“农业机械开发商”AMD的50年求生之路-风君子博客

  人们习惯于只记得第一名而忽略第二名。

  就像所有人都只关注第一个登上月球的阿姆斯特朗,相反没人会记得仅相差 15 分钟第二个踏上月球的人一样,提起电脑微处理器任谁都会先想到英特尔、提起显卡都会说英伟达,却很少人去提及 AMD 这家公司。

  AMD 半导体公司是一家专门为计算机、通信和消费电子行业设计制造各种微处理器的公司,它与英特尔仅相差一年创立,在电脑微处理器上紧跟英特尔脚步,2006 年收购显卡公司 ATI 之后,又与英伟达一争高下。

  如果说 AMD 是“千年老二“,那么它也是一个成就第一的第二名,因为如果没有 AMD 如今的英特尔和英伟达也许就是另一个样子。

  第一固然伟大,但第二也应被人铭记。

  AMD 如今已经走过第五十个春秋,年过半百的 AMD 并没有显示疲态,反而正如处在芳华岁月的年轻人一般释放活力。

  接下来将与五矩研究社一起细数属于 AMD 的五十年朝朝暮暮。

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AMD 起源:出生就输在了起跑线上

  说起 AMD 不可避免要扯到“老冤家”英特尔,不仅因为这么多年 AMD 和英特尔一直处于竞争与合作的关系,还因为在这两家公司诞生之前命运就把他们绑在了一起了,而绑住它们的就是美国硅谷的前身——大名鼎鼎的仙童半导体公司。

  上世纪五十年代,“晶体管之父”威廉·肖克利带领了八位优秀的年轻人一起创业,但由于与肖克利意见不统一,最后这八位年轻人决定一起离开。

  离职后的八个人找到了美国一家生产摄影器材名叫“Fairchild(仙童)”的公司,并获得了老板费尔柴尔德资助。到这时这八位年轻人才释放出天才的光芒,他们创立的仙童半导体公司迅速在行业中获得了成功。

  但就在仙童半导体发展的黄金期,母公司做出的一系列调整不断挑战着八天才的底线,终于再也忍无可忍的八天才带着自己的骄傲陆续离开了仙童公司。

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八天才:戈登·摩尔(左一) 罗伯特·诺伊斯(左四)(图片来自网络)

  1968 年随着八天才中最后离开的罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔一起创办英特尔后,仙童半导体从此风光不再,1969 年原仙童市场销售总监的杰里·桑德斯也带着七位仙童员工创办了 AMD 公司。

  就这样,有着同样仙童血统的两家公司先后开启了新的人生,不过命运却大不相同。

  早一步创立的英特尔依靠创始人在半导体行业积攒多年的技术基础迅速筹集了足够的资金,并以半导体存储器市场为目标,在 1969 年推出了第一款 SRAM 存储器。

  比起吃穿不愁的富家公子英特尔,AMD 却像是寒门子弟一般落魄。

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  刚开始时 AMD 所有成员都挤在创始人之一 John Carey 的家里办公,再者因全公司只有八个人,所以作为总裁的桑德斯又当起了推销员,为了公司四处筹钱受尽白眼,以至于之后每每回顾那段日子时他总会说:

  “诺伊斯总是说英特尔只花了 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。这简直是残忍,但我坚持不懈。”

  虽然过程艰辛,但 AMD 最终还是凑集了足够启动资金顺利开张营业。

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寒门子弟的发家史

  输在起跑线上的 AMD 想要追上英特尔只能靠后天努力,但由于没有英特尔那样强大的技术基因,AMD 一开始只能通过模仿和制造工艺售卖低级产品,第一款产品 AM9300 4 位移位寄存器就是这样诞生的。

  不过自从有了生产能力以后,AMD 也尝试自己研发,1970 年 AMD 自主研发了第一款 AM2501 逻辑计数器,并取得了成功。

  显然模仿跟风策略让 AMD 初见起色,后来 AMD 又把风跟到了英特尔身后。

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图片来自网络

  模仿英特尔,1971 年 AMD 也开始进入 RAM 存储器市场。同年 AMD 看到英特尔推出的全球第一个微处理器颠覆计算机行业后,1975 年 AMD 也模仿 Intel 8080 推出了自己的 AM9080 微处理器。

  如果将依靠技术起家的英特尔比作“学霸”,那么从一开始就没有多少资本的 AMD 就如同一个“学渣”,只有跟在学霸后面抄作业才能跟上进度。

  但谁又能知道学渣不会有“春天”呢?

