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农企?按摩店?AMD的兴衰异闻录(下)

芯世相  · 公众号  ·  · 2017-08-30 08:00

正文

昨天的上篇,和大家一起回顾了1969年~2005年这段时间,AMD的诞生、崛起以至辉煌的那段日子。今天的下篇,主要叙述AMD在2006~2008年在微处理器领域由领先转为落后的过程,同时对AMD的两桩交易进行一点分析。当然了,还有Intel、AMD、NVidia、ATI之间那段不堪回首的往事......

本篇预计阅读时间10-15分钟


  


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让我们暂时把目光从如日中天的AMD和陷入困境的Intel身上移开,进入图形处理器和主板芯片组的领域。先来看两份简历。


黄仁勋,1963年生于台湾台北,1972年迁往美国。1984年于俄勒冈州立大学取得电机工程学士学位,其后又在斯坦福大学取得硕士学位。1983~1985年,他在AMD的微处理器设计部门任工程师,之后又跳槽去了LSI Logic。1993年,黄仁勋与克里斯·马拉科夫斯基、柯蒂斯·普利姆在加州共同创办英伟达(NVidia),黄仁勋任主席与CEO。



何国源,1950年生于广东新会,1963年移民去香港。1974年于台湾成功大学取得电子工程学士学位,接下来的10年内,辗转Control Data、飞利浦和国家半导体,任电子工程师。1984年,何国源移居加拿大,一年后与其他两位香港科技人Benny Lau和Lee Ka Lau在安大略省共同创办冶天科技(Array Technology Industry,简称ATI)。



在前面所说的Intel和AMD打得难解难分的时候,NVidia和ATI这两家在GPU和芯片组领域领先的公司也在进行着激烈的竞争。既然四大主角全部到齐,那我们就花些时间来讲讲它们之间的关系好了。



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大家可能已经发现了,前面在讲AMD崛起的时候,经常会出现NVidia nForce这个名词,这就是NVidia的副业——主板芯片组。在世纪之交的那几年里,NVidia凭借成功的Riva TNT和初代GeForce显示芯片,在GPU领域取得了长足的发展,完成了原始资本的积累。借着这样的东风,2001年,微软和NVidia达成战略合作,NVidia得到为微软XBox设计显示芯片和主板的机会,这份经验促使NVidia推出了nForce主板芯片组系列。



我们已经知道,Intel的芯片组规范是封闭的,也就是CPU和主板都是自己的一套标准。而AMD在那时的规范是开放的,VIA、SIS等厂商都能得以为AMD处理器设计主板芯片组。NVidia的初代nForce平台虽然反响不佳,但其后的nForce 2、3、4则是愈战愈勇,成功抢占了大红大紫的AMD K7/K8的头把交椅,与AMD成为了最为亲密的合作伙伴,联手挤压Intel。AMD刚刚发布64位处理器,nForce 3就成为了第一款完全支持AMD64技术的芯片组。其后的nForce 4更是将现在大家都耳熟能详的PCI Express(PCI-e)和SLI技术带了进来,算是当年的重大创新,与AMD强劲的速龙64处理器强强联合,战斗力惊人。Intel鉴于其9xx平台用户大量流失,还被迫改变了从不轻易授权给第三方的强硬态度,NVidia又得以发布了nForce 4 Intel Edition,捞到了更多的好处。


ATI虽然没有NVidia取得的战绩那么耀眼,但若要称第二,也是没有其他任何厂家敢挑战的。ATI的Rage以及Radeon R100/R200显示芯片也取得了不小的成功,另外,它也是当时唯一一家得到Intel垂青,获得Intel的芯片组授权的厂家,合作的密切程度不亚于AMD和NVidia。虽然P4不太给力,但ATI的RS300、RS350平台为Intel的P4提供了不小的支持。到了PCI-e的时代,新的Radeon Xpress 200平台(RS400、RD400等)继续对P4提供着Intel各类关键技术的支持,如超线程、EIST、EM64T、XD等,并且推出了与NVidia的SLI性质相同的CrossFire技术。Intel与ATI的联合,是Intel能够面对AMD的猛烈攻击而没有完全溃败的重要原因之一。



