服器,不過實際上這並不是邊緣的終點,它可以一路往下推到終端裝置,甚至是在使用者附近的感測器。

過去工業電腦雖都具備運算能力,但僅止於處理一般資料,隨著AI開始普及,MEC概念逐漸落地,系統終端的工業電腦也因此開始被要求擁有足夠的運算能力。


對於未來智慧工廠和物聯網的到來,台灣的工業電腦族群,如研華(2395)、凌華(6166)、研揚(6579)、神基(3005)、廣積(8050)、威強電(3022)、新漢(8234)、艾訊(3088)、立端(6245)…等,也將面對多樣的邊緣運算需求。

Intel在去年2020年,也推出新的邊緣運算處理平台,並聯手以上一些台灣廠家,強攻這個新市場。另外將來工控記憶模組,如宜鼎(5289)、威剛(3260)、宇瞻(8271)、創見(2451)…等,也會跟著受惠。

而當MEC一直下放到終端裝置時,體積小、成本低、功耗低、應用範圍廣和整合度高的微控制器(MCU),再加上邊緣AI晶片,無疑是因應未來「智慧生活與AIoT應用」的最佳組合。


國際大廠分別是美國Microchip、德州儀器(TI)、瑞士意法半導體(ST)、德國英飛淩(Infineon)、荷蘭恩智浦(NXP)和日本瑞薩(Renesas)等。其中恩智浦(NXP)更將MCU部門正名為邊緣處理(Edge Processing)事業部。台灣MCU相關廠商為新唐(4919)、盛群(6202)、義隆(2458)、松翰(5471)、凌通(4952)…等。

邊緣AI晶片能讓終端裝置在本地執行密集的AI計算,以減少物聯網眾多設備產生大量資料發送到遠端處理的需求,因此將來「MCU+邊緣AI晶片」將在越來越多領域得到應用。

邊緣AI晶片必須成本低、功耗低、能高效率運作AI任務,其中以ASIC(特殊應用積體電路)為最適合,再加上,常常需要高度的客製化,這些往往也是台灣的強項,未來將替台灣的IC設計業者帶來商機。


主要的有威盛(2388)、聯發科(2454)、晶心科(6533)、華晶科(3059)、世芯-KY(3661)、創意(3443)、智原(3035)、愛普(6531)、凌陽(2401)、M31(6643)…等。而相關的晶圓代工如台積電(2330)、聯電(2303)也會受惠。

最後愛麗絲了解到5G行動邊緣運算,未來將是智慧城市、智慧工廠、智慧家庭、自駕車…重要的基礎設施,而等5G建構完成後,又會對原本產業帶來什麼樣的變化呢?留待下文分曉,5G超高速(eMBB)應用場景(AR/VR相關產業)coming soon!