AMD的兴衰与重生

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AMD是最古老的主流微处理器制造商之一,近五十年来一直是技术爱好者争论的热点话题。公司的历史变成了一个激动人心的故事,充满了英勇的成功,绝望的错误和临近的废墟。当其他半导体公司来来去去时,AMD经受住了许多风暴,并在董事会,法院和商店货架上进行了许多战斗。



在本文中,我们将探讨该公司的过去,探索其通向当前状态的曲折道路,并预测这位硅谷资深人士的下一步发展。



名利双收



要开始我们的故事,我们需要回到过去,并在1950年代后期前往美国。在第二次世界大战的艰苦岁月后蓬勃发展的中国,已成为尖端技术创新的基地。



贝尔实验室,德州仪器(Texas Instruments)和飞兆半导体(Fairchild Semiconductor)等公司聘请了最好的工程师,然后又陆续发布了该领域首创的产品:双极晶体管,集成电路,MOSFET(MOSFET)。





Fairchild Engineers大约于1960年:离开Gordon Moore,前台中心Robert Noyce



这些年轻的专业人​​员想研究和开发更多惊人的产品,但是由于谨慎的高级管理人员回想起了世界充满恐惧和不稳定的时刻,工程师们希望自己尝试自己的运气。



因此,在1968年,飞兆半导体的两名工程师Robert Noyce和Gordon Moore离开了公司,走了自己的路。那个夏天到了NM电子公司,该公司在一周后才更名为Integrated Electronics,简称为Intel。



其他人紧随其后,不到一年后,又有八个人离开了飞兆半导体,共同组织了自己的电子产品开发和制造公司:Advanced Micro Devices(自然是AMD)。



该小组由前飞兆半导体市场总监杰里·桑德斯(Jerry Sanders)领导。他们首先重新设计了飞兆半导体和美国国家半导体的产品,而不是试图直接与英特尔,摩托罗拉和IBM等公司竞争(后者在新集成电路的研发上投入了大量资金)。



从一个不起眼的开始,在短短几个月内,从圣塔克拉拉(Santa Clara)迁移到森尼韦尔(Sunnyvale)的AMD开始制造具有更高效率,压力承受能力和速度的产品。这些微芯片的设计符合美国武装部队的质量标准,这使该公司在仍处于新兴的计算机行业中具有显着的优势,因为计算机行业的生产可靠性和稳定性差异很大。





第一个AMD处理器是Am9080。图片:维基百科



的时候英特尔发布了其第一个8位微处理器在1974年(8008),AMD已经是一个公众公司,拥有200多个产品,其中四分之一是它自己的设计,包括RAM芯片,逻辑计数器和一个投资组合移位寄存器。次年,出现了许多新模型:自己的集成电路(IC)Am2900系列和2MHz的8位Am9080处理器-英特尔8008后代的克隆,通过反向工程获得。后者是一组组件,现已完全集成到CPU和GPU中,但是35年前,算术逻辑设备和存储控制器仍是单独的芯片。



现代标准对英特尔架构的公然窃似乎令人震惊,但它与微芯片的出现时代相当一致。该克隆处理器后来被更名为8080A,因为AMD和英特尔在1976年签署了交叉许可协议。可以假设它值一分钱,但它的价格为32.5万美元(按当前价格为165万美元)。



这笔交易使AMD和Intel能够以令人难以置信的高利润芯片充斥市场,这些芯片的售价刚刚超过350美元(是军事级型号价格的两倍)。 1977年,8085(3 MHz)处理器问世,随后紧接着是8086(8 MHz)。设计和生产的改进导致1979年出现了8088(从5到10 MHz)。同年,在德克萨斯州奥斯汀的AMD开始生产。



当1982年IBM开始从大型机过渡到所谓的“个人计算机”(PC)时,该公司决定将设备的创建工作外包,而不是自己生产。为此,选择了英特尔的第一个x86处理器8086;同时,规定AMD将成为第二供应商,以保证持续为IBM PC / AT提供处理器。





买家可以选择任何颜色,只要它是米色即可。 1981



年的IBM 5150 PC样本在同年2月,AMD与英特尔签订了一项合同,根据该合同,第一个获得了创建8086、8088、80186和80188处理器的权利-不仅适用于IBM,而且适用于许多IBM克隆(其中一个)是compaq)。 1982年底,AMD还开始生产16位的Intel 80286,该产品获得了Am286标记