概括来讲,在这段时期内,AMD与NVidia、Intel与ATI分别在芯片组领域保持着密切合作;AMD与Intel在微处理器领域竞争;NVidia与ATI在图形处理器领域竞争。虽然互有胜负,但总体来讲,AMD和NVidia在各自的专业领域占据着技术优势,AMD和NVidia的联盟也是看起来坚不可摧的。


什么叫做坚不可摧?可以用两个事实来佐证:

第一,2005年,黄仁勋在Computex上公然站台支持AMD,喊出了那句著名的“Intel is not good enough”,起到了一呼百应的效果。

第二,NVidia突然出手收购了ATI的重要合作方宇力,此后宇力彻底停止了对ATI主板南桥设计的支持,给ATI及Intel的后院放了一把大火。


然而时间来到2006年。所有的事情几乎都不像我们看起来的那样了。



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2006年7月24日,AMD宣布以42亿美元现金及5700万AMD股票,共计54亿美元并购ATI。举世震惊。这也是AMD三笔大宗交易中的第一笔。


这桩当时世界科技史上最大、最复杂的并购案涉及到众多的问题,我在这里只讨论一个问题,就是:ATI为什么选择了AMD,而不是Intel?


首先我们需要明确的是,ATI在自己的老本行,就是GPU业务方面遭到了很大的困难。虽然在DX9的第一轮竞争中,NVidia的GeForce 5000败给了ATI的Radeon 300,但到了第二轮竞争,NVidia的GeForce 6000系列借着Shader Model 3.0的威力,实在是太强大,ATI的Radeon R500(X1000)系列太守旧,几乎没有优势,处于被压制的境地。并且由于ATI很久没有为自己的Radeon系列产品线带来技术革新,外界普遍看衰ATI之后的发展路途。


在这种大环境下,传出了ATI的高层与Intel商谈合并的消息。由于Intel与ATI常年合作,关系良好,因此大家普遍看好。但是不巧的是,由于Intel在P4方面的种种策略失误,日子也不好过,其CEO欧得宁正在大刀阔斧展开清理行动,包括彻底的架构重组及数万人的裁员计划。在这个节骨眼上,ATI与Intel两家变一家,至少Intel是不愿意的,ATI只能无功而返,投靠AMD。而AMD早就在打将CPU与GPU融合的Fusion计划,而自己并无图形处理器和芯片组的产业链。至少从当时来讲,AMD的理念是非常先进的(虽然可行性有待商榷),接ATI这个盘,也符合自己的长期发展战略。


AMD并购ATI这一大案,造成了非常深远的影响,几乎完全改变了整个IT产业的发展格局。AMD成为了世界上第一家同时具有微处理器、芯片组、独立显示核心和存储介质四大生产能力的企业,这是绝无仅有的。更重要的是,AMD与ATI的联合,直接打破了市场上多年的潜规则(AMD+NV,Intel+ATI)。早在AMD与ATI传出绯闻时,黄仁勋就比较强硬地暗示“如果AMD和ATI合并,NVidia将重新评估与AMD的关系”。如今木已成舟,AMD与NVidia的关系宣告破裂,NVidia在主板芯片组领域不可避免地倒向了Intel阵营。对于AMD自身而言,AMD此后要在CPU和GPU领域双线作战,同时面对两大强敌,难度是非同小可的。


总之,AMD并购ATI这件事情是对是错,每个人心里都有不同的答案,我们就不再细说了。然而屈居劣势多年的Intel终于准备好了,就像当年AMD翻身一样,他们也准备好了自己的杀手锏。


ATI曾经的硅谷办公楼


AMD的LOGO挂在曾经ATI的总部大楼



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插播一条趣事。起初AMD考虑收购的对象其实是NVidia。至于理由,当然与ATI想要与Intel合并同理,好兄弟总是容易讲话的。不过,老黄的态度十分坚决,就是一旦合并,他自己想要出任新的AMD-NVidia联合公司的总裁。这对占据优势的AMD而言是绝对无法接受的,所以他们最终选择了NVidia的竞争对手ATI。


鲁伊斯的自传里明确说明了以上内容,当年国外网站也有报导这件事:

“NVidia Chief Executive Jen-Hsun Huang reportedly insisted that he become chief executive of the combined company. Naturally AMD Chief Executive Hector Ruiz wasn't going to let that happen, so he chose to acquire rival ATI instead.”


