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從人工智慧到零勞力工廠：5G 應用程式如何驅動記憶體和儲存空間需求
隨著 5G 問世，人工智慧（AI）、邊緣運算、大數據等也將面臨大幅變化。但是這些由 5G 推動的應用程式，對記憶體和儲存空間具有什麼意義呢？ 我採訪了美光手機業務部門行銷副總裁 Chris Moore，請他談談他是如何看待記憶體和儲存裝置為嶄新的 5G 世界提供動力。
我：5G 時代不僅需要改變儲存裝置技術，還需要改變運算方法。邊緣運算將得到廣泛應用程式。在此過程中，還將面臨隱私、安全、可靠性、功耗等方面的挑戰。從儲存裝置的角度出發，您認為應該如何解決這些痛點？
Moore：邊緣運算肯定會對記憶體和儲存裝置產生巨大影響：5G 連網邊緣裝置以及物聯網（IoT）將需要曾為伺服器、PC 以及智慧型手機獨有的運算能力。在美光，我們正透過為網路邊緣提供可擴充、高頻寬、低延遲的儲存裝置和記憶體來滿足這一需求——這是實現邊緣裝置的即時分析和處理以及處理我們將看到的快速增長的資料量所必需的。5G 和邊緣運算面臨的另一個挑戰無疑是功耗，特別是因為研究表明，5G 基礎設施與 4G 相比需要更多的電力。而且據預測，到 2030 年，資訊和通訊技術將佔全球總耗電量的 20%。因此，5G 生態系統的各個層面從一開始就必須在其基礎設施中設計能源效率。
我們不斷創新，以提高產品的功耗效率、效能和速度，並相信這些優勢是相輔相成的。我們的低功耗 DDR5 DRAM 就是一個很好的例子，與前幾代產品相比，它的能效提高 20% 以上，資料存取速度提高 50%。這些能力使 5G 智慧型手機能夠以高達 6.4 Gb/s 的峰值速度處理資料，是避免 5G 資料傳輸瓶頸的關鍵。這種能力也非常適合邊緣裝置，例如幫助自動駕駛汽車即時運算和處理資料。同樣重要的是，邊緣運算可以節約能源，因為在邊緣進行資料處理，無需將資料發回數百英里之外的資料中心，進而減少了能源消耗。
我：隨著 5G 的推出，美光計劃如何支援即時傳輸大型資料集的日益增長的需求？
Moore：5G 需要解決圍繞大型資料集和近乎瞬間回應的問題，以確保即使在最繁忙的使用條件下也不會出現效能損失，這為底層硬體帶來了巨大壓力。作為率先在 1z 節點上實現量產的廠商，這將是美光的業務重點，因為我們期待著這項技術領先所帶來的回報。我們以 1z 為基礎的 DDR5 為實現 5G 及更先進的次世代技術奠定了重要基礎。DDR5 的記憶體效能提高 85% 以上，現代資料中心所要求的可靠性、可用性和可維護性也得到提高，因此非常適合處理來自快速擴展的資料集和資料中心應用程式的進階資料中心工作負載。
我：5G 智慧型手機對儲存裝置和記憶體的需求將如何演變？
Moore：不斷增長的娛樂、社群網路、攝影機和系統需求將推動 5G 智慧型手機對更高系統容量的要求。例如，5G 將帶來前所未有的遊戲體驗，但需要更多的 DRAM。下載完整的高畫質電影並將其串流到電視將需要更多的 NAND 儲存裝置。5G 將使未來的視訊串流提供更加身臨其境的視覺體驗，讓您可以即時選擇攝影機角度和其他內容，進而推動對更多 DRAM 的需求。使用 108MP+ 攝影機錄製 8K 視訊內容並在社群媒體上與朋友分享，需要大量 DRAM 來對資料進行編碼，還需要大量 NAND 儲存裝置以儲存資料供日後分享。
此外，當今的系統使用多個 AI 引擎來增強影像和視訊捕捉功能，因此需要更多的 DRAM 來支援系統需求。最後，5G 在現代手機中的真正優勢在於，使用者可以同時進行所有這些活動，真正實現多工處理。當然，這意味著你需要更多的 DRAM 內容來平行使用所有這些功能。我們相信，美光的 12GB LPDDR5 DRAM 和 256GB UFS3.1 NAND 儲存裝置很快將成為全功能 5G 手機的最基本配備。
我：一些持懷疑態度的人認為，零勞力工廠和遠距手術等使用案例並不真正需要 5G。您對此有何看法？