后来它成为第一个真正重要的台式机PC处理器,而Intel型号通常在6到10 MHz的范围内,而AMD则在8 MHz到20 MHz的范围内。毫无疑问,这标志着在硅谷的两个强大力量之间争夺CPU市场主导权之战的开始:英特尔正在开发,AMD在努力改进。



在此期间,年轻的PC市场出现了巨大的增长,因此注意到AMD提供的Am286的速度明显快于80286的速度,Intel试图制止AMD。她通过拒绝获得下一代386处理器的许可来实现这一目标,



AMD提起诉讼,但花了四年半的时间才完成诉讼。尽管法院裁定英特尔没有义务将所有新产品转让给AMD,但法院裁定英特尔违反了隐含的诚实信用推定。



就在IBM PC市场从55%增长到84%的那一刻,英特尔拒绝在关键时期授予许可。由于无法获得新处理器的规格,AMD花了五年多的时间对80386进行了逆向工程,以名称Am386发行它。处理器发布后,它再次被证明优于英特尔模型。最初的386在1985年以12 MHz的频率发布,后来达到了33 MHz,而功能最强大的Am386DX则在1989年以40 MHz的频率发布。





Am386的成功是在1993年发布的,它以40 MHz的价格吸引了非常诱人的Am486,以相同的价格提供了比33 MHz的Intel i486约20%的性能。这种情况在整个486系列产品中都重复出现:英特尔486DX达到100 MHz的峰值,但是AMD提供了更快的120 MHz替代产品。为了更好地说明AMD在此期间的成功,可以说该公司的收入翻了一番,从1990年的10亿美元增加到1994年的20亿美元。



1995年,AMD发布了Am5x86处理器作为486的继承人,将其定位为旧计算机的升级版。 Am5x86 P75 +拥有150 MHz的频率,而P75的名称意味着其性能可与Intel Pentium 75媲美。+号表示AMD芯片在整数数学上比其竞争对手要快一些。



作为回应,英特尔更改了产品标签,以使其与竞争对手和其他制造商保持距离。 Am5x86在486台计算机的新销售和升级方面为AMD带来了可观的收入;与Am286、386和486一样,AMD通过将其定位为嵌入式系统来继续扩大其市场份额。



1996年3月,第一个完全由AMD工程师开发的处理器发布了:5k86后来更名为K5。该芯片必须与Intel Pentium和Cyrix 6x86竞争,因此该项目的正确实施对AMD至关重要-它应该获得比Cyrix更强大的数学协处理器来处理浮点数,在性能上与Pentium 100协处理器大致相当。而整数性能应该达到奔腾200。





常规颜色的K5水晶快照。图片:维基百科



最终,机会失去了,因为这个项目从建筑和制造业问题的困扰。结果,处理器没有达到要求的频率和性能,后来出现在市场上,这导致了低销量。



到那时,AMD已经在NexGen上花费了8.57亿美元,NexGen是一家没有自己的制造设施的小型芯片设计公司。该公司的处理器由IBM制造。正在开发的AMD K5和K6在扩展到更高的时钟速度(从150 MHz或更高)时遇到了问题,NexGen Nx686已经展示了180 MHz的核心速度。收购公司后,Nx686处理器变成了AMD K6最初的芯片开发项目进入了垃圾填埋场。





K6-2引入了一组基于SIMD原理的指令AMD 3DNow!(单指令,多数据-单指令流,多数据流)。



AMD的增长反映了英特尔的衰落,首先是推出了K6架构,该架构可与Intel Pentium,Pentium II和Pentium III匹敌。多亏了K6,AMD的成功步伐得以加快。为此,我们必须向英特尔前员工Vinod Dham(“奔腾之父”)的才智和才智致敬,他于1995年离开Intel进入NexGen。



当K6在1997年投放市场时,它是奔腾MMX的可行替代品。K6从胜利到胜利-从第一个模型的233 MHz到1998年1月的Little Foot版本的300 MHz,然后是Chomper K6-2的 350 MHz(1998年5月),以及在“ Chomper Extended”修订版中令人惊讶的550 MHz(1998年9月)。





K6-2引入了一组基于SIMD原理的指令AMD 3DNow!。它的核心与Intel SSE相同,但是它提供了对处理器浮点功能的更轻松访问。这样做的缺点是程序员必须在每个新代码中嵌入一个新命令。此外,必须重写补丁程序和编译器才能使用此功能。