从今天来看,老黄也算是条汉子啊。


下面要讲的内容,更多的人也许已经听说过了,更加精彩,不容错过。




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在NetBurst系CPU被AMD速龙胖揍的那段时间里,Intel痛定思痛,制订了一套天才的产品发展策略,学名“tick-tock”,中文名为“钟摆策略”。


所谓tick-tock,其实就是时钟的滴答声。Intel用tick代表一年,tock代表一年,进行两年为一个周期的研发计划。在tick年,进行处理器芯片制程的更新,缩小芯片面积,降低功耗和发热量;在tock年,在制程更新的基础上进行微架构的更新,专注于提升效率和性能。这种发展战略可以保证持续不断的技术进步,杜绝竞争对手的产品霸占性能宝座很长时间的现象,提升自家产品的竞争力。


在这种策略的影响下,Intel又开始焕发出生机。2006年是一个tock年,早在这一年的一月,新的Core微架构就登陆了移动端,代号Yonah,基础为之前的奔腾M的技术,有单核的Core Solo和双核的Core Duo两个版本,巩固了Intel在发展极为迅速的笔记本市场的地位。然而,这不过是开胃菜而已。

2006年7月27日,就是AMD并购ATI的3天之后,Intel正式发布全新的、具有革命意义的Core 2微架构,代号Conroe/Merom(俗称“扣肉”和“焖肉”),分别主攻桌面端和移动端,全面的反击战打响了。


Conroe的代表型号,就是当年大名鼎鼎的Core 2 Duo E系列。其采用双核心设计,65nm制程,集成了2.9亿只晶体管。微架构底层则完全摒弃了NetBurst时代的方案,重新回归PIII时代的正确道路,采用经典的14+级流水线设计(此后,Intel后续微架构的流水线设计再也没有发生过本质的变化),TDP仅为65W。其他方面,Conroe采用了统一的LGA775规范,内建2~4MB L2$,还加入了新的SSSE3 SIMD指令集,一举改变了P4以来积弱的局面。



Intel声称,Core 2比NetBurst而言,性能有40%的提升,但功耗反而有40%的下降,而这并不是一句空谈。2.4GHz的高端型号E6600在与速龙FX的正面对决中全面获胜,性能更高,功耗更低。AMD面临了巨大的危机,Athlon 64 X2系列芯片的价格几乎是在短短几天内暴降千元以上。TechSpot有一句话形容AMD当时的处境,非常形象:“Overnight, AMD went from king of the hill to king of the foothill.”


Intel成功扭转了战局,AMD遭受了沉重的打击。然而Intel还不罢休,乘着Conroe/Merom的余威,又在短短几个月之后抢先发布了首个系列的四核CPU,代号Kentsfield,就是著名的Core 2 Quad Q/QX系列。2007年这个tick年,又发布了其45nm的制程改进版Yorkfield,还增添了移动端四核的型号。另外,低端的奔腾/赛扬(Allendale/Wolfdale)也不断推陈出新,对AMD实施全面的压制。


此时的AMD真是一夜回到解放前,2006年下半年到2007年上半年,AMD过得无比艰难。在微处理器领域迟迟没有能够对抗Core 2的竞品出现。而收购ATI之后,ATI失败的HD2000系列显卡又变成了AMD的烂摊子,NVidia渔翁得利,AMD只能拆东墙补西墙。


2007年下半年,AMD的债务竟然高达50亿美元。


ATI Radeon HD 2400 XT



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在微处理器领域,AMD面对tick-tock这套组合拳,显然是措手不及,只能将Athlon 64 X2放低身段,与新的Socket AM2规范配合,重新主打性价比,当作入门级处理器与Intel来竞争。由于AMD从ATI获得了芯片组的制造能力,因此日子还能稍微好过一点。并且,AMD就是在这时提出了“黑盒”(Black Edition)的概念,倡导不锁频,用户可以自由超频,以此来保持一定的竞争力。



