并购Mellanox NVIDIA掀数据产业变革

2019年3月12日绘图芯片商NVIDIA，宣布以每股125美元，总共约69亿美元的金额收购以色列通讯技术商迈伦科技(Mellanox)。 这笔交易将是NVIDIA有史以来最大的一笔收购，也是第一次并购数据互联技术商，并将推动为数据中心业务的布局，预计收购将在2019年底前完成。

2018年底，美国芯片制造商Xilinx曾与英国第二大银行巴克莱银行合作，向Mellanox提出50亿美元的收购报价。 同时，Microsoft则是聘请了高盛集团进行收购谈判，提出55亿美元。 此外，Intel为并购Mellanox，更是提高价格到55至60亿美元。 Intel欲收购的原因是，2012年Intel收购了QLogic的无限带宽技术部门(InfiniBand, IB)和CRAY物联网部门，成立了Intel的高速互联部门。 Mellanox的InfiniBand技术对于Intel高速互联部门正在发展的Omni-Path架构(OPA)将能产生显著效益。

NVIDIA数据中心业务从2016年营收8.3亿美元占比12.0%，持续成长至2017年的19.3亿美元占比19.9%，直到2018年的29.3亿美元占比25.0%。 然而，NVIDIA数据中心业务营收表现放缓，特别是2018 Q4数据中心业务营收6.79亿美元，低于预期的8.39亿美元。

NVIDIA数据中心业务低于预期的原因之一，是旗下最新的高阶GPU销售业绩不及预期，加上近期数据中心的预算支出减缓，导致库存过剩。 其中，导致销售业绩不如预期的原因是，虽然NVIDIA在GPU架构中加入了人工智能应用的张量核心(Tensor Core)，针对深度学习操作的数学运算进行了优化，但是特殊应用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit, ASIC)在部分人工智能方面确实要比GPU要更有优势，因此越来越多厂商决定自行设计人工智能ASIC处理器。

例如Google的张量处理器(Tensor Processing Unit, TPU)、Fujitsu的深度学习处理器(Deep Learning Unit, DLU)、Intel的神经网络处理器(Neural Network Processor, NNP)、阿里巴巴的阿里神经处理器(Ali-Neuronal Processing Unit, Ali-NPU)等等，而这也正是NVIDIA数据中心业务未来的一个危机。

Mellanox总部位于以色列和美国，成立于1999年，现有员工约3,000人，主要业务为生产数据中心的通讯芯片及硬设备，包括网络芯片、网络适配器、网络交换器以及网络电缆等。

Mellanox的主要业务有集成电路、主板、交换器系统、电缆与其他。 其中。 对应于网络适配器的主板业务在收入比重和年成长率都是最重要的业务，从2016年营收3.3亿美元占比39.3%，持续成长到2018年营收4.9亿美元占比45.5%。

此外，Mellanox是InfiniBand的先驱之一，更是InfiniBand贸易联盟(InfiniBand Trade Association, IBTA)9大主要董事会其中一员，IBTA成员包括了CRAY、Emulex、 HP、IBM、Intel、Mellanox、Microsoft、Oracle、Qlogic。 起初IBTA联盟中只有Mellanox和Emulex专门生产制造InfiniBand产品，然而2012年Intel并购Qlogic InfiniBand部门，2015年Emulex也已经被Avago收购。 如今，InfiniBand技术大厂只剩Mellanox与Intel。

InfiniBand是高性能联网的产业标准架构之一，与高速以太网络(Ethernet)、光纤信道和其他专有技术竞争，例如克雷公司(Clay)的SeaStar技术等。 关键的是，无论是InfiniBand或以太网络等领域，相较竞争大厂Intel、Broadcom、Marvell，Mellanox皆有相当完整的专利与技术布局，而成为本次众多厂商积极并购的原因。

NVLink结合Mellanox技术推升数据处理效能

面对数据中心市场，NVIDIA本身已具有关键的GPU高速通讯互联技术NVLink，可支持用于CPU与GPU之间的连接等，甚至推出NVSwitch交换器芯片组来加速大量GPU之间的通讯连接。 重点是，NVLink技术相较主流的快捷外设互联标准(Peripheral Component Interconnect Express, PCIe)更具效率，也因此吸引越来越多数据中心客户采用。

另一方面，Mellanox完整的联网技术可提高信息吞吐量和降低信息延迟量，例如上述的InfiniBand跟高速以太网络技术等，显著促进了数据中心的信息处理效率。 由于数据中心水平式数据传输需求迅速成长，因此，数据中心已大量使用Mellanox的硬件与软件平台，除上述的服务器与服务器互联之外，也包含服务器与储存系统互联解决方案。