像第一个K6一样,K6-2处理器的价格要比竞争对手的要好得多,通常价格仅为Intel Pentium芯片价格的一半。 K6的最新版本称为K6-III,它是一个更复杂的处理器,晶体管的数量增加到2140万个(第一个K6为880万个,K6-II为940万个)。



内置了AMD PowerNow!功能,可根据负载动态更改速度。 K6-III的时钟频率随着时间的推移达到570 MHz,制造成本很高,并且使用寿命相当短,但由于K7的出现而缩短了使用寿命,K7更适合与Pentium III和以后的型号竞争。





1999年是AMD黄金时代的顶峰-Athlon品牌的K7 处理器的出现表明其产品不再是便宜的克隆替代产品。



从500 MHz开始的Athlon处理器安装在新的插槽A(EV6)中,并使用了DEC许可的新内部系统总线。它以200 MHz的频率工作,大大超过了Intel使用的133 MHz总线。 2000年6月,推出了Athlon Thunderbird,该CPU因其超频能力而受到许多人的好评。它具有对DDR RAM模块的内置支持以及芯片上的全功能2级缓存。





2 GHz的64位处理器功率。图片:Wikipedia



Thunderbird及其后续产品(Palomino,Thoroughbred,Barton和Thorton)在新千年的头五年中与Pentium 4竞争,通常价格较低,但性能始终更好。 2003年9月,Athlon升级为K8(代号ClawHammer),更名为Athlon 64,因为该处理器为x86指令集添加了64位扩展。



许多人认为这一事件是AMD的决定性时刻:不惜一切代价实现兆赫兹的渴望已将英特尔的Netburst架构变成了发展僵局的经典例子。



对于这样一个相对较小的公司,利润和营业收入都非常好。尽管其收入水平不及英特尔,但AMD为自己的成功感到自豪,并渴望获得更多。但是,当您位于高山最高处时,您必须尽一切努力留在那儿,否则只有一条路。



失落的天堂



没有任何特定原因导致AMD跌出高位。全球经济危机,内部管理失误,财务预测不佳,英特尔自身的成就令人头晕,运气和监督-所有这些都以一种或另一种方式发挥了作用。



但是,让我们看看情况在2006年初是如何发展的。 CPU市场已被AMD和Intel产品饱和,但前者拥有诸如基于K8的出色Athlon 64 FX系列之类的处理器。 FX-60是2.6 GHz双核处理器,而FX-57是运行在2.8 GHz的单核处理器。



从当时的评论可以看出,这两种处理器都取代了市场上所有其他产品。它们非常昂贵-零售中的FX-60售价超过一千美元,但是功能最强大的英特尔处理器-3.46-GHz Pentium Extreme Edition 955-具有相同的价格。 AMD在工作站/服务器市场上似乎也有优势-Opteron芯片的性能优于Intel Xeon处理器。



英特尔的问题是Netburst体系结构,这是一种超深的流水线结构,需要非常高的时钟速度才能竞争,这反过来又增加了功耗和散热。该架构已达到极限,无法再提供所需的级别,因此英特尔结束了开发,转而使用Pentium Pro / Pentium M处理器的旧架构来创建Pentium 4的后续产品。





该计划首先为移动平台设计了Yonah,然后在2006年8月设计了Conroe的台式机双核体系结构。英特尔非常渴望保留自己的面子,以至于奔腾仅以低端型号取代了奔腾的名称,取而代之的是酷睿 -13年的品牌统治力立即终结。



向高性能,低功耗芯片的迁移恰逢许多市场的出现,并且英特尔几乎立即重新获得了桂冠,在主流且功能强大的系统领域取得了领先的性能。到2006年底,AMD面临最高性能的高峰,但其失败的原因是领导层的灾难性决定。



在发布Intel Core 2 Duo的三天前,AMD发布了一份由首席执行官赫克托·鲁伊斯(Hector Ruiz)完全认可的声明(桑德斯四年前就退休了)。 2006年7月24日,AMD宣布有意收购图形技术制造商ATI Technologies。这笔交易价值54亿美元(43亿美元现金和贷款,11亿美元来自5800万股股票的出售)。这笔交易带来了巨大的财务风险,价值相当于AMD市值的50%,尽管这是有道理的,但价格根本无法证明其合理性。



ATI被高估了,因为(与Nvidia一样)它没有提供相似的收入水平。 ATI也没有生产设施,其价格几乎完全由知识产权组成。



随着时间的流逝,AMD承认自己的错误,因为ATI的价值被高估,价格下跌了26.5亿美元。



为了欣赏管理监督,可以将其与ATI的Imageon手持式图形部门的出售进行比较。高通仅以6500万美元的价格出售了它。现在,该单元称为Adreno(“ Radeon”一词的变体),其产品已成为SoC Snapdragon的组成部分。