其实自从2007年年初开始,AMD就一直在向大众泄露自家四核心处理器的消息,但始终不见踪影。在Conroe面世一年多之后,2007年10月,AMD终于拿出了自家的升级版K10微架构。首批型号包括代号Agena的Phenom X4(“羿龙X4”),以及代号Barcelona的新皓龙。其采用65nm制程,四核心设计,并且还首创了三级缓存的设计。另外,其内部集成了DDR2内存控制器(最高可支持DDR2 1066规格)以及更新的HyperTransport 3.0控制器。其他的技术细节就不一一列举了。总之,AMD在K10方面付出了不少的努力,以期夺回市场份额。


尽管AMD在技术上做出了很多改进,Phenom X4的表现差强人意,与Intel的Core 2 Quad系列相比,仍然能耗比不高。AMD为了弥补这个缺陷,一方面除了继续生产更新到K10的速龙之外,还别出心裁地搞了三核心羿龙,于2008年推出,就是Phenom X3,代号Toliman。虽然受到制程工艺的限制,Phenom X3的频率只能在2.x GHz附近徘徊,但毕竟三核心比英特尔的双核心处理器更优胜,还是有不少消费者买账的。另外,由于K10的三核心和双核心处理器大多是四核心型号屏蔽有缺陷的核心而来,因此开核也成为DIYer追求性价比,选择AMD处理器的理由之一。


但是,提起初代K10的羿龙处理器,就不得不提一下与前面提到的“矿渣”事件齐名的TLB Bug事件,不过这次灾难发生在AMD身上。


TLB(Translation Lookaside Buffer),其没有一个规范的中文译名,一般叫做“地址转换后备缓存”,在操作系统理论中一般简称为“快表”。它是CPU缓存的附属,用于更快地检索数据的内存地址。但是羿龙的B2/BA步进的型号,其L2$中的TLB被错误地放进了L3$中,导致在数据密度极大的罕见的情况下,CPU检索TLB会发生错误,导致完全宕机。尽管这是一个小概率事件,但对于必须追求万无一失的微处理器而言,这是绝对无法容忍的事情。AMD的信誉又遭到了一次打击。


后来,AMD不得不发布新版BIOS来解决这个问题,但直接造成了缓存延迟急剧上升,性能暴跌20%。直到后来发布的B3步进的型号,这个bug才被完全修复。AMD还不得不更改羿龙系列的序号,来提振消费者的信心。


其实,从这以后,AMD在微处理器架构方面又回到了原来的落后局面。大体上,AMD坚持走以多核心、不锁频和低价的道路,来吸引消费者,并一直坚持到现在。

 


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Core 2和K10之后,Intel和AMD的处理器产品线越来越复杂,发展也越来越快。如果再用之前的方式写,笔者我也会感到力不从心,并且也会过于冗长,因此我会写得简洁明了一些。


然而我也想休息一下,关于Intel、AMD、ATI和NVidia的恩怨,暂时就写到这里。前面提到了,AMD有三笔大宗交易,现在来简单说一下第二笔交易。这次不是买,而是卖。


2008年,鲁伊斯宣布出售AMD自己的晶圆厂,买家公司名字叫做GlobalFoundries。这家名不见经传的小公司背后,是财大气粗的阿布扎比财团ATIC。从此,AMD变成了一家“fabless company”,丧失了自主的晶圆制造能力。这是鲁伊斯在任期间做的最后一件事。


鲁伊斯和AMD高层的想法是:fab长期以来一直是AMD开支的重点。如今AMD主要业务遇到了困难,出现了资金问题,卖掉fab的话,不仅可以减轻资金负担,AMD还可以专注于微架构设计。而分拆出去的fab毕竟和AMD有渊源,该fab可以接受其他fabless company的订单,以提高影响力。