  1981 年 IBM 为了快速占领市场,采取了将操作系统和微处理器外包的策略。就这样 IBM 找到了英特尔帮忙,但为防止一家独大,IBM 要求英特尔寻找另一家供应商。

  就在这个时候英特尔想到了 AMD。1982 年 AMD 与英特尔一拍即合,签署技术交换协议后便开始携手为 IBM 生产处理器。成为 IBM 的处理器供应商后,英特尔和 AMD 都赚的盆满钵满。

  而当英特尔回过头再看时,发现那已经不再是当初只会跟在后面模仿的 AMD 了。1984 年英特尔开始背着 AMD 单独提供“386”芯片并且在 1985 年单方面解除了和 AMD 的合作。

  被英特尔抛弃后,AMD 拿起了法律的武器捍卫自己的合法权益。但让 AMD 万万没有想到的是这场官司一打就是五年。

  虽然最后以 AMD 胜诉告终,但官司也把 AMD 禁锢在原地错过了发展时机,不过这也让 AMD 彻底醒悟:不能再跟着别人后面模仿了,只有自己强大才不会再被欺负。

  但此时留给 AMD 的时间却不多了。因为在 1996 年生效的协议中,AMD 虽获得了 IntelX386 和 X486 处理器系列中微代码授权,却没有下一代处理器的版权许可。

  于是 AMD 必须抓紧时间推出产品。1991 年 3 月 AMD 发布了核心基于 Intel 386 处理器 AM386;1993 年 4 月 AMD 又推出自主研发的 AM486,并且这两款都以经济实惠的性价比受到了欢迎。

  同时 1993 年英特尔为和 AMD 区别开来,对原来应叫 568 的处理器身上赋予了 Pentium(奔腾)之名,之后 AMD 也将其推出的第一个独立生产的 x86 级 CPU 取名为 K5,但却因性能不佳而迅速败下阵来。

  就在英特尔觉得 AMD 再无回天之力的时候,AMD 却打出了一场漂亮的翻身仗。

  1996 年 AMD 收购了半导体公司 NexGen,并在 1997 年趁英特尔推出新接口的奔腾 2 之前推出了主打性价比且采用老接口的 K6 处理器,在相近性能和更低价格的 K6 面前,不适应英特尔变化的客户纷纷投奔到 AMD 阵营,而对此英特尔也只能认吃哑巴亏。

  如果说 K6 把 AMD 从深渊中拉了出来,1998 年乘胜出击推出的 K7(速龙)就是把英特尔和 AMD 重新拉回同一起跑线的标志,再加上 1999 年推出 1GHz 的 CPU、速龙系列的雷鸟和毒龙,AMD 开始正面向英特尔宣战。

  至此之后 AMD 采取全面开挂模式,2003 年推出了 64 位处理器速龙 K8,在英特尔之前抢得台式机 64 位先机,而 2005 年的速龙 X2 又展示了当时最先进的多核心处理技术。

  就在 AMD 终于从“寒门子弟”熬成“暴发户”,马上要把“贵族”英特尔踩在脚底下的时候,却因胃口太大为自己引来了一场双面夹击的恶战。

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如日中天战双英

  一边在 CUP 上挑战英特尔屡战捷报的 AMD,另一边为丰富自己的羽翼,2006 年 AMD 买下了当时显卡双雄之一的 ATI,从此扛起红色大旗大举进军 GPU 市场,谁料在 GPU 界也有位“姓英”的劲敌等着它,那就是大名鼎鼎的显卡霸主——英伟达。