希伦用于数字电视和机顶盒的32位SoC以1.928亿美元的价格出售给Broadcom。





除了浪费金钱外,消费者对于AMD对英特尔改版后的架构的反应也感到非常失望。在Core 2发布两周后,AMD总裁兼首席执行官Dirk Meyer宣布新AMD K10 Barcelona处理器的完成。这是该公司在服务器市场上的决定性举措,因为该设备是功能强大的四核处理器。英特尔当时只生产双核Xeon芯片。



新的Opteron芯片在2007年9月出现噪音,但未能从Intel夺走荣耀:该公司发现了一个错误,正式停止了该处理器的生产,在极少数情况下,当缓存中的嵌套条目会导致挂起。尽管这种情况很少发生,但TLB错误终止了AMD K10的生产。随着时间的流逝,BIOS补丁已发布,该补丁可修复已发布处理器上的问题,尽管会损失大约10%的性能。当新版本“ B3步进”的处理器在6个月后发布时,损坏已经造成了金钱和声誉上的损失。



一年后的2007年末,AMD将四核K10引入了台式机市场。到那时,英特尔已率先发布了现在著名的Core 2 Quad Q6600。从理论上讲,K10具有更好的设计-所有四个内核都在一个芯片上,而Q6600使用两个独立的晶体。但是,AMD很难达到规定的时钟速度,而新CPU的最佳版本的时钟频率仅为2.3 GHz。该处理器比Q6600慢,尽管速度为100 MHz,但事实证明它比Q6600贵一点。





但是,所有这一切中最神秘的方面是AMD决定创建一个新的型号名称:Phenom。英特尔之所以选择Core,是因为Pentium已成为超高价格和功耗的代名词,而性能却相当低。另一方面,Athlon这个名称在所有计算机爱好者中都广为人知,并且与速度相关。 Phenom的第一个版本还不错,但事实证明它不如已经上市的Core 2 Quad Q6600更好。此外,英特尔已经拥有更快的产品。



看起来很奇怪,但AMD似乎故意避开了广告。此外,公司完全不参与业务的软件部分;这是一种非常有趣的经商方式,更不用说半导体行业的竞争了。如果不提及英特尔的反竞争举动,那么对AMD历史上这个时代的回顾是不完整的。在这个阶段,AMD不仅要与英特尔芯片作斗争,还要与该公司为促进垄断而采取的行动作斗争,其中包括为OEM巨额资金(总计数十亿美元),以积极反对在新计算机中使用AMD处理器。英特尔在



2007年第一季度向戴尔支付了7.23亿美元仍然是唯一的处理器和芯片组供应商,占公司9.49亿总营业收入的76%。 AMD后来赢得了12.5亿美元的友好和解;看来这很少令人惊讶,但是,可能考虑到了因素,当英特尔参与其中时,AMD本身无法向其客户出售足够数量的处理器。



这并不是说英特尔必须做所有这一切。与AMD不同,该公司制定了严格的目标,并拥有更多的产品和知识产权。它还拥有无与伦比的现金储备:到本世纪前十年末,英特尔成功实现了超过400亿的收入和150亿的营业收入。这使我们能够为营销,研究和软件开发以及生产分配大量预算,这些预算完全适合我们自己的产品和公司时间表。仅这些因素就保证了AMD必须为自己的市场份额而战。



ATI数十亿美元的超额付款以及相应的贷款利息,K8的失败后继产品以及将芯片推向市场的问题都是沉重的打击。但是情况很快就会恶化。



向前迈一步,向一侧倾斜,向后倾斜



2010年,全球经济继续应对2008年金融危机的影响几年前,AMD放弃了所有芯片制造商的闪存部门-最终转变为GlobalFoundries,AMD仍将其用于某些产品。大约有10%的员工被解雇,由于所有这些节省和投资,AMD必须缓和其雄心并完全专注于处理器的设计。



K10 AMD并没有完善设计,而是启动了一个新项目,并在2011年底发布了新的Bulldozer架构... K8和K10是真正的同时多线程(SMT)处理器,新设计被归类为“集群多线程”。