我们目前也无法明确地评判这种思路在当时是对还是错,也不知道AMD当时的财务问题有多严重,但是它对于AMD之后的发展起到了不小的负面作用。众所周知,制程的改进对微处理器的发展有着诸多好处,最直接的优势就是可以堆积更多的晶体管,还能降低功耗和发热量。然而想要在制程改进上取得领先,最基本的要求就是拥有自主的晶圆制造能力。


从2006年开始,移动微处理器市场呈现爆炸性增长的态势,笔记本开始大量普及。然而在移动平台,功耗控制是十分重要的,Intel的Core Duo T/U系列就把这一点做得非常好。并且到了Core 2时代,桌面平台也开始倡导低功耗了,没有人会喜欢一片热得要起飞的CPU。这与2005年之前的“频率决定一切”的风潮大相径庭。可以说从此之后,AMD的高功耗、高发热的顽疾就一直延续了下去,AMD在解决这个问题时往往捉襟见肘,并且还要经常面对第三方产能不足的限制。而Intel之后的强势表现,也向世人证明了微处理器的设计和制造是不能分开来搞的。


这笔买卖做完之后,鲁伊斯旋即卸任CEO,不过仍然担任董事长到2009年初。而在他辞职之前,AMD已经连续经受了7个季度的亏损。接替他的是德克·迈耶尔(Dirk Meyer),是一位不折不扣的工程师,也是当年K7架构的功臣之一。


比较令人意外的是,鲁伊斯后来去了GlobalFoundries,并担任董事长。



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让我们来看看老朋友NVidia哪儿去了?


在扣肉/焖肉面世和双A合并这两件大事之前的两个月,AMD发布了Socket AM2规范的CPU,NVidia也同时跟进,发布了nForce 500系列芯片组。后来羿龙上市,nForce 500家族就拥有了支持K10与不支持K10的两大序列,其中还有一部分是nForce 4披了马甲改名而成的,这样就可以全面覆盖AMD的产品了。当然,nForce 500也见证了K8最后的辉煌与迅速的衰落。


而仅仅半年之后,2006年11月,NVidia倒向了Intel阵营,发布了支持Core 2处理器的nForce 600i系列,自由超频、三卡SLI等特性一个不少。但比较可惜的是,由于NVidia在Intel方面的经验非常缺乏,Intel自家的P965/P35始终占据强势,nForce 600i叫好不叫座,知名度很低。


NVidia虽然和AMD关系不睦了,但其在AMD芯片组领域仍然拥有着无可比拟的优势。AMD收购ATI后马上推出了自产的570X芯片组,接着是后来的整合版690G。然而仅仅三个月后,NVidia靠着炉火纯青的MCP68将战局扳了回来,证明自己的看家本领仍然相当不错。后来的MCP73则试图将整合平台推广到Intel方面,但遭到了Intel的强烈抵制。而到了后来的nForce 700系列时,AMD为自家的K10一口气准备了770、780G、790X、790FX四个重磅炸弹,Intel的态度也不友好,因此NVidia在主板芯片组领域遇到了大麻烦,并开始考虑转型。


nForce算是NVidia的一次无心插柳柳成荫的有益尝试,并且确实做出了漂亮的成绩。然而这并非NVidia的立身之本,GeForce和Quadro——就是GPU业务——才是NVidia真正的根基。



从AMD拥有显卡产品线之后,NVidia GeForce与AMD Radeon在消费级桌面和移动端显卡方面缠斗至今,并且没有任何一方取得过长时间的绝对领先优势。以我们目前关注的2007年为例,在这一年的Q4,NVidia的G80/G92核心与AMD的RV670核心同台竞技,中端到高端桌面显卡领域诞生了一众经典型号,包括GeForce 8800GS/8800GT/8800GTS,以及Radeon HD3850/HD3870,现在仍然活跃在各种老爷机中。不仅如此,2008年1月,AMD还抢先发布了第一款真正意义上的双芯显卡HD3870 X2,NVidia又迅速以自家的双芯9800GX2进行回击,真是异彩纷呈。