过去，NVIDIA与Mellanox也已有长久合作关系与共同创新经验，许多大型云端服务供应业者，也会同时采用NVIDIA的GPU高速通讯互联技术NVLink与Mellanox的InfiniBand联网解决方案， 而Mellanox与Nvidia两家品牌商也合作许多服务器产品，如上述DGX-2系统等。

目前，在当今超级计算机运算指针中(TOP500)，已有265个系统采用了Mellanox的产品与服务，市占率达到53%。 此外，总计有56%的计算来自GPU的辅助加速数据运算系统，其中前10名超级计算机就有5个采用，例如Summit、Sierra、ABCI、Piz Daint和Titan。

整合数据加速/互联技术硬件架构更加分

未来，当NVIDIA进一步整合数据加速与数据互联的技术后，市占率势必将持续提高，而对于有着相同数据处理需求的数据中心而言，NVIDIA的硬件架构将能更贴切的满足这块市场。

虽然GPU无法取代CPU成为运算主要核心，但辅助加速运算的角色已经不可或缺，因此NVIDIA与Intel之间早已展开竞争。 然而，GPU与交换器之间并非竞争层面，所以NVIDIA与交换器大厂Cisco和Arista等商业互动微乎其微。 随着NVIDIA并购Mellanox出现了新的数据中心交换器业务，将导致与上述厂商关系或将出现变化。

在整体数据中心交换器市场的技术转变中，Intel的高速互联部门OPA架构市占率不断成长，然而InfiniBand技术市占率逐渐下滑，Mellanox势必将往更多元的联网技术架构发展，但Cisco与Arista在10 GbE +的交换器市场也仍具一定影响力，导致NVIDIA的角色将比过往更加复杂。

由于NVIDIA的解决方案将比过往更加具有竞争力，因此GPU服务器出货成长率将可望持续提升，对于台湾服务器组装厂，GPU服务器单价比一般服务器更高，因此对于服务器代工产业的营收将有帮助。

整体而言，台湾服务器组装厂将因此出现更多元的硬件布局，而由于NVIDIA产业话语权的提升，导致彼此关系将比过往更加紧密。

Mellanox技术提升NVIDIA市场优势

NVIDIA数据中心业务主要的销售产品为GPU与GPU服务器。 NVIDIA已取得GPU市场的主导权，并从辅助加速运算的角度迅速切入服务器市场，然而越来越多采用ASIC的竞争者造成NVIDIA的数据中心业务出现新的挑战。 并购Mellanox，取得众多关键的联网技术，将有效提升此市场的产业地位。

可预期的是，整合更多数据运算与交换技术的NVIDIA解决方案，将更易获得更多客户族群的青睐，例如Charter、Microsoft、Paypal、SAS、Walmart等大厂已加入NVIDIA的人工智能数据库CUDA X AI SDK，或是Dell EMC、HPE、Lenovo、ASUS、Supermicro等大厂与NVIDIA合作推出GPU认证计划NGC-Ready的服务器产品等。

希捷(Seagate)预估全球的数据总量将从2016年的16ZB持续成长到2025年的163ZB，庞大的数据储存需求刺激了数据中心的扩建，而近期许多新兴应用的兴起， 例如Intel估计2020年平均全球的云端影音串流日流量将达到750PB，则刺激了数据运算与数据交换的需求，也带起了新的数据中心硬件架构的转变。

因此，服务器硬件架构将呈现一个长期趋势，越来越集中化数据处理和数据互连。 NVIDIA并购Mellanox的目的即是瞄准新的数据中心市场需求，这项布局并非单是为了阻止Intel收购Mellanox，也不只是要拯救营收成长趋缓的数据中心业务，更是创造拥有前瞻性的数据中心等级的服务器新架构。

所谓环境运算(Ambient Computing)愿景是：无所不在的科技将隐没在生活的背景中，例如2019年3月Google新推出的云端游戏平台Stadia，供应端的每秒浮点运算次数可达到10.7 Teraflops， 远超过主流实体游戏平台Xbox One X的6.0 Teraflops跟PS4 Pro的4.2 Teraflops。 另一方面，使用端却几乎毋须负担任何硬件需求，而推动此环境运算的关键正是不断提升的数据中心数据运算与联网能力。

值得观察的是，使用端的低门坎将逐渐改变企业用与消费用的硬件市场，例如云端游戏平台Stadia将使3大游戏主机厂商Microsoft、Sony、Nintendo首当其冲。 在环境运算的趋势下，前端的数据中心将逐渐侵蚀各产业链的末端，也就是数据中心即服务(Data Center as a Service, DCaaS)成为国际大厂的发展新核心，类似NVIDIA并购数据中心技术厂Mellanox的案例， 将持续点燃新的数据产业革命。