四模块推土机结构。图片:Wikipedia



在开发Bulldozer时,AMD决定采用模块化方法-每个集群(或模块)包含两个整数核,但它们并不是真正独立的。他们有共享的缓存L1(指令)和L2(数据),一个用于接收/解码指令的设备以及一个用于处理浮点数的块。AMD甚至放弃了Phenom的名称,回到了Athlon FX的辉煌时代,为第一批Bulldozer处理器赋予了简单的名称AMD FX



所有这些更改的含义是减小芯片的整体尺寸并提高其能效。随着晶体面积的减少,制造的芯片数量增加,这导致利润增加,而能效的提高允许增加时钟频率。此外,由于其可扩展性,该体系结构应适合更多的市场领域。



2011年10月发行时的最佳型号FX-8510可以拥有四个集群,但是在市场营销中它被定位为8核8流处理器。到那时,处理器具有几个时钟频率:FX-8150的基本频率为3.6 GHz,涡轮频率为4.2 GHz。但是,该芯片的面积为315平方毫米,最大功耗超过125瓦。英特尔已经发布了Core i7-2600K:传统的四核8线程CPU,主频高达3.8 GHz。它比新的AMD芯片小得多,只有216平方毫米,耗电量减少了30瓦。



从理论上讲,新的FX应该占主导地位,但是事实证明它的表现令人失望。-有时可以表现出它同时处理多个流的能力,但是,尽管时钟频率更高,但单线程性能却常常不比Phenom系列更好。



为Bulldozer的研发投入了数百万美元的AMD并没有放弃该架构的意图,从那时起,对ATI的购买开始获得回报。在过去的十年中,AMD在同一个称为Fusion的程序包中的第一个CPU / GPU组合项目进入市场太迟了,事实证明它非常薄弱。但是该项目使AMD得以扩展到其他市场。 2011年初,发布了另一种名为Bobcat的新架构





在PlayStation 4中将CPU + GPU组合在一起的AMD芯片。图片:Wikipedia



此体系结构针对低功耗设备:嵌入式系统,平板电脑和笔记本电脑;它的结构与推土机截然相反:只有几个输送机,仅此而已。几年后,山猫收到了期待已久的更新,演变为微软和索尼在2013年选择在Xbox One和PlayStation 4上使用Jaguar架构。



尽管利润本来应该相对较小,因为控制台通常是在考虑最低价格的情况下制造的。这两个平台都售出了数百万份,这凸显了AMD创建定制SoC的能力。



在接下来的几年中,AMD继续改进推土机架构-第一个项目是打桩机,为我们提供了FX-9550(频率为5 GHz且功耗为220瓦的怪物),但是,Steamroller和最新版本的Excavator(于2011年开始开发并发布-四年后),与实施新功能相比,更关注降低能耗。



至少可以说,到那时,处理器名称的结构已经变得相当混乱。 Phenom早已成为历史,而FX的声誉相当差。 AMD放弃了所有这些名称,并简称为Excavator A系列台式机处理器



该公司Radeon产品的图形部门起伏不定。 AMD一直保留ATI品牌名称,直到2010年,然后用自己的品牌替换它。此外,在2011年末,该公司通过发布Graphics Core Next(GCN)完全重写了ATI的GPU架构。这种架构又继续发展了八年,并逐渐应用于控制台,台式机,工作站和服务器。今天,它仍被用作公司所谓的APU中的集成GPU。





Radeon HD 7970



GCN处理器是Graphics Core Next的第一个实现,其性能令人印象深刻,但其设计使其难以轻松地充分利用它。 AMD创建的最强大的版本-Radeon VII卡中的GPU Vega 20,拥有13.4 TFLOPS的计算能力和1024 GB / s的带宽,但是在游戏中,它根本无法达到最佳Nvidia卡的高度。



Radeon产品经常因其热,嘈杂且非常耗电而赢得声誉。在HD 7970上运行的GCN的第一次迭代,它在满负载下需要超过200 W的功率,但是它是使用TSMC的相当大的28纳米工艺技术生产的。到GCN在Vega 10芯片中成熟时,GlobalFoundries已经使用14纳米工艺技术生产了处理器,但是功耗并不比Radeon RX Vega 64这样的卡要好,后者的最大功耗约为300瓦。



尽管AMD的产品选择不错,但该公司无法实现高性能也无法赚到足够的钱。



财政年度 收入(十亿美元) 毛利 营业收入(百万美元) 净收入(百万美元)
2016年 4.27 23% -372 -497
2015年 4,00 27% -481 -660
2014年 5.51 33% -155 -403
2013年 5.30 37% 103 -83
2012年 5.42 23% -1060 -1180
2011年 6.57 45% 368 491