好了,AMD的显卡业务不是本文重点讨论的范围,在后面还会对近年来N卡和A卡的交锋进行一些简要的盘点。现在回归微处理器领域。



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2009年1月,AMD宣布将自己的手持设备业务部门Imageon出售给高通。而在2008年的巴塞罗那GSM大会上,AMD还曾经高调地发布Imageon系列手机处理器和显示芯片,谁都没想到它会被AMD如此干脆地甩卖。AMD领导层的解释是:AMD可以更专注于自己的核心业务,就是x86微处理器以及消费级GPU业务(这与卖掉晶圆厂时的说辞几乎如出一辙)。


根据协定,高通获得了手持设备的全班人马,AMD还附送了研发接近完成的2D和3D显示技术以及移动端显示微架构。而这份大礼只花掉了高通区区6400万美元。后来的事情人尽皆知,高通以Imageon团队的人员和技术为基础研发出了Adreno系列GPU,与它自主研发的骁龙(Snapdragon)系列处理器一起,成为智能设备领域领先的SoC解决方案。



然而NVidia正在做着相反的事情。2008年,NVidia发布了自家的Tegra 1处理器。虽然不甚成功,但在相当长一段时间的摸爬滚打之后,2011年末的Tegra 3系列一炮而红。由于其出色的计算能力与图形处理能力,Tegra 3成为诸如Google Nexus 7、微软Surface一代、HTC One X、LG Optimus 4X、Acer Iconia Tab等著名机型的首选,与高通的骁龙S3展开竞争,在蓬勃发展多年的智能手机和平板市场占据了一席之地。


平心而论,AMD主动放弃了参加智能设备这场饕餮盛宴的入场券,失去了一次在其他领域翻身的大好机会。而Intel(代表产品是低功耗的Atom系列)和NVidia则抢占了先机,此后AMD也曾试图推出平板用处理器,但总是不了了之。


除了这件事之外,Intel在2009年还来给AMD泼冷水。Intel宣称AMD拥有x86的交叉授权协议,但将制造权交给了第三方(就是GlobalFoundries),有违二者当初的协定,威胁要对簿公堂,气势咄咄逼人。不过这件事情最后达成了和解,Intel不再追究此事,并且保证绝不会在微处理器领域开展恶意竞争,还赔给了AMD 12.5亿美元现金。这笔钱对AMD来说不算小数目,但对于Intel而言,这只不过是它在2009年Q4一个季度营收总额的一半而已。总体来讲在这次事件中,AMD虽然得到了好处,但并不是赢家;Intel虽然付出了一些金钱和承诺,但天平仍然严重地向它这一方倾斜着。


“While AMD technically came out on top, all it got was a one-time cash infusion and a guarantee that its x86 license wouldn’t disappear. All Intel ultimately had to give up to make the suit go away was a portion of one quarter’s profits and a promise not to do a bunch of stuff that it maintains it wasn’t doing anyway.” 



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2010年1月4日,Nehalem的32nm制程改进版Westmere揭开了面纱。1月7日,Intel在发布桌面i3的同时,也重点发力移动端,推出了Core i M系列,彻底奠定了其在笔记本微处理器领域的绝对优势地位,i7 740QM等型号风靡一时。这还不够,两个月之后,Intel发布了代号为Gulftown的桌面酷睿i7至尊(Extreme)版,6个物理核心,12MB的超大L3$,3.5GHz以上的高频,仅有130W的TDP,性能在当时强大到爆表。Intel赢得了四核战役,如今又非常干净利落地抢了六核的桂冠。



AMD当然不甘示弱,但由于这两年内,AMD微处理器架构的发展基本陷入停滞,因此还是得拿K10架构来做文章。Gulftown发布的一个月之后,AMD发布代号Thuban的皓龙II X6,继续挑战Intel的地位。


Thuban采用六个K10核心的设计,每个核心拥有512KB L2$,所有核心共享6MB L3$,仍然支持Socket AM2+/AM3两种规范,核心频率2.6~3.3GHz。虽然其性能无法与i7至尊版相比,但干掉Nehalem的酷睿i7和酷睿i5是不费吹灰之力的。另外,它的售价相当便宜,不过2000元。其中最著名的型号是Phenom II X6 1055T,价格1000元多一点,成为最平民的六核神器,超频到4GHz之后甚至可以打翻i7 965X,反响非常好。


