AMD實現逆襲的核心競爭力_風聞

最近，AMD在CPU市場的逆襲勢頭越來越猛，正吸引着越來越多的眼球。

在PC市場（包括筆記本電腦），2017年初，AMD正式發售基於Zen架構的Ryzen（鋭龍）處理器，在過去近3年的時間裏，桌面x86 CPU市場的格局也在悄然變化。來自cpubenchmark的統計顯示，今年三季度過後，AMD在CPU市場的份額已經攀升至30%左右，從2016年的低谷徹底反彈。

在服務器市場，隨着這幾年的發奮圖強，AMD也在一點一點地追回服務器CPU市場份額（2006年，該公司在該市場的份額曾經達到20%）。來自Mercury Research的數據顯示，今年第二季度，AMD在該市場的份額為3.4%，而2018年同期為1.4%。

能夠取得以上成績有諸多原因，其中，採用行業最先進的製程工藝，從而使CPU和GPU的性能和功耗水平達到目前行業最優，無疑是一個重要因素。從2018年開始，半導體行業就颳起了7nm旋風，台積電在這方面的製造水平領袖羣倫，也正是通過不斷加強與台積電的合作，使得AMD的產品能夠在製程方面保持行業領先地位，為其逆襲貢獻了不少力量。

創新架構與互連技術

在處理器架構方面，AMD最新的第三代鋭龍處理器，以及第二代霄龍（EPYC）服務器CPU，都是以其“Zen 2”為核心的。此外，在GPU方面，該公司也推出了新架構RDNA。

全新的“Zen 2”架構大幅度提升了處理器的性能水平，IPC（每時鐘週期指令）比上一代“Zen”架構提升15%。另外，基於“Zen 2”單封裝模塊化架構Chiplet的CPU具有前所未有的核心緩存性能。

Zen 2體系結構是Zen的改進，Zen有一些瓶頸需要解決。這些問題在Zen 2設計中得以解決，同時，由於採用了較小的7nm晶體管，因此在重要位置增加了額外的功能。上圖顯示了Zen 2內核的框圖。有一個新的分支預測器，一個更大的微操作緩存，一個額外的地址生成單元和一個新的浮點單元，它們可以同時處理256位數據。另外，還有更多的L3緩存，是上一代產品的兩倍。

除了Zen 2，AMD對未來架構也有規劃，其技術發展路線值得期待。在Zen 2架構的基礎上，該公司將於2020年推出基於新的Zen 3架構服務器CPU，代號為Milan（米蘭），據悉，採用7nm+製程的Milan處理器已經完成架構設計。

在Zen 3之後，AMD已經開始規劃Zen 4架構設計了，此外，Zen 5架構也開始着手開發了。

不止CPU，AMD在GPU架構方面也有長遠規劃，在原有的GCN（Graphics Core Next）基礎上，已經推出了新的RDNA，採用該架構的7nm處理器已經發貨。RDNA 2也在設計當中。

10月10日，在北京召開的AMD大中華區合作伙伴峯會上，該公司全球院士，計算與圖形首席技術官Joe Macri表示，AMD依然在緊跟摩爾定律，主要通過以下三方面實現：1、技術和IP；2、軟件；3、系統設計。

摩爾定律演進腳步明顯放緩，要想繼續贏得市場，就必須有更多的創新，這方面，業界多家公司都在新技術和系統設計創新方面下大功夫，AMD自然也不例外，Chiplet就是典型代表。

Chiplet當中非常關鍵的就是Die之間的互連技術，在上一代Zen架構中，AMD採用了Infinity Fabric，以連接內核中不同的Die，EPYC，Ryzen和Threadripper CPU均通過Infinity Fabric連接。而在Zen 2架構中，AMD推出了第二代的Infinity Fabric，其在中間放置了一個I/O芯片，該芯片與兩個8核芯片相連。I/O芯片以14nm工藝製造，CPU內核以7nm工藝製造。

GPU新架構：RDNA在GPU方面，AMD的新產品，如Radeon RX 5700 XT和RX 5700，都採用了新架構RDNA。據悉，基於RDNA構建的GPU將涵蓋從節能筆記本電腦和智能手機，到世界上一些最大的超級計算機。

RDNA提供的優化可能適合移動應用。雙計算單元（數學運算部件）之間共享的L1緩存的引入，由於更少的讀寫操作，降低了功耗。共享L2緩存還可以在64KB~512KB之間進行配置，具體取決於應用程序的性能、功耗和硅片面積。

RDNA架構從上一代GCN的64個工作項目轉移到支持更窄的32個工作項，換句話説，工作負載在每個核心中一次可以並行計算32項。AMD表示，通過將工作負載分配到更多內核，提高了性能和效率，這有利於提升並行性能。這也更適合移動等帶寬受限的應用，因為移動大塊數據是耗能的。

可見，AMD正在大力關注內存和功耗，這是所有成功的智能手機GPU的兩個關鍵要素。

今年6月，三星和AMD宣佈建立戰略合作伙伴關係，將AMD的下一代GPU架構引入移動設備，而RDNA將是雙方合作的重點。AMD表示，7nm+製程工藝可使RDNA架構實現更高的每瓦性能，而這正是三星所擅長的。

第二代 EPYC在大中華區市場正式亮相就在今年8月，AMD發佈了備受矚目的第二代霄龍（EPYC）處理器。其採用該公司的新架構Zen 2，由台積電7nm製程工藝代工生產。

在應用方面，谷歌已經開始在數據中心中使用霄龍CPU，並將在支持雲服務的服務器集羣中部署更多該系列產品。谷歌工程副總裁Bart Sano指出，AMD服務器CPU在各種工作負載下都有出色表現，谷歌能夠以更低成本向客户提供雲服務。目前來看，不僅谷歌，美國幾家大型雲計算公司和一些中國互聯網企業也都是AMD的客户。

本週，在北京召開的AMD大中華區合作伙伴峯會上，該公司宣佈EPYC處理器正式進入中國市場。

EPYC的合作伙伴生態系統正在迅速壯大，目前，已贏得超過60家產業鏈合作伙伴的支持，騰訊雲、戴爾科技集團、新華三、聯想等越來越多采用第二代EPYC的雲實例、服務器系統和解決方案在中國市場面世。

服務器GPU路線圖總體來看，AMD的GPU影響力強於CPU，在服務器端，在開拓EPYC市場的同時，AMD也在加快GPU在該領域的發展步伐。

因此，除了展示新一代EPYC服務器CPU之外，該公司還重點推介了GPU加速器Radeon Instinct MI50，也是基於台積電的7nm製程，主要針對深度學習、高效能運算，以及雲端運算的應用需求。

據悉，MI50能滿足大型計算、生物模擬研究等需求。其前一代產品是MI25，而下一代產品也在研發當中。除了這款GPU硬件之外，AMD還推出了完全開放的GPU計算平台ROCm。在這個機器學習開源平台中，用户可以自由選擇CPU、GPU等硬件，不受廠商和品牌限制，而ROCm軟件都是開源的，這樣做，就是希望有更多的開發者和用户加入到這個開源平台當中，逐步建立起相應的機器學習生態系統。