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最佳AI運算架構 搶攻市場商機
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文/林裕洋 本刊特約記者 圖/Shutterstock

隨著終端裝置具備強大算力執行 AI 推論,企業導入 AI Agent 也逐漸從「要不要做」轉向「該怎麼選」,讓硬體平台選擇成為新的決策課題。目前市場上硬體平台選項愈來愈多,從工業電腦、邊緣伺服器到 AI SoC(AI System on a Chip),每一種都宣稱能滿足 AI Agent 的部署需求,但規格參數、價格帶與適用場景卻有極大差距,企業在欠缺一套清楚的評估框架下,往往陷入不知從何選擇的困境。

許多企業在推動AI Agent 專案初期,最常從硬體規格進行評估,如只看算力(TOPS, Trillions of Operations Per Second)或處理器等級,卻忽略實際應用場景的差異。一套適合零售門市的即時客流分析方案,未必適合產線上需要耐高溫、抗震動環境的瑕疵檢測系統。

反過來說,專為工業環境設計的堅固型工業電腦,若拿來處理需要高速並行運算的多路影像辨識,往往會面臨效能不足的困境。

此種「規格對不上場景」落差,正是企業普遍面臨的第一道難題。當企業追求高AI算力,通常意味著更高的功耗與散熱需求,進而墊高整體建置與維運成本,特別是效能、功耗與成本三者往往難以兼顧。而若一味壓低成本選擇入門款硬體,又可能在未來擴充 AI 應用時面臨效能不佳,最終被迫提前汰換設備。

跳脫AI算力高低 首重應用場景
在市面上眾多AI平台中,企業應選擇「最適合」自身應用組合的配置邏輯,而非僅僅追求「規格最強」的方案;首要之務是理解目前市場上三大主流終端運算平台的特性差異。

長期以來,工業電腦(IPC)一直是產業自動化領域的核心設備,最大優勢在於穩定性與耐候性。相較於一般商用電腦,工業電腦通常採用無風扇散熱設計、寬溫規格以及長效供貨保證,能在高溫、高濕、高震動的產線環境中穩定運作數年之久。當應用場景涉及產線上的自動光學檢測(AOI, Automated Optical Inspection)、設備預測性維護,或是需要全天候不間斷運作的產業現場時,工業電腦絕對首選。

是此類產品運算能力相對保守,若要運行較大型的 AI 模型推論,通常需要額外搭配AI加速卡,最終將提高整體採購與整合成本。

邊緣伺服器鎖定介於終端裝置與雲端資料中心之間的應用場景,強調能在本地端提供接近伺服器等級的運算能力。這類設備通常配備高規格的 CPU 與 GPU,能同時處理多路資料流與多項任務的並行運算,適用於零售門市的多鏡頭影像分析、醫院的醫療影像初步判讀,或中大型場域需要即時整合多個感測器資料的需求。邊緣運算的優勢在於兼顧效能與彈性,然其體積、功耗及建置成本也較一般終端裝置高出許多,因此較適合場域規模大且資料處理需求量高的應用情境。

AI SoC則代表另一種設計思路,即將CPU、神經網路處理單元(NPU)、記憶體控制器等元件,整合於單一晶片上,強調低功耗與小型化。此類方案特別適合空間受限且仰賴電池供電的終端設備,例如服務型機器人、穿戴裝置、智慧攝影機或便攜式檢測儀器。儘管AISoC運算能力不及邊緣伺服器,但憑藉其卓越的能效比,能在有限電力預算下提供實用的AI推論功能,是輕量級終端應用的理想選擇。

若將三者置於同一張比較表上,工業電腦以其穩定性和耐用性為優勢;邊緣伺服器則在效能和彈性方面表現突出;而AI SoC則以輕巧與省電著稱。企業應根據場域環境、運算密度與空間電力限制等條件進行交叉比對,方能找到最符合需求的平台,而非僅僅依賴運算能力或價格高低的比較。

雲端與終端重新分工
AI走向雲邊協同

企業在導入AI應用時,應從AI工作負載應該放在哪裡執行,才能兼顧效能、即時性、成本與資料安全,而非一味選擇雲端或地端。在實務部署上,企業很少採取「全部上雲」或「全部下放終端」的單一模式,而是依據不同工作負載的特性,在雲端、邊緣與終端之間進行分工。

此種分工模式在實際部署時也會面臨不少挑戰,首先是資料流通的路徑規劃,邊緣設備產生資料後,哪些需要即時上傳至雲端保存或進一步分析、哪些則可在地端處理後即捨棄。

一旦規劃不當,可能導致頻寬浪費,甚至引發不必要的資料外洩風險。其次是模型同步機制,當雲端模型完成更新或再訓練後,如何有效率地將更新版本推送到分布於各地的終端裝置,同時確保裝置在更新過程中仍能持續提供服務,也是企業在部署前必須周全考量的設計環節。

如製造業在導入雲邊協同架構後,通常會在產線端部署具備基本推論能力的終端設備,以即時判斷產品是否有瑕疵;當終端模型信心度不足時,再將相關資料上傳至雲端,由運算能力更強的大型模型進行二次判讀,並將結果回饋至產線端用於優化模型。這種「先於線端篩選、再由雲端複核、最終將結果回饋」的閉環設計,不僅能維持產線的即時反應速度,還能持續提升終端模型的準確度,是目前許多企業採用雲邊協同架構時的參考模式。

從硬體到軟體
Agent Ready 成為新門檻

當企業開始將 AI Agent 導入實際業務場景,對基礎硬體的需求也正在改變。過去企業採購工業電腦,主要關注運算效能、穩定性與長時間運作能力;但在 AI Agent 應用逐漸走向現場後,硬體是否能快速支援 AI 模型部署、資料處理與應用整合,開始成為另一項重要考量。

因此,面對企業希望縮短 AI 導入時間、降低部署複雜度的需求,IPC 業者已開始從「硬體供應商」走向「AI 解決方案供應商」,在提供堅固耐用的硬體設備外,也進一步整合預先調校的 AI 模型、部署工具與管理平台,讓客戶取得設備後,就能更快完成 AI 應用部署,而不必自行處理模型安裝、環境配置與效能調校等複雜工作。

而IC 設計業者則面對軟體生態系的挑戰,即使晶片具備強大的運算效能,若缺乏完善的軟體工具與開發環境,客戶仍可能面臨模型移植、效能調校與應用開發等問題,進而提高導入門檻。因此,愈來愈多晶片業者開始投入SDK(軟體開發套件)、開發工具鏈與模型優化等能力,協助客戶更快速地將 AI 模型部署至自家晶片平台,部分業者甚至進一步建立預先優化的模型庫,降低開發與部署的複雜度。

AI 時代硬體架構已跳脫處理器效能或 TOPS高低,而是回到企業自身的應用場景與整體架構需求。這也代表硬體平台已從單純的運算設備,逐步轉變為承載模型與 AI Agent 的基礎平台,重新定義硬體、晶片與系統整合業者在AI時代的價值。

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