AMD 的二次逆袭之路

最近AMD表现亮眼。在ICinsights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Zen3CPU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”AMDAMD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RadeonRXVega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JimKeller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GlobalFoundries14nm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i76700K只有4核8线程。▲图片源自luxydesign.irZen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Zen2，采用台积电7nm工艺和小型8核Chiplet设计。AMD表示，Zen2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Zen2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。在AMD当时公开的Cinebench跑分成绩中，一个8核Zen2处理器的性能与英特尔的i9-9900K相差无几。AMD将Zen系列处理器同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x86CPU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的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K7Athlon，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1.13GhzPentiumIII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。▲AMD产品路线图，图片源自AMD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CPU和GPU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Core2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DirkMeyer被取消任职。且在DirkMeyer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GlobalFoundires，成为了一家Fabless公司。之后RoryRead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。▲AMD总裁兼CEO苏姿丰，图片源自wccftech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CPU、GPU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？