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曾记否?十年前 AMD是那样花式吊打Intel
2017-03-29 16:53:19  出处:极客公园  作者:OD 编辑:万南   点击可以复制本篇文章的标题和链接
 
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美国时间2017年2月21日,AMD正式发布了锐龙AMD Ryzen 7,重返CPU高端市场。

锐龙Ryzen 7基于最新的Zen架构,采用14nm FinFET工艺,使用8核16线程规格,跑分紧追Intel i7 6900K,让很多人不禁发问:AMD终于翻身了?

曾记否?十年前 AMD是那样花式吊打Intel

回顾历史,AMD曾跟在Intel身后亦步亦趋,也曾奋起直追、凭借着基于K7微架构的速龙塑造辉煌,但在收购ATI后却「消化不良」,面对Intel的进攻节节败退。AMD 作为Intel挑战者的坎坷命运,似乎在诞生之初就注定了。

从Intel代工厂到自主研发

1969年,在仙童半导体负责销售的杰里·桑德斯(Jerry Sanders)在加州创立了超微半导体公司Advanced Micro Devices,简称AMD。此前一年,同样是仙童出来的戈登·摩尔(Gordon Moore)和罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)联合成立了Intel。

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AMD创立团队

与桑德斯的销售背景不同,摩尔和诺伊斯是技术大拿,前者是「摩尔定律」的提出者,诺伊斯是集成电路的发明人之一。两人在业界均拥有很高声望。创业之初,Intel只花了5分钟就筹集了500万美元,而AMD花了500万分钟只筹集了5万美元。

创始人不同的基因决定了两家企业的最初方向。Intel重视研发,短短几年内相继祭出第一颗商用微处理器 4004、第一款个人计算机Altair的大脑8080、首枚16位微处理器8086等重磅产品。而AMD则是市场导向,依靠模仿以及生产能力销售价格低廉的产品,成为各类产品的第二供应商。

1981年,IBM推出的首批个人电脑机选用了英特尔8088芯片,产品大卖。第二年,IBM又找Intel供应80286微处理器,但同时找了AMD作为第二供应商。在硅谷,许多重视硬件供应链的公司都会采用双供应商策略。这样做有几个好处:预防某家产能不足、让两家供应商竞争压低价格、防止某一家坐大难管。

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为了拿下IBM的订单,Intel不得不与AMD签署了协议,向后者开放x86系列处理器,AMD获得Intel授权,成为其8086、8088芯片的第二供应商,通过加工生产获取利润。

1986年,AMD根据Intel的80286处理器克隆出了AM286,性能略优于80286,并且依靠开放的Socket插座标准兼容Intel平台。这个时候Intel逐渐意识到,继续开放技术给AMD终会对自己造成威胁,于是中止了5年前签订的协议,独家生产第一代 32位处理器80386。

在双方谈判无效的情况下,AMD在1987年一纸诉状将Intel告上了法庭。Intel 采取了拖延战术,只要一天没有最终判决,AMD就不能生产80386处理器。AMD也不傻,深知高昂的诉讼费会拖垮公司,于是决定基于Socket插座标准自主开发完全兼容80386的处理器。

1989年,AMD 研发出了采用0.8微米工艺制造的AMD386处理器,这标志着AMD脱离Intel架构,独立研发处理器成功的开始。正当AMD公司准备发售AMD386处理器时,Intel 又以「386」是自己专有名词将AMD告上了法庭。

AMD 和 Intel 的世纪诉讼大战直到1995年才以AMD的胜诉完全告终。虽然AMD最终获得了80386的生产许可,但这款处理器已经不是市面上的领先产品。1993年诞生的奔腾(80586)处理器在性能上取得重大革新,Intel步步为营。

靠着拖延战术,Intel成功在1987年至1995年间赢得大量市场份额和经济收益,为今后的霸主地位奠定了基础。而AMD则付出了数千万美元的诉讼费,以及开始反思未来出路,发力研发并促成了20世纪前后双雄争霸的局面。

