电子发烧友报道(文/周凯扬)近来外媒传出了AMD考虑收购FPGA大厂Xilinx的新闻,这则消息若是放在5年前会被人视为天方夜谭。5年前,Intel花了167亿美元现金收购了Xilinx的主要竞争度对手Altera,而当时Xilinx的市值与Altera相差无几,但AMD那会还没有晋升为百亿级企业,市值只有20亿美元左右,甚至年亏损6.6亿美元。
AMD 2016-2020年的市值曲线 / Macrotrends
然而5年过去后,AMD市值却翻了50倍以上,甚至一度突破千亿大关,去年的净利润达到3.41亿美元。如今也有了收购市值近300亿美元的Xilinx的实力。那么AMD是如何在短短5年内实现如此的跨越呢?
CPU
在CPU市场,Intel和AMD两家一直你追我赶,虽然Intel一直占据着最大的x86 CPU市场,然而据Mercury Research统计,今年第二季度里,AMD的x86 CPU市占率创下了历史新高,达到了18.3%。其中桌面CPU市占率从2018年同期的12.3%提升至19.2%,移动CPU市占率从2018年同期的12.2%提升至19.9%,哪怕是相对较弱的服务器CPU,市场率也达到了5.8%。不仅如此,近几年来AMD在各个应用市场的CPU市占率一直稳步提升,不断蚕食Intel的市场份额。
Zen 3架构 CPU / AMD
AMD与Intel的CPU生产路线不同,Intel近期才爆出7nm制程延期,而AMD却想将更多晶圆制造业务从Global Foundries转给台积电。随着华为的退出,苹果将芯片转向5nm,台积电的7nm腾出了一截,恰好适合AMD用来补足Zen 3架构CPU的生产制造。尽管GlobalFoundries由AMD制造部门拆分独立出来,也与AMD合作多年,但随着制程工艺的竞争加大,GlobalFoundries为了减少成本,减少了相关技术投资,也迫使AMD不得不选择仍在全力推进新工艺的台积电。
Zen 2与Zen 3架构的差别 / AMD
只需专注于芯片设计的AMD在先进7nm工艺的助力下公布了Zen 3处理器。全新的Zen 3架构IPC提升了19%,通过双CCX合一的方式,实现了8核与32MB L3缓存的设计,显著降低了内存延迟。AMD的CTO Mark Papermaster提到,虽然Zen 3仍与上一代处于同样的半导体制程节点,也仍属于Zen这一架构体系,但其实是经过重新设计的,而并不是单纯对Zen 2的衍生设计。
AMD的服务器CPU则更加进展迅猛,据AMD今年第二季度财报所示,数据中心产品占据了该季度销售收入的20%。今年年末,AMD还将推出基于Zen 3架构的新一代EPYC处理器“MILAN”。该处理器最大核心数达64个,由8个小核心组成。
但AMD的CPU发展史并非一番风顺,比如上一代的推土机架构。2011年第一代推土机架构发布时,不少消费者发现该架构下的CPU虽然频率较高,但是单核性能差,功耗更是剧增,使得AMD落下了高频、低能、发热的骂名。此外,AMD更是因为在推土机架构上的虚假宣传而被诉讼,AMD支付了1210万美元作为和解费。持续亏损下,AMD不仅卖了总部大楼,更是在2016年将第一代Zen架构技术出售给中国。直到2017年正式替换为Zen架构后,AMD的CPU才重新走上正轨,不断提升性能降低功耗,反倒让竞争对手Intel成了消费者口中的“牙膏厂”。
GPU
PC GPU近三个季度的市场份额 / JPR
GPU业务上,虽然过去一年中,AMD在独立GPU上的市场份额一直在被Nvidia抢占,但整体GPU的市占率仍在缓慢提升,出货量也在增加。据JPR对今年第二季度的GPU市场统计,整体出货量比上季度提升了2.5%,其中AMD出货量增长8.4%,Intel出货量下降2.7%,而Nvidia出货量增长了17.8%。
尽管Nvidia仍在独立显卡上占据主导地位,今年第二季度的市占率更是高达80%。但今年下半年这一形势说不定会出现改变。Nvidia在RTX 30系列中利用了全新的安培架构,采用了三星的8nm工艺,但如今却面临严重的产能不足问题,但罪魁祸首是不是三星8nm的良率我们仍然难以得知。
AMD GPU路线图 / AMD
而AMD即将于本月28日公布全新的RDNA 2显卡RX 6000系列,同样采用台积电的7nm工艺。上一代RDNA架构与过去的GCN架构相比,每瓦性能提升了50%,而AMD声称RNDA 2将在每瓦性能上再次实现50%的提升。而未来的RDNA 3将采用更先进的制程技术节点。
新一代消费级GPU最重要的功能之一就是光线追踪,如果没有GPU硬件加速的话,采用光追技术的应用会大大影响运行性能。而Nvidia早在RTX 20系列的图灵架构上已经先一步实现了硬件加速光追,但作为第一代光追GPU,其性能表现并不算优秀。AMD也在RDNA 2架构上实现了硬件加速光追,作为PC和游戏主机的通用架构,简化了开发流程,利用底层API实现最大性能。
Xbox Series X APU / Microsoft
说到这就不得不谈谈AMD的半定制业务,在今年第二季度的财报中,企业、嵌入式和半定制业务占据了AMD总销售额的30%。半定制业务中,除了为苹果Mac产品定制的专业显卡外,还有为游戏主机定制的APU。游戏主机市场中,微软的Xbox One和索尼的PlayStation 4都采用了AMD的定制APU,这两者的总销量接近两亿,只有任天堂的Switch采用了Nvidia的Tegra X1。而将于今年11月中旬发售的Xbox Series X/S和PlayStation 5都将由AMD的Zen 2 CPU和RDNA 2 GPU驱动,性能分别为12.1/4 TFLOPS和10.3 TFLOPS,而且全部支持硬件光追。Xbox Series X还将借助RDNA 2架构实现采样反馈串流(SFS)、可变速率着色(VRS)等特性。
未来
尽管AMD的两大业务看似水涨船高,却也暴露出了产品组合较少的问题。CPU和GPU市场有Intel和Nvidia这两大不倒的巨头,但他们也开始发展移动通信、人工智能、边缘计算和图形视觉等技术。若是能够收购Xilinx,将为AMD手中再添一张王牌。但是AMD不一定是单单看中了Xilinx的FPGA业务,还有Versal ACAP异构计算平台,这是Xilinx花费10亿美元和4年时间打造的全新芯片平台。有了该技术的助力,将在数据中心、5G通信和ADAS等应用市场收获不小的竞争力,三星就在全球5G商业部署上使用了Xilinx的Versal平台。
而现有的业务中,AMD的产品路线已经非常清晰。虽然目前Zen 3的CPU已经采用了台积电的7nm工艺,但IO die依然是Global Foundries的12/14nm工艺,未来采用更新制程工艺后将会进一步提升芯片效能。
不可否认,AMD目前的形势一片大好。AMD在营运困难之际,也没有放弃对业绩较差的GPU业务,这股对芯片设计的执着才是崛起的主要原因。若能继续维持高性价比的势头,相信会有更多消费者大喊“AMD YES!”的口号。
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