AMD的二次逆袭之路

2020-12-01 15:07:05 来源:雷锋网
最近 AMD 表现亮眼。在 IC insights 最新公布的 2020 年全球销售额前 15 名半导体供应商预测名单中,AMD 以至少 95 亿美元的销售额挤进第 15 名,这是近三年来 AMD 首次进入这一预测榜单。

今年 10 月底,AMD 宣布决定以 350 亿美元通过全股票协议收购赛灵思(Xilinx),希望组建世界领先的高性能计算公司。5 年前,当英特尔收购另一家 FPGA 独立厂商 Altera,也就是赛灵思的竞争对手时,更多的声音是在呼喊 “不如让赛灵思收了 AMD”,当时赛灵思市值约 150 亿美元,而 AMD 市值仅 30 亿美元。

同样是 10 月,AMD 推出全新的 Zen 3 CPU 架构,并发布了用于台式机的锐龙 5000 系列处理器,在依然使用 7nm 工艺制程的情况下,单核性能反超英特尔

这些表现似乎在告诉我们,属于 AMD 的辉煌时代真正回来了。

如果说要从 AMD 的发展中获得什么经验,这大概是一个小公司持续挑战这个星球上实力最强的芯片公司英特尔的故事,对于其他试图做到行业领先的小公司而言具有少许参考价值。

“大”Zen 和 “小”AMD

AMD 再次迎来历史性辉煌时代,还要从 2017 年说起。

这一年,AMD 发布了基于 Zen 架构的从移动到桌面,再到高端桌面的近 20 款产品,包括新一代微处理器锐龙 Ryzen、高性能显卡 Radeon RX Vega 和服务器处理器 EPYC。

作为 AMD 单独立项的架构,Zen 架构强调不同 CPU 设计原则之间的平衡,由芯片界的超级大神 Jim Keller 全面负责设计,在面世之前就备受瞩目。发布之前流传的种种关于首款 Zen 架构 Ryzen 处理器的传闻,也增加了玩家的期待。

事实证明 Zen 确实值得等待,Ryzen 处理器采用全新的 Global Foundries 14nm 制造工艺、拥有 8 核 16 线程,IPC 性能提升 40%,而当时顶级的英特尔 i7 6700K 只有 4 核 8 线程。

 

Zen 架构 CPU 面市的 2017 年,已经连续 5 年亏损的 AMD 终于扭亏为盈,营收好转。

到 2019 年,AMD 的 Zen 架构升级到 Zen 2,采用台积电 7nm 工艺和小型 8 核 Chiplet 设计。AMD 表示,Zen 2 核心较上代产品 IPC 性能表现提升 15%,相同功耗下性能提升 25%,相同性能下功耗至多降低一半,基于 Zen 2 架构的第三代 Ryzen 处理器缓存翻倍,浮点运算性能提升至原来的两倍。

AMD 当时公开的 Cinebench 跑分成绩中,一个 8 核 Zen 2 处理器的性能与英特尔的 i9-9900K 相差无几。

AMD 将 Zen 系列处理器英特尔处理器进行对比并非空穴来风,两家公司自成立起就有较为紧密的联系。AMD 成立于 1969 年,与 1968 年成立的英特尔仅相差一年,同时这两家公司的创始人都来自世界上第一家半导体公司——仙童半导体

 

不过两家公司的基因却有很大的不同。英特尔的创始人戈登 · 摩尔与其他合伙人都是技术出身,AMD 创始人杰瑞 · 桑德斯是销售出身,所以最初的 AMD 技术基础薄弱,甚至在筹集资金上都比英特尔困难许多。

用桑德斯的话讲:“英特尔只花了 5 分钟就筹集了 500 万美元,而我花了 500 万分钟只筹集了 5 万美元。”

薄弱的技术基础也决定了 AMD 的 “小”,公司总体员工数量 9000 多人,不到英特尔 10 万人的十分之一。另外,AMD 在消费级 x86 CPU 的市场份额到 2019 年第四季度也只占到 15.5%,竞争对手英特尔占据 84.4%。

但就是这样一家技术基础薄弱的 “小”公司,在 20 年前曾超越过英特尔

千禧年的辉煌

虽然 AMD 在成立初期技术基础薄弱,仅仅只是为厂商提供逻辑芯片构成模块,顶多模仿其他厂商的产品而无自主的知识产权,不过在模仿的过程中,AMD 逐渐积累技术经验,到 1970 年推出了第一款自主研发的逻辑计数器,AM2501。

AMD 真正开始进入微处理器市场,是在 1971 年英特尔推出第一款微处理器 4004 的 4 年之后,也就是在 1975 年推出了 AM2900 系列处理器。之后 AMD 迅速扩展生产线,于 1976 年 6 月凭借其产品的质量和稳定性成为获得军事及航天认证的集成电路公司。

不过,这一时期的 AMD 还只是靠逆向英特尔处理器开发自己的处理器,并没有实现真正意义上的自主研发,也没有真正同英特尔展开竞争。

即便是这样,英特尔也开始感受到 AMD 的威胁。

英特尔在推出世界上第一款基于 x86 架构的 8086 处理器之后,一直不肯将其授权给 AMD。当时的 PC 制造商并不多,以 IBM 为主的 PC 制造商要求 x86 处理器能够提供第二供应商,为了获得 IBM 的订单,英特尔不得不在 1982 年同 AMD 正式签署协议,将 x86 授权给 AMD,同时也延长了同 AMD 的交叉许可协议。

到了 1984 年,英特尔为了维护自己的市场地位,决定不再向 AMD 提供产品细节,AMD 就此向法院提起仲裁。之后 AMD 一边诉讼一边积累经验,1991 年和 1993 年分别基于英特尔已经发布的 x386 和 x486 重新开发,推出了 Am386 和 Am486,Am486 相比于 Am386,在价格不变的情况下保持了性能上的提升。