Intel战略失误,AMD弯道超车

AMD崛起的时机出现在1997年。那年,Intel 做出了一个惊人的决定:放弃当时正值壮年Socket 7插座标准,极力推广具有专利保护的Slot 1插座,以及首次采用Slot 1插座标准的奔腾 II。

前面说到,即便是AMD自行研制的处理器,也要与Intel平台兼容才得以生存。与Intel平台兼容的办法正是通过开放的Socket插座标准。

为了消灭掉其他厂商兼容的可能,Intel 可谓兵行险招。Slot 1 与 Socket 7 不兼容,消费者如果想要升级 CPU 到奔腾 II,就必须将主机板换掉。

AMD 认为 Socket 7 的效能仍足以负荷各项需求,而且成本低廉,不必花费高额金钱去升级至 Slot 1 插座,因此抓住机会在 Socket 7 插座标准上推出 K6 微架构产品,与 Intel 正面对抗。

K6微架构的产品在1997年上市,性能接近当时的对手奔腾和奔腾 MMX(MultiMedia Extensions,多媒体扩展)。此后一年,AMD 又多次迭代,在 K6-2 中加入了 3DNow! SIMD 指令集。

K6-2虽然和奔腾II还有不少差距,但胜在价格便宜,取得极大成功,为 AMD 提供了市场基础和财政稳定性,也为日后反超 Intel 做好准备。

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1999年,基于K7微架构的第一款速龙(Athlon)CPU面世,综合性能超越同频的奔腾III,让不少 DIY 用户为之震惊。这是 AMD 第一次在产品上超越 Intel,让当时全世界 PC 用户都重新认识了 AMD。2000 年 3 月,AMD 又抢先 Intel 发布了第一款 1GHz 的 CPU——速龙 1000。

为了夺回失去的市场份额,Intel 于 1999 年上半年推出取代 Slot 1 的插座标准 Socket 370,向下兼容 Socket 7。新的奔腾 III 也随之而来,凭借内置全速 256KB 二级缓存,重新夺回性能宝座。

AMD 此时已经有了和 Intel 叫板的实力,推出了基于 K7 架构、代号为雷鸟(Thunderbird)的速龙(Athlon)应战。在频率相近时,雷鸟和奔腾 III 性能基本相同互有胜负,但前者价格只有后者的 1/2 到 2/3。高性价比的雷鸟为 AMD 赢得了大量用户。

接连受到冲击的 Intel 终于忍无可忍,于 2000 年底祭出了采用 NetBurst 微架构的第一代奔腾 4。当时,1GHz 还是市场主流频率,奔腾 4 上来就是 1.4GHz 和 1.5 GHz,和 AMD 大大拉开了差距。但消费者很快就发现,奔腾 4 空有高频率,性能甚至比不上前代奔腾 III,而且发热量巨大。

原因出在 NetBurst 微架构身上。NetBurst 是 Intel 「唯高主频论」的产物,采用了 20 级流水线技术,而之前的速龙和奔腾 III 都是 10 级流水线。长流水线的好处是容易把频率做高,但代价是性能低。

面对 Intel 的高频战,AMD 没有盲目跟随,而是将 130nm 技术应用在新产品速龙 XP 上,老老实实提高性能降低发热量,然后通过性价比抵御 Intel 的猛烈攻击。

双方打得焦灼之时,AMD 在 2003 年放出了一个大招:基于 K8 微架构的 64 位处理器速龙 64。而 Intel 应对的方法是使用 31 级流水线的奔腾 4,主频高达 3.8GHz,性能却没改进多少,发热量则继续增大。

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AMD 在这次对战中取得了领先,不但获得了商业上的成功,售价不断刷新高,还挤进了服务器和高性能计算市场。2004 年,Intel 不得不着手开发速龙 64 的竞争品。

2005 年 5 月,Intel 将两颗奔腾 4 核心放在了一个 CPU 里面,抢先 AMD 发布了第一款双核 CPU——奔腾 D,但其性能和发热控制仍不敢恭维,被戏称为「胶水双核」。大约 1 周后,AMD 发布了自己的双核产品速龙 64 X2。这款 CPU 在综合性能和功耗上都强于奔腾 D,可以说是 AMD 历史上最成功的产品。

Intel 在 NetBurst 走的弯路给了 AMD 反超的机会,使 2004 年-2006 年成了 AMD 最辉煌的两年。

AMD失落十年,锐龙Ryzen 7成翻身之作?