  此时的 AMD 不仅转型成了一家同时拥有 CPU 和 GPU 研发能力的公司,同时也转嫁了原来 ATI 和英伟达之间的战火,将自己推到了夹在英特尔和英伟达中间进退维谷的状态。

更加刺激的大战一触即发。

  首先是曾把 AMD 视为备胎的英特尔。从 2005 年开始英特尔就制定了一套名为“钟摆计划”的反击策略。意思是钟摆的一个嘀嗒声就代表着英特尔 2 年一次的工艺制程进步。正是这套计划让 Intel 在 2006 年之后逆转了局面。

  面对英特尔的“钟摆计划”AMD 在研发上开始力不从心,本来寄希望于充当“救命稻草”的 K10 架构也成为了压死骆驼的最后一根稻草。

  2007 年打出真四核招牌的羿龙系列被一道从天而降的 BUG 浇了一个透心凉,当时因 BUG 导致市场上所有 Phenom B2 步进核心的处理器均出现报错与死机,除了更换 CPU 别无他法。K10 架构的失败让 AMD 在 CPU 上反攻英特尔的愿望彻底泯灭。

  而在 GPU 市场上,AMD 接手 ATI 的时候原来的 ATI 就已经在和英伟达 PK 的战场上处于下风了,再加上这对“双A“组合联手以后也没有产生化学反应,面对英伟达 GeForce 系列显卡逐渐横扫中高端市场的局面,AMD 只能望而兴叹。

  此时在 CPU 和 GPU 上双双失利的 AMD 又要为之前大手笔的收购买单,而资金链吃紧的 AMD 又赶上了 2008 年爆发的经济危机,终于 AMD 撑不下去了,为了维持生存不惜走上变卖家产的地步。

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  2008 年 AMD 亏本卖出了手持设备部门,因此错过手机这支潜力股。反而捡到大便宜的高通在日后推出的 Adreno GPU 系列上不但省出了一大笔研发费用还借机奠定了在手机 GPU 上的优势。

  但卖手持设备部门的钱远远帮不了 AMD 渡过难关,同年 AMD 又出售了自己的晶圆厂。但对芯片厂商而言,晶圆厂就像是鱼儿离不开水的关系,所以没有了晶圆厂的 AMD 就像是瘸了一条腿,今后在追赶英特尔时还要加上一层叫做制程落后的难度系数。

  通过做亏本买卖和不断裁员 AMD 算是挺过了这场经济难关,不过劫后余生的 AMD 并没有马上开始对“双英”的追赶,反而开启了另一种破罐子破摔的状态。

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用自黑走出至暗时刻

  尝到了失败的滋味后,AMD 从之前意气风发逐渐走上了自黑之路。

  首先是在名字上,AMD 原来是 Advanced Micro Devices(超级微型设备)的简称,超威这个中文名字也是由此而来。但 AMD 同时也可以有另一层意思的解读,那就是 Agriculture Machine Developers(农业机械开发商)。

  无独有偶,美国还真有一个家字缩写为 ADM 的油籽、玉米和小麦加工企业。因此在关注 AMD 的粉丝眼中自然也就加上了一层与农业相关的滤镜。

  而且更加令人兴奋的是这个不成文的想法竟然间接的到了官方认证。

  2011 年推土机、2012 年打桩机、2014 年压路机再加上 2016 年挖掘机,虽然性能并没有名字那样彪悍,但却无形之中让 AMD 坐实了农业机械开发商的外号。

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  不过上述这些证据还仅仅算是旁证,真正起决定性证据还要数著名的”手磨显卡“事件。

  这一切还要从 2010 年的那个冬天说起,时隔一年有余 AMD 终于放出了关于新一代 HD6970 型号显卡的最新消息,但却因不知名原因推出了一个月才发布。

  本应作为一次普通的跳票事件随着时间被大家逐渐淡忘,但一位好奇的网友打开散热器后竟然惊奇地发现内部好像被打磨掉了一个角,起初这位好奇的网友只是以为自己”中奖“了,没想到深究一看发现自己并不是特例。

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AMDHD6970 显卡供电插头位置(图片来源见水印)