这一节有点短啊,拿显卡的事情做一点补充吧。


在2009到2010年这一时期,AMD在显卡方面的竞争中比NVidia占优势。RV770核心的Radeon HD4850/HD4870成为了第一款搭载GDDR5显存的显卡,而NVidia的对应型号GeForce GT240晚了几乎半年(NVidia这时正在奉行马甲战略)。这之后的HD5870更成为了第一个支持DX11的显卡,报了当年NVidia的8800GTX抢先支持DX10的一箭之仇。Thuban+HD5000的性价比很好,“玩游戏选AMD”的口号又开始流行起来了。




24


2011年,tock。1月9日,Intel高调发布Sandy Bridge微架构,这也就是大家耳熟能详的第二代酷睿处理器的代号。一年后,22nm的Ivy Bridge也如期而至。


不要怪我讲的太简略或者太快,因为微处理器发展到这个地步,已经十分纷繁复杂,绝非一两句话能够说的清楚的了。并且写到这里,窝的心里很有一些难受,感到很惋惜AMD,但又好象不是。不论如何,这篇文章快要接近尾声了吧。


当然,Intel的自信是有理由的:改进的流水线和缓存、超高效而且创新的片内环状互联(SoC Ring Interconnect)设计、改头换面的Gen6和Gen7核芯显卡,无一不在宣扬着Intel在这个经久不衰的领域中的巨大优势。


AMD又隐忍了很长时间,在2011年,一举拿出了两个新品。第一个就是AMD当年收购ATI所要达到的最主要目标之一——加速处理器(Accelerated Processing Unit,简称APU)。


AMD在2006年就开始设想CPU与GPU融合的Fusion计划,过了5年,这个目的才真正实现。2011年,AMD发布了第一款基于K10微架构的APU,代号Llano。APU的创新之处在于:将处理计算事务的传统CPU核心、处理2D/3D图形任务的类独立显卡的GPU核心、北桥这三大部分做在一片芯片上,提供全面的应用能力。APU系列按照A10、A8、A6、A4四条序列布局,主攻入门级市场。不得不说,从这一点上看,AMD当年收购ATI是一个正确的决定。虽然Llano并不成熟,但其后的Trinity、Richland,以及现在大家比较熟悉的Kaveri、Carrizo APU,则在很大程度上挽救了AMD在微处理器业务上的败退局面,为那些追求入门级计算能力+图形能力的用户提供了非常可靠的选择。


第二个新品,是让广大A饭苦等了不知多长时间的全新微架构——Bulldozer(俗称“推土机”)。推土机之于AMD,无异于P4之于Intel。虽然AMD并未遭受很大的市场份额损失,但对于这之后多年的发展,影响是相当差的。


推土机微架构使用GlobalFoundries的32nm制程工艺,并采用了全新的模块化设计方案。具体来讲,就是以每两个核心作为一个模块,每个模块共享L2$,所有模块共享L3$。并且在微架构的前端和后端设计中,两个核心也可以共享一些资源,比如指令字节缓存、指令译码器和浮点运算调度器等。推土机CPU的命名,又采用了FX的前缀,不知AMD是否想借此怀念昔日的荣光。FX-8系列为四模块八核心设计,FX-6为三模块六核心,FX-4则为双模块四核心。其采用Socket AM3+接口规范,配合AMD 900系芯片组,频率最高可达4.2GHz。


但是,推土机的性能表现(尤其是与Sandy Bridge/Ivy Bridge对比的同频单线程性能表现)让人大跌眼镜,推土机全面落败。这是多方面设计失当的结果,其缺点包括长达20级的流水线,极高的L3$延迟,较低的分支预测效率,由于FP单元共享而被拖累的浮点运算性能,以及非常大的功耗和发热量。而竞争对手的Sandy Bridge,除了前面提到的缓存改进和环状互联之外,分支预测单元也被花了大心思重新设计,独具创新性的μop$更是神来之笔,效率提升非常明显,将AMD远远地甩在了身后。