Moore：零勞力工廠和遠距手術這兩個使用案例為社會帶來巨大希望。想想 COVID-19 疫情的現狀就知道了。如果這些技術已經得到廣泛應用，今天我們就不會經歷全球工廠停工以及隨後的供應鏈中斷。如果遠距手術已經普及，我們就不必延遲手術，也不會讓醫生和其他患者面臨感染疾病的風險。5G 對這些使用案例絕對至關重要，因為它們都需要許多能夠快速即時通訊的連網系統和裝置。想想看，對於在危急手術中操作機械臂的醫生或操作工業機械的工廠工人來說，滯後是多麼危險。
5G 在這方面至關重要，因為它可以實現更多的機器對機器（M2M）連網，原因有三個：
- 超低延遲，遠低於 4G（1 毫秒對 10 毫秒）
- 每平方公里的連網數目增加 10 倍（100 萬對 100,000）
- 資料傳輸速率快 20 倍（20 Gb/s 對 1 Gb/s）
由於 5G 能夠在低延遲的情況下為更多裝置提供更多的資料頻寬，智慧型裝置之間以及基礎設施與這些裝置之間可以進行更多的自主協調。1 毫秒延遲非常重要，因為它可以實現跨網路的即時控制，消除操作遠距裝置時的視訊延遲。這些要素對於實現遠距手術和零勞力廠作業至關重要。
我：目前，增強實境（AR）和虛擬實境（VR）是業界普遍看好但尚未完全實現的兩項技術。如果 AR 和 VR 想利用 5G 的優勢，該如何改進？
Moore：在我看來，AR/VR 目前最流行的使用案例是遊戲。我的小孩每天都在使用這項技術玩 Pokémon Go！但隨著 5G 提供超低延遲，更多的企業應用程式將會出現。在目前的 COVID-19 環境中，顯然需要遠距教育、遠距醫療，甚至是遠距修車。將這些概念與人工智慧結合在一起則更加令人興奮。想像一下，一個四歲的孩子坐在虛擬教室裡，跟一個個人化的 AI 教師學習自訂課程。我們離這一現實並不遙遠。
所有這些應用程式都需要大量的 DRAM 來處理視訊和 AI，還需要 NAND 來儲存雲端的大數據和行動裝置中的行動資料。這些應用程式成功的關鍵在於，對終端使用者而言，一切都必須無縫運行。虛擬環境不能有任何瑕疵或滯後，否則終端使用者將不會接受。當然，如果虛擬教師回答四歲兒童的問題太費時間，小孩可能失去興趣和注意力！這類系統將推動對更快的運算速度、更好的神經引擎以及比現在更多的 DRAM 記憶體和 NAND 儲存裝置的需求。
我：除了智慧型手機，您認為未來兩年還會有哪些 5G 應用程式爆發式增長？
Moore：我們認為 5G 是一項顛覆性技術，它將在很多方面影響消費者和企業，包括手機、自動駕駛、熄燈工廠（全自動化生產）、AR/VR、智慧邊緣、AI，甚至我們做夢都想不到的事情。這些都是我們關注的重要領域，因為我們的記憶體和儲存裝置產品是適合為許多 5G 應用程式提供動力的核心技術——因為歸根結底，這些應用程式都依賴於資料。
但有一個領域我們認為特別令人興奮，那就是 AI。有了 5G，我們的裝置將能夠即時處理 AI 任務所需的所有資料，提供消費者觸手可及的智慧化。在這方面，記憶體和處理要求將發生變化。AI 應用程式將需要比現在更多的記憶體、儲存裝置和更快的速度，以適應 5G 帶來的指數級增長的資料量。這正是美光發揮所長之處。美光技術將整合 3D NAND 的優勢（高資料儲存容量）與 DRAM 的最佳特性（超快處理速度），為 AI 提供支援。
但對我來說，更令人興奮的是我們尚未實現的願景。我經常想像大學生坐在宿舍裡編寫新的應用程式，推動現有硬體達到極限狀態。我們都知道，曾經的大學生發明了視訊聊天、社群網路或電子零售使用模式，我們曾認為這些技術不可能實現，但今天卻已經司空見慣。
因此，當你問及 5G 以及行動記憶體和儲存裝置的未來時，我真的很興奮。這就是我每天來上班的原因——建立能夠開創未來的平台。這個平台需要什麼？ 1TB 的 UFS4.0 超高速儲存裝置？ 24GB 的 LPDDR5x 記憶體？ 新的記憶體和儲存裝置技術？ 5G 等顛覆性技術推動創新。
本內容的一個版本最初作為 EEFocus 的訪談內容發佈。