到2016年底,公司的资产负债表连续第四年出现亏损(由于与GlobalFoundries的最终分离,2012年的财务状况恶化了7亿)。即使与工厂和其他附属公司债务仍​​然很高,甚至Xbox和PlayStation的成功也无法提供足够的帮助。



总的来说,AMD遇到了很大的困难。



新星



没有别的东西可以卖了,也没有可以拯救公司的重大投资。 AMD只能做一件事:加倍努力并重组自己。 2012年,该公司雇用了两个人,他们将在复兴中发挥至关重要的作用。



前K8阵容设计师Jim Keller在缺席13年后返回并接管了两个项目的管理:服务器市场的基于ARM的架构和标准x86架构,而Bulldozer的首席设计师Mike Clark成为主要架构师。



苏丽莎(Lisa Su)也加入了他们的行列,苏丽莎曾任飞思卡尔半导体公司高级副总裁兼总经理。在AMD,她担任相同的职位。人们普遍认为,是她与Rory Reed公司的总裁一起导致了向PC以外的其他市场的过渡,尤其是向主机市场的过渡。





苏丽莎(中)和吉姆凯勒(右)



在凯勒重返研发两年后,首席执行官罗里·里德(Rory Reid)离开了公司,苏丽莎得到了晋升。Su拥有麻省理工学院电子学博士学位和使用绝缘体硅(SOI 技术研究MOSFET的经验,因此拥有使AMD回归的科学知识和制造经验。她的荣耀。但是,在大型处理器的世界中,没有任何事情能立即发生-设计芯片最多需要几年的时间。在这些计划取得成果之前,AMD将不得不度过难关。



在AMD艰难生存的同时,英特尔也从胜利走向了胜利。 Core架构和制造流程逐渐改善,到2016年底,该公司报告的收入接近600亿美元。几年来,在开发电路开发中使用的“ 滴答滴答 ”,“滴答”-是一种新的体系结构,而“ 如此 ”-提高产量,通常采取减少工艺技术的形式。



然而,尽管收入巨大并且几乎完全占领了市场,但幕后情况并没有那么乐观。预计在2012年,英特尔将在三年内开始生产采用先进的10纳米制程技术的处理器。这种“ 如此 ”从未来过-实际上,“ 滴答声”也没有。基于Broadwell架构的首款14纳米CPU 于2015年问世,其后的处理技术和基本结构保持五年不变。



制造工程师不断面临10纳米生产问题,这迫使英特尔每年都要改进旧的工艺技术和体系结构。时钟速度和功耗越来越高,但是没有新的架构可以期待。它可能呼应了Netburst时代。 PC用户有一个不愉快的选择:要么以合理的价格从功能强大的Core产品系列中购买产品,要么购买价格更低廉的FX / A系列。



但是,AMD悄悄地挑选了获奖的纸牌组合,于2016年2月在年度E3博览会上发挥了作用。利用平台发布的备受期待的《毁灭战士》重新发布的机会,该公司宣布了全新的Zen架构





除了“并发多线程”,“高带宽高速缓存”和“节能finFET设计”这两个通用短语外,关于新架构的评论很少。在Computex 2016上透露了更多细节,包括将挖掘机性能提高40%的雄心壮志。



称这样的声明“雄心勃勃”将是一种轻描淡写,特别是考虑到这样一个事实,即在每个新版本的Bulldozer架构中,公司充其量最多只能提供10%的增长。



在芯片本身之前,它还需要再等待十二个月,但是在发布之后,万众期待的AMD计划终于变得显而易见。





出售任何新硬件都需要正确的软件,但是多线程CPU进行了不平等的战斗。尽管游戏机可以拥有8核处理器,但大多数游戏仅够四个。造成这种情况的主要原因是英特尔在市场上的主导地位以及Xbox One和PlayStation 4中AMD芯片的架构。英特尔于2010年发布了其首款6核CPU,但价格非常昂贵(将近1,100美元)。不久之后便有了其他产品,但是英特尔仅在七年后才推出了一款真正廉价的六核处理器。那是200美元以下的Core i5-8400



控制台处理器的问题在于,CPU电路在单个裸片上由两个四核CPU组成,并且芯片的两个部分之间存在高延迟。因此,游戏开发人员旨在在其中一个部分中执行引擎线程,而将另一个仅用于一般的后台进程。仅在工作站和服务器领域,才需要具有严重多线程的处理器-直到AMD做出其他决定为止。