Bottom view of a Sandy Bridge i7-2600k



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从2011年一直到今天,在微处理器的领域,Intel和AMD就分别按照各自的Sandy Bridge和Bulldozer的框架一直走了过来。虽然本质的变化并不多,但是不言而喻的是,Intel再也没有犯过之前的错误,牢牢把握住了每一次重大更新的机会——2012的Haswell、2014的Broadwell、2015的Skylake,这些东西,相信就不用我再多费口舌了。虽然Intel因此也被冠以“牙膏厂”的名声,然而不可否认,Intel的领先优势太明显了,市场份额常年超过80%,夫复何求呢。笔者自己家中的电脑上或者抽屉里,G3258、i3 4160、i5 4670K、i7 5820K、i5 4200H、i5 4210U、i5 6300U、i7 4800MQ等等Intel型号一应俱全,而AMD的处理器不过孤零零的A10-6800K和FX-8300而已啊。


推土机核心之后的几年里,AMD也相继拿出了其改进版Piledriver(打桩机)、Steamroller(压路机)和Excavator(挖掘机),充实着FX系列、APU系列以及几乎与之前没有什么渊源的速龙系列的产品线,仍然以桌面平台为主,移动平台作为一个微薄的辅助。而FX-6300、A10-7850K等经典型号,仍然有相当的一批忠实拥趸。另外,APU系列的成功,也吸引了索尼和微软的关注,邀请AMD为它们的著名游戏主机PS4和XBox设计处理器和显示芯片,这种半定制业务成了目前AMD主要的盈利来源,也是为数非常少的处于领先地位的领域之一。


在Kaveri APU发布的前后,AMD首倡,并联合ARM、高通、德州仪器、Imagination和联发科等厂商成立了异构系统架构(Heterogeneous System Architecture, HSA)联盟,这也是AMD最近为数不多的高光时刻之一。这个理念在今天看来,就像多年前的Fusion一样先进,而它的前途如何,仍然是未知数。不过该联盟实力雄厚,未来可期。而AMD苦心研究的,准备一举赶上Intel的全新Zen微架构,还是那么遥遥无期。



在GPU领域,AMD的日子还算好过。当年28nm GCN架构与NVidia的Kepler架构的连环交锋,成为很多DIYer心中一段不可磨灭的记忆。HD7750/7770/7790,GTX650/650Ti/650Ti Boost,你方唱罢我登场。可是近年来,NVidia的Maxwell架构大显神威,超高的能耗比遏止住了连年套马甲的GCN/Southern Islands。更加令人担心的是,自从NVidia把超算能力引入GPU领域,发布Titan以来,AMD在顶级发烧级显卡的领域一直处于被动,中端的性价比型号仍然是雷打不动的主力。在移动端,AMD从HD6000M时代开始便开始走下坡路,直到现在,采用移动A卡的笔记本产品寥寥。如今,NVidia的Pascal和AMD的Arctic Islands GPU蓄势待发,加上HBM等一票先进技术,双方仍然不可避免地要有一场恶战。





AMD在这段困难的时期经历了剧烈的人事变动。迈耶尔执掌CEO大权不过两年,接下来就是罗瑞德(Rory Read),现在又换成了曾经在IBM和飞思卡尔任职过的资深经理人苏丽莎(Lisa Su)。AMD计划着并且也在实施着长期的战略转型计划,然而就像万吨巨轮很难转弯一样,谁都不会知道这个时期有多长。


感谢AMD,为整个人类的计算机和电子业界的发展做出了如此巨大的贡献,也给这世界上几乎每一个人带来更多更好的体验与乐趣。祝AMD早日摆脱困境,重振当年的雄风。


祝AMD一切都好。


最后的最后,引用一首词来为这篇文章结尾吧。

 

蜃海盈辉,

鸣沙似锈,

误落青岩晚时候。

云山袅然出泉涧,

飘蓬卷荡击尘垢。

征衣满,弓刀染,昨如旧。

 

岁岁因何折绿柳,

岁岁不得清平久,

岁岁消却前尘镂。

恍惚当时如初见,

罡风晦雨铮鸣骤。

又几时,旧梢头,着新蔻。

 

——仙剑奇侠传六《千秋岁引》

 

【全文完】

 






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