AMD是最早的大型微處理器設(shè)計(jì)者之一，近50年來一直是技術(shù)愛好者之間爭論的話題。它的歷史構(gòu)成了一個(gè)激動(dòng)人心的故事——充滿了英雄式的成功，愚蠢的錯(cuò)誤。在其他半導(dǎo)體公司來來往往的時(shí)候，AMD在多個(gè)地方經(jīng)受了許多風(fēng)暴并進(jìn)行了多場(chǎng)戰(zhàn)斗。

在這篇文章里，我們將回顧該公司的過去，研究通向現(xiàn)在的曲折，并想知道這位硅谷資深人士的前景如何。

AMD的成名

要開始我們的故事，我們需要回溯歲月，前往1950年代后期的美國。在經(jīng)歷了第二次世界大戰(zhàn)的艱辛歲月之后，那是你想要體驗(yàn)技術(shù)創(chuàng)新前沿的時(shí)間和地點(diǎn)。

當(dāng)時(shí)，類似貝爾實(shí)驗(yàn)室，德州儀器（Texas Instruments）和飛兆半導(dǎo)體（Fairchild Semiconductor）等公司聘用了最好的工程師，并創(chuàng)造了無數(shù)的第一名。如雙極結(jié)型晶體管，集成電路和MOSFET（金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）。

飛兆半導(dǎo)體的工程師，大約于1960年-戈登·摩爾位于最左端，羅伯特·諾伊斯位于中間位置

這些年輕的技術(shù)人員想研究和開發(fā)更多令人興奮的產(chǎn)品，但是由于謹(jǐn)慎的高級(jí)管理人員和這個(gè)充滿恐懼和不穩(wěn)定時(shí)代的影響，這些充斥著挫敗感的工程師渴望獨(dú)自出擊。

因此在1968年，飛兆半導(dǎo)體的兩名員工Robert Noyce和Gordon Moore離開了公司，走上了自己的闖爺之路路，NM Electronics在那個(gè)夏天開業(yè)，幾周后，這家公司更名為集成電子公司（ Integrated Electronics ：Intel）。

其他人也緊隨其后。不到一年后，又有8個(gè)人離開，他們一起成立了自己的電子設(shè)計(jì)和制造公司：Advanced Micro Devices（AMD）。

這個(gè)團(tuán)隊(duì)由飛兆半導(dǎo)體前營銷總監(jiān)杰里·桑德斯（Jerry Sanders）領(lǐng)導(dǎo)，他們從重新設(shè)計(jì)飛兆半導(dǎo)體和美國國家半導(dǎo)體的零件開始，而不是試圖直接與英特爾，摩托羅拉和IBM等公司競(jìng)爭（后者在研究和開發(fā)上花費(fèi)了大量資金開發(fā)新的集成電路）。

從這些不起眼的產(chǎn)品開始，公司也從圣塔克拉拉（Santa Clara）遷移到桑尼維爾（Sunnyvale）（加利福尼亞州硅谷），AMD提供的產(chǎn)品在短短幾個(gè)月內(nèi)就提高了效率和速度。這些微芯片的設(shè)計(jì)也符合美國軍用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)仍處于新興的計(jì)算機(jī)行業(yè)來說，具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)橛?jì)算機(jī)行業(yè)的可靠性和生產(chǎn)一致性差異很大。

AMD的第一個(gè)模仿CPU-Am9080

英特爾在1974年發(fā)布他們的第一個(gè)8位微處理器（8008）時(shí)，AMD是一家產(chǎn)品組合超過200種的公司，其中四分之一是他們自己設(shè)計(jì)的，當(dāng)中包括RAM芯片，邏輯計(jì)數(shù)器和位移位器。第二年他們又推出了許多新型號(hào)：他們自己的Am2900集成電路（IC）系列和2 MHz 8位Am9080，這是Intel的8008繼任者的反向工程版本。前者的組件在現(xiàn)在是完全集成到CPU和GPU中，但是35年前，算術(shù)邏輯單元和內(nèi)存控制器都是獨(dú)立的芯片。

按照現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)，公然剽竊英特爾設(shè)計(jì)絕對(duì)會(huì)引起軒然大波，但在微芯片起步的初期，這一做法可謂一帆風(fēng)順。在AMD和英特爾于1976年簽署了交叉許可協(xié)議之后，該CPU仿制品最終被重命名為8080A。