  而导致出现这一怪象的原因是因散热器和 PCB 板设计不匹配造成的,如果不打磨掉一个脚就无法安装散热器,所以才弄出了每一张 HD6970 都是独家定制的乌龙事件。

  由此联想到 AMD 上到 CEO 下到公司职员集体手磨显卡的形象,网友们便把”农企“和 AMD 画上了等号。

  不仅 AMD 凭借一系列朴实的做法受到了网友们别样的”喜爱“,与 AMD 相关的公司也难逃被黑的命运。

  在 AMD 因事业不顺而放慢前进脚步的期间,老对手英特尔也一起放松了紧绷的弦,而英特尔迟迟不更新 CPU 性能的行为让网友戏称是在挤牙膏,因此英特尔也喜提”牙膏厂“新名字。

  另外英伟达也流年不顺,2012 年英伟达推出的 GTX690 被甘肃电视台一档军事节目主持人用升级版”战术核显卡“错误引用去年上一代 GTX590 的”烧毁门“事件而意外走红,因此英伟达和黄仁勋也被网友冠上了“核弹工厂”和”两弹元勋“的爱称。

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节目视频截图

  不过正所谓”自黑是内心强大的极致“,AMD 用自黑的方式走过了那段难过的日子,并间接带动了网友的想象力成功把对手也一起拉下了水。而正是 AMD 这种态度才让它熬过黎明前最黑暗的时刻,等到了第一缕阳光照进世界。

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AMD YES!农企翻身把歌唱

  素有 PPT 厂称号的 AMD 之前一直都有发布前“雷声大”但到真实性能上却“雨点小”的惯例。

  但在 2016 年 Hot Chips 芯片技术论坛上,AMD 首次公布了关于新型微处理器架构 Zen 的相关细节,又一次让众A粉们眼睛一亮。

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  与之前的推土机挖掘机架构不同的是,AMD 这次选择了完全抛弃现有架构的做法,在设定好“高性能 x86 处理器”的目标后,重新组建小组设计 Zen 的核心。

  在 Zen 架构上 AMD 回归了传统的 SMT 同步多线程架构,每个核心支持 2 个线程,类似 Intel 的 HT 超线程技术。

  此外 Zen 处理器在低功耗管理上也有所改进,包括使用更激进的时钟栅极以控制不同区域,其他还有 L1 缓存写回、更大的微操作缓存、堆栈引擎、移动消除等降低功耗的设计。最后 Zen 处理器采用了 14nm FinFET 技术,IPC 提升幅度超过 40%。

  不过俗话说得好——“光说不练假把式”,况且在这一方面 AMD 还有前科,嘴上说得“重新做人”,真正出来怎样还得用行动说话。

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  2017 年正式发布的 Zen 架构不仅横向与之前发布的推土机架构有了显著提高,在性能上也足以媲美英特尔的 Broadwell。而且同年陆续发布搭载 Zen 架构的 Ryzen(锐龙)系列更是以优越的性能和比行业同款便宜近一半的价格横扫中高端全线 CUP 市场。

  同样也是 2017 年,由加密货币兴盛带动的挖矿需求为英伟达带来了大量的矿机显卡订单,加上英伟达一早就看中人工智能并通过积极布局逐步在游戏、数据中心、汽车业务上增长强劲,为英伟达带来了 2017 年全年营收增长近 40%,利润增长将近 2 倍的好成绩。

  一边是翻身农奴把歌唱的农企,另一边又是核弹工厂的业务扩张,这次换英特尔被夹在中间,坐上了腹背受敌的“热板凳”。

  不过聪明的英特尔并没有像当初 AMD 一样采取逐个击破的战术,反而是利用在三角关系中两方联合制约另一方的策略。

  2017 年底,英特尔宣布与 AMD 建立合作伙伴关系,以创建具有 RX Vega M 图形的新型第 8 代移动芯片。

  这是这对“老冤家”继 1985 年合作崩盘之后的首次合作,再加上 AMD 曲折经历让其自带流量,虽然英特尔已经尽量低调宣布合作消息,但仍在圈内造成不小的波动

  而致使英特尔找到 AMD 的原因并不仅仅是为了联手对抗英伟达,更是为了两家一直努力的同一个目标——融合显卡。

  其实早在 AMD 收购 ATI 开始,想要将集成显卡与处理器融合在一起的目的就不言而喻了,但就在 AMD 将其起名为 APU 准备大展拳脚之际,却因朝不保夕的局势放慢发展脚步,没想到这一概念却被英特尔截胡并率先完成融合,英特尔将其称为核心显卡。