在2017年3月,普通桌面用户能够通过选择两个八核16线程处理器之一来升级和升级他们的系统。要使用自己的名字,就需要一种全新的体系结构,而AMD放弃了Phenom和FX品牌,因此有了Ryzen



没有一个CPU特别便宜:Ryzen 7 1800X(3.6 GHz,超频后为4 GHz)的零售价为500美元,而0.2 GHz的慢速1700X的售价则100美元。有了这个,AMD在某种程度上希望摆脱被视为预算的替代品,但是这个价格主要是由于英特尔要价1,000美元的八核Core i7-6900K处理器造成的







Zen充分利用了以前所有架构的优点,并将它们全部组合成一个结构,其任务是最大程度地提高管道的工作量。这就需要对管道系统和缓存进行重大改进。在新设计中,将开发人员从Bulldozer使用的共享L1 / L2缓存中删除-每个核心现在都完全独立,拥有更多的管道,更好的分支预测以及增加的缓存吞吐量。



就像Microsoft和Sony控制台中运行的芯片一样,Ryzen处理器也是芯片上的系统。它唯一缺少的是GPU(GCN处理器出现在后来的廉价Ryzen模型中)。



该晶体被分为两个所谓的CPU Complex(CCX),每个都是一个四核8流模块。芯片上还装有南桥处理器,这是一种CPU,它提供控制器以及与PCI Express,SATA和USB的连接。从理论上讲,这意味着可以在没有南桥的情况下制造主板,但是几乎所有主板仍在安装南桥,以扩大可能的设备连接数量。





但是,如果Ryzen无法提供您所需的性能,所有这些工作都将被浪费掉。在落后于Intel多年之后,AMD仍有很多值得证明的地方。 1800X和1700X 并不理想:在专业领域,它们类似于Intel产品,但游戏速度较慢。



AMD还拥有其他显卡:在市场上第一款Ryzen处理器推出一个月之后,出现了六核和四核Ryzen 5型号,随后两个月又出现了两颗Ryzen 3四核芯片。他们就像功能更强大的产品一样与英特尔产品竞争,但是价格上更具竞争力。



然后A出现在桌子上-16核,32线程的Ryzen Threadripper 1950X(起始价格为$ 1,000美元)和32核,64流EPYC服务器处理器。这些怪兽分别由两个和四个Ryzen 7 1800X芯片组成一个封装,并使用新的Infinity Fabric互连系统在芯片之间传输数据。





在过去的六个月中,AMD证明了其本质上是针对具有单一处理器体系结构的x86台式机市场的所有潜在市场。



一年后,该架构升级为Zen +;增强功能包括对缓存系统的更改以及从与三星公司共同创建的GlobalFoundries 14LPP流程到更新的较小的12LP系统的迁移。处理器的晶体大小保持不变,但是,新的制造工艺允许处理器以更高的时钟速度运行。



12个月后,即2019年夏天,AMD发布了Zen 2。这次,变化变得更加重要,术语小芯片也逐渐流行起来。工程师没有采用单片设计(CPU的每个部分都是同一块硅片(如Zen和Zen +中的情况)),而是将Core Complex模块与连接系统分离了。



台积电(TSMC)使用N7工艺技术制造了Core Complex Die,并成为全晶,因此命名为Core Complex Die(CCD)。 I / O结构由GlobalFoundries制造,Ryzen台式机模型使用12LP芯片,而Threadripper和EPYC使用更大的14nm版本。





Zen 2 Ryzen和EPYC的红外图像。值得注意的是,CCD小芯片与I / O芯片是分开的。图片:Fritzchens Fritz



芯片组的设计在Zen 3中得以保留和改进,该芯片计划于2020年底发布。 CCD最有可能不会给Zen 2的8核和16线程结构带来任何新变化,而是将采用Zen +样式进行改进(即,改进缓存,电源效率和时钟速度)。



值得总结一下AMD在Zen方面能够实现的功能。在8年的时间里,该体系结构已从一片空白转变为具有99美元的4核,8线程预算产品和4000美元以上的64核,128线程服务器CPU的广泛产品组合。



AMD的财务状况也发生了重大变化:过去,AMD的亏损和债务达到数十亿美元; AMD现在正朝着债务减免的方向发展,据报告明年的营业收入为6亿美元。尽管Zen并不是促使公司财务复苏的唯一原因,但他为此做出了巨大贡献。