这场诉讼最终在 1996 完结,AMD 获得英特尔 x386 和 x486 微码的使用权,但没有获得下一代的微码使用权。不过也正因如此,AMD 开始自主研发微架构,真正走向同英特尔互相竞争的道路,也正是在这之后,AMD 开始迎来它的黄金时代。

AMD 终于在经历了模仿别人的技术并尝试自主研发、同英特尔合作并逆向英特尔的技术、被迫放弃英特尔的微码使用权之后,开发出了真正属于自己的架构。

1999 年,AMD 推出崭新的 K7 Athlon,早于英特尔率先进入 1Ghz 时代,历史上第一次自研处理器的性能超越英特尔,改变了处理器市场的格局。

Athlon 有多强?从时间维度上看,这一架构一直沿用至今,足以证明其创新性和前瞻性;从空间维度上看,当时英特尔不久后推出的竞品 1.13Ghz Pentium III 不仅没有在性能上战胜 Althon,还因为盲目堆高频率而大规模紧急回收。

延续 Athlon 的开创性,2003 年,AMD 的 K8 处理器作为世界上首个支持 64 位的处理器,再次惊艳四座,而彼时的英特尔却在 Pentium 的升级上遇到困难,性能上不去,发热严重。

2005 年,AMD 发布首款双核心处理器 Athlon。

2006 年,AMD 第一次占据了全球一半的处理器份额市场。

 

不过,半导体市场竞争残酷,如果无法保证自家处理器的更新速度或者无法开发出具有创新性的产品,就很可能面临被淘汰的风险,第一次取得辉煌之后的 AMD,也有陷入泥潭的 10 年。

十年至暗时刻

情况是从收购 ATI 开始变得不对劲的。

彼时的 AMD 凭借着真双核,名声大噪,正计划向 GPU 进军。在 2006 年宣布以 56 亿美元收购 GPU 公司 ATI,尽管这一决定让 AMD 成为当时第一家同时拥有高性能 CPUGPU 的厂商,但也让 AMD 陷入经济困境。

被收购后,ATI 的 GPU 市场份额开始下降。而英特尔在 2006 年提出 Tick-Tock 战略,即在接下来的发展中,保持两年一次的制程更新。当英特尔推出基于这一战略的第一款产品 Core 2 系列处理器时,就凭借其全新内核架构性能追平 Athlon 处理器

虽然在 Athlon 被追平之后,AMD 陆续推出 Phemon 系列处理器,从 K10 架构到 APU 架构,再到推土机(Bulldozer)架构,但 AMD 的这些产品大多只能凭借性价比和更多的核心来吸引消费者,无一例外都被英特尔击败。

从理论上讲,采用模块化设计的推土机核心具有一定的创新性,每个模块中用两个整数单元和一个共享浮点单元,且整数单元都各自配备了一个调度器,以便实现两路线程,AMD 将这一多线程技术称之为 “CMT”。但这一设计的实际表现并不能令消费者满意,甚者还被认为是虚假宣传。

这一时期,AMD 的 CEO 也变动频繁,从 2008 年鲁智毅辞职到 2011 年 Dirk Meyer 被取消任职。且在 Dirk Meyer 任职期间,AMD 为减轻财务压力,在 2009 年正式剥离其芯片制造部门,也就是如今的 GlobalFoundries,成为了一家 Fabless 公司。

之后 Rory Read 加盟 AMD,重组公司债务,引入新合作,AMD 才慢慢开始重回正轨。不过由于 AMD 专注的市场过多,本就不大的公司精力被分散,导致无法找到自己的核心竞争力。

未来的 AMD,YES?

2014 年,AMD 原 COO 苏姿丰博士接任 CEO。苏姿丰在麻省理工大学念完本硕博之后,先后在德州仪器、IBM、飞思卡尔任职,兼具技术和管理经验。当时苏姿丰接受美国媒体采访时表示,接任 CEO 是自己一生中千载难逢的机会。

 

苏姿丰精准指出 AMD 的问题:有很好的技术,但是发展了太多的产品,没有清楚的目标与焦点。苏姿丰同时认为在未来高性能计算都是 CPUGPU 最重要的诉求,因此 AMD 之后便加大了在高性能计算方面的投资,放弃当时众多芯片公司正在追逐的基于 ARM 架构的服务器 CPU 的研发。

在苏姿丰的带领下,AMD 聚焦高性能计算,这才有了后来的 Zen 架构,才有了 AMD 的二次崛起。美国半导体工业协会 SIA 将今年的罗伯特 · 诺伊斯奖颁发给了苏姿丰,这一奖项用以表彰在技术或公共政策领域对半导体行业做出杰出贡献的领导者,足以证明苏姿丰对 AMD 的发展乃至整个半导体行业的贡献之大。

那么,未来的 AMD 又将走向何方呢?能否保持如今的成绩而不重蹈覆辙?

目前可以看到的是,宣布收购赛灵思,是 AMD 决定在数据中心上进一步发展的野心,也反映了如今 AMD 的灵敏 “嗅觉”和前瞻性,这是在一个产品迭代速度极快的行业增强竞争力的重要条件。

不过,上一次收购让 AMD 差一点不堪重负,花了十年的时间重新调整状态,因此不由得让人怀疑如果此次 AMD 成功收购赛灵思,是否会再次重演历史。

而对于玩家而言,自然是希望 AMD 能够一直保持现在的状态同英特尔展开竞争,能够买到性价比更高的产品,谁又不想喊一句 “AMD,YES!”呢?
 


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