然而,谁也没想到,AMD 刚登到顶峰马上就坠落了。

2006 年7月,财力越发强大的AMD以54亿美元收购当时全球第二大的GPU巨头 ATI,获得了显卡芯片设计制造能力。传闻,濒临破产的Nvidia也曾寻求AMD的收购,连对AMD CPU支持的优化都做好了,最后因黄仁勋坚持要做新公司CEO而搁浅。

AMD未曾想到,收购 ATI 的副作用如此之大。收购 ATi 之前,AMD 自有现金只有 30 亿美元,并不足以用 54 亿美元全额并购 ATI,于是又向摩根士丹利借款 25 亿美元,这无形中使得 AMD 背负了一定债务。而且,AMD 自身产品线拉长,与 Intel 的价格战还将需要大量资金支持。结果,AMD 在 2007、2008 年录得重大亏损,CEO 鲁毅智无奈卸任。直到 2009 年,AMD 才慢慢从财务困境中走出来。

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(图片来自雪球)

屋漏偏逢连夜雨,同样是 2006 年 7 月,放弃了「唯高主频论」、痛定思痛的  Intel 发布了新一代处理器 Core 2。Core 2 采用 65nm 制程工艺,在主频不到 2GHz 情况下,实现了 40% 效能的增长,同时减少 40% 的功耗,让 AMD 的 Athlon 64 X2 优势全无,也让 Intel 重新站在了高性能处理器的制高点。

这也是「Tick-Tock」战略的第一款产品。Core 2 发布前一年,Intel 制定了「Tick-Tock」(钟摆战略),「Tick」代表着 2 年一次的工艺制程进步,「Tock」代表着相同制程前提下微架构的革新。严格执行「Tick-Tock」战略的 Intel 启动了历史上最为频繁的产品更迭计划,2006 年曾「在 150 天内创记录地推出了 40 多款处理器」。

内忧外困之下,AMD 一直没能拿出太有竞争力的产品,代号为巴塞罗那的四核 Opteron 不仅已在推迟发布,还出现严重缺陷。2006 年-2008 年,AMD 度过了最艰难的一段时光。

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2009年后,元气稍有恢复的AMD多次向Intel发起冲击:「开核」、A 系列 APU、推土机、打桩机、压路机、挖掘机等等。但 Intel 在 CPU 领域的霸主地位岿然不动,i3、i5、i7 牢牢把握住低中高端市场,AMD 翻身之日似乎遥遥无期。

直至 2017 年锐龙 Ryzen 7 亮相,很多人才想起AMD也曾有实力与 Intel 拼个你死我活。此时距离 2006 年 Core 2 横空出世已经整整 10 年。AMD 对外公布的资料显示,锐龙 Ryzen 7 的 Zen 架构的研发花了整整四年,相比前一代架构的性能提升大大超越 Intel 的「挤牙膏」升级。除了锐龙 Ryzen 7,AMD 还设计了锐龙 Ryzen 5、锐龙 Ryzen 3,直接对标 Intel 的 i7、i5、i3,但价格更低。

反观 Intel,最近几年已经从一家芯片公司变成了数据公司,涉及物联网、VR/AR、人工智能、云计算多个领域,但最核心的芯片业务却越来越不给力。制程升级周期越来越长,从最初的 23 个月延长到 27 个月,28 个月,30 个月。而从 14 nm 升级到 10 nm,Intel 用了整整 36 个月,还没有推出正式的产品。以至于 Intel 每一次 CPU 升级,都被戏称为「挤牙膏」。

锐龙Ryzen系列最终能对Intel产生多大冲击还不好说,但重现活力的AMD至少能让Intel紧张起来。对消费者来说,两强相争总比寡头统治更有利。

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