  之后随着 AMD 的再次雄起,英特尔从 AMD 身上看到了自己欠缺的整合能力和 GPU 水准,至此时机成熟,两家放下恩怨向着同一方向进发。

  终于在 2018 年英特尔推出了 Kaby Lake G,不出意料这款融合了英特尔第八代 4 核心中央处理器(CPU)和 AMDRadeon RX Vega M 图形处理器(GPU)的移动芯片因继承了两家所长而获得用户认可,却也因高昂的价格让一众粉丝可望不可即。

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图片来自网络

  换个思路想连英特尔都要屈尊请 AMD 来一起设计处理器这一点来看足以见得 AMD 当时是何等风光无限。

  2018 年看到实现成功逆转的 AMD 令网友大赞“AMD YES!”。

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重生过后一切都还是未知

  不过合作归合作,不要忘记在 CPU 上,英特尔和 AMD 的战争可是一刻都没有停歇过。

  从锐龙以后英特尔也不敢慢慢挤牙膏了,急忙推出 i9 系列处理器应对锐龙。不过来势汹汹的 AMD 又推出了为迎战英特尔至强 Xeon 系列而设计的霄龙 EPYC 系列处理器来争夺服务器市场。

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  AMD 不仅一举推出对应英特尔的处理器,而且通过 Zen 路线图可以看出,从第二代 Zen 开始 AMD 便进入 7nm 工艺了,另一边英特尔还在 14nm 上原地踏步,在当初卖掉晶圆厂之后被视为蹩脚项的制程上 AMD 都实现了反超。

  近两年来 AMD 推出的产品不仅制程优于英特尔,而且在不输性能的基础上价格还便宜了不是一点。因此获得了众多电脑乃至游戏主机客户的追捧。

  2019 年 1 月 10 日,在国际消费类电子产品展览会(CES)上,AMD 发布了新一代显卡 Radeon VII 和第三代 Ryzen 台式机处理器。并且同一时间 Xbox 总裁 Phil Spencer 也表示,Xbox 下一代主机还会继续使用 AMD 的处理器进行开发。

  2019 年 3 月 20 日,谷歌宣布旗下 Stadia 云游戏服务平台经加载 AMD 定制 GPU。

  2019 年 5 月 27 日,AMD 发布了基于 7nm 工艺制程的全新 Ryzen3000 系列 CPU、RX5000 系列显卡及 EPYC 霄龙 CPU。以及同一天公布的索尼下一代游戏主机 PS5 将搭载 AMD 7nm Navi GPU 和 Zen 2 架构的处理器。

  2019 年 6 月 4 日,路透社报道,AMD 宣布与三星电子达成协议,将向三星授权其图形芯片相关的专利,以用于智能手机等移动设备。这也标志着 AMD 将重返智能手机图形芯片市场。

  虽然 AMD 现在势头正旺,但这并不是就意味着 AMD 可以将老对手英特尔和英伟达不放在眼里。

  要知道目前全球芯片市场正面临销售放缓并且个人电脑销量也在逐年下滑的过程,加上基于 5G 技术和云计算的低延迟游戏将会重新定义 PC 和主机游戏市场,随着这些外部条件不断显现恶化将不断考验着一直专注于做电脑和游戏主机硬件的 AMD。

  况且对于自 2018 年开始才姗姗踏进 AI 领域的 AMD 来说,还将面临来自于英特尔和英伟达 AI 巨头的全新挑战,所以未来 AMD 是否还能保住现阶段的地位还不得而知,究竟 AMD 是 YES 还是 NO 还需更多时间来证明。