AMD的图形部门也遭受了同样的命运-在2015年,它获得了完全的独立性,并命名为Radeon Technologies Group(RTG)。其工程师最重要的成就是RDNA,这是经过重新设计的GCN。对缓存结构的更改以及对计算单元的大小和分组的改进,使该体系结构更易于在游戏中使用。Radeon RX 5700系列



是使用这种新架构的首批机型,具有巨大的设计潜力。对于Microsoft和Sony来说,它并没有引起人们的注意:两家公司都选择Zen 2和更新的RDNA 2来安装在新的XboxPlayStation 5控制台中



尽管Radeon Group的成功程度未达到CPU开发部门的水平,并且其图形卡可能仍被视为“预算选择”,但就价格方面而言,AMD已回到了Athlon 64时代。发展建筑和技术创新。公司走到了顶峰,倒下了,作为一个神话人物,从灰烬中复活了。



恐惧地展望未来



提出一个简单的问题完全有道理:公司能否重返产品故障和资金短缺的黑暗日子?



即使2020年对AMD来说是出色的一年(第一季度财务状况比上一年增长40%),94亿美元的收入仍然落后于英伟达(2019年为107亿美元)和与英特尔(720亿)相距不远。当然,后者的产品组合更为广泛,此外,它拥有自己的生产设施,但Nvidia的利润几乎完全取决于图形卡。









显然,AMD畅销书要完全稳定AMD的未来,就需要利润和营业收入,但是如何实现呢?公司的大部分收入继续来自其所谓的计算和图形部门,即Ryzen和Radeon的销售。毫无疑问,由于Ryzen具有高度竞争力,并且RDNA 2架构为在PC和下一代游戏机上运行的游戏提供了通用平台,它将继续增长。



新型英特尔台式机处理器在游戏中的比较能力正在稳步下降。此外,它们缺乏Zen 3提供的功能的广泛性。Nvidia仍然保持着GPU性能的领先地位,但是面临着坚挺的阻力。由Radeon在中等价位领域提供。这可能只是一个巧合,但是尽管RTG是AMD的一个完全独立的部门,但其利润和营业收入都集中在CPU领域,这表明尽管图形卡很受欢迎,但它们的销量却不及Ryzen产品。 ...



AMD可能更担心的是,其企业,嵌入式和半定制产品部门仅占其2020年第一季度利润的不到20%,并造成了经营亏损。这可以用以下事实来解释:鉴于Nintendo Switch的成功以及微软和索尼即将发布的新游戏机,当前一代Xbox和PlayStation的销售停滞不前。此外,企业市场由英特尔主导,拥有数百万美元数据中心的人不会因为拥有一个新的令人惊叹的CPU而摆脱它。





采用双64核AMD EPYC处理器的Nvidia DGX A100,



但由于新游戏机以及意外的合作,这种情况在未来两年内可能会发生变化。英伟达为其深度学习计算集群/ AI DGX 100选择了AMD处理器而非英特尔处理器。原因很简单:与英特尔提供的产品相比,EPYC处理器具有更多的内核和内存通道以及更快的PCI Express通道。



如果Nvidia对AMD的产品感到满意,其他人一定会跟随。AMD将不得不爬上一座陡峭的山,但是今天看来,它已经具备了必要的工具。随着台积电不断完善和微调其N7制造工艺,所有使用该工艺的AMD芯片也将变得更好。





展望未来,AMD肯定会在几个方面进行改进。首先是营销。英特尔Inside 流行语和叮当声已经存在了30年,而AMD花费了一些钱来推广Ryzen,但它最终需要戴尔,惠普和联想等制造商来销售以同样的方式展示其处理器的设备。并具有与英特尔产品相同的规格。



在软件领域,已经做了很多工作来创建可改善用户体验的应用程序,尤其是Ryzen Master,但是最近Radeon驱动程序出现了广泛的问题。... 开发游戏驱动程序是一个非常复杂的过程,但是其质量会创造或破坏硬件产品的声誉。





今天,AMD处于其51年历史中最强大的位置。通过一个雄心勃勃的Zen项目,该项目在不久的将来将无止境,凤凰公司的重生获得了巨大的成功。但是,她还没有名列前茅,而且可能是最好的。他们说历史会重演,但我们希望这不会发生。强大而有竞争力的AMD,具有与Intel和Nvidia竞争的能力,对用户而言仅意味着一种好处。



您如何看待AMD及其跌宕起伏-您有K6芯片,还是Athlon?您最喜欢哪种Radeon图形卡?哪个Zen处理器给您印象最深?



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