這筆交易使AMD和英特爾可以把高利潤的芯片推向市場(chǎng)，零售價(jià)為350多美元，是軍隊(duì)購買價(jià)格的兩倍。隨后是1977年的8085（3 MHz）處理器，并很快就推出了8086（8 MHz）。設(shè)計(jì)和制造方面的改進(jìn)推動(dòng)8088（5至10 MHz）于1979年出現(xiàn)，同年也開始在AMD德克薩斯州奧斯汀的工廠開始生產(chǎn)。

當(dāng)IBM在1982年開始從大型機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到所謂的個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）時(shí)，該公司決定外包零件而不是內(nèi)部開發(fā)處理器，他們最終選擇了英特爾的8086，這是有史以來的第一個(gè)x86處理器，同時(shí)，IBM還明確規(guī)定，AMD充當(dāng)?shù)诙?yīng)商，以確保IBM PC / AT的持續(xù)供應(yīng)。

1981年的IBM 5150 PC

AMD與英特爾于當(dāng)年2月簽訂了一份合同，前者生產(chǎn)8086、8088、80186和80188處理器。這些產(chǎn)品不僅是面向IBM，而且還面向眾多激增的IBM克隆產(chǎn)品（康柏只是其中之一） 。AMD還在1982年底開始生產(chǎn)16位的Intel 80286——標(biāo)記為Am286。

這是第一個(gè)真正重要的臺(tái)式機(jī)PC處理器，而Intel的芯片頻率通常在6到10 MHz的范圍內(nèi)，AMD的則從8 MHz開始，最高達(dá)到20 MHz。無疑，這標(biāo)志著兩個(gè)硅谷強(qiáng)“國”之間爭奪CPU統(tǒng)治權(quán)的斗爭的開始。對(duì)于英特爾的設(shè)計(jì)，AMD試圖做得更好。

這一時(shí)期代表著剛剛起步的PC市場(chǎng)的巨大增長，并且注意到AMD Am286提供了比80286顯著提高的速度，英特爾試圖阻止AMD前進(jìn)。并嘗試通過將他們排除在獲得下一代386處理器的許可證之外而實(shí)現(xiàn)。

為此AMD提起訴訟，但仲裁花了四年半的時(shí)間，最后的判決是英特爾沒有義務(wù)將所有新產(chǎn)品轉(zhuǎn)讓給AMD，但更大的芯片制造商違反了默示的誠實(shí)信用盟約。

正是在IBM PC市場(chǎng)從55％激增到84％的時(shí)候，發(fā)生了英特爾許可證被拒的事件。由于無法獲得新的處理器規(guī)格，AMD花了五年多的時(shí)間將80386反向到Am386中。在完成之后，就證明它不僅是英特爾芯片的仿制品。最初的386于1985年以12 MHz的頻率首次亮相，后來又達(dá)到33 MHz，Am386DX的高端版本于1989年則以40 MHz的頻率推出。

在Am386取得成功后，AMD在1993年發(fā)布具有高度競(jìng)爭力的40 MHz Am486，并以相同的價(jià)格提供比Intel 33 MHz的 i486高20％的性能。這在整個(gè)486系列產(chǎn)品中重演。在英特爾486DX的頻率達(dá)到100 MHz的時(shí)候，AMD提供了一個(gè)120 MHz的選擇。為了更好地說明AMD在這段時(shí)期的實(shí)力，該公司的收入從1990年的10億美元增加到1994年的20億美元，翻了一番。

1995年，AMD推出了Am5x86處理器，作為486的后繼產(chǎn)品，它可以對(duì)舊計(jì)算機(jī)進(jìn)行直接升級(jí)。Am5x86 P75 +擁有150 Mhz的頻率，“ P75”的參考性能與英特爾的Pentium 75相似?！?+”表示AMD芯片在整數(shù)運(yùn)算方面比競(jìng)爭對(duì)手略快。

為了解決這個(gè)問題，英特爾更改了命名約定，以其拉開他們與競(jìng)爭對(duì)手和其他供應(yīng)商與產(chǎn)品的距離。Am5x86從新銷售和486計(jì)算機(jī)的升級(jí)中帶來了可觀的收入，。與Am286、386和486一樣，AMD通過提供嵌入式解決方案繼續(xù)擴(kuò)大了這市場(chǎng)份額。

1996年3月，AMD推出了第一款完全自己工程師開發(fā)的處理器5k86，后來更名為K5。該芯片旨在與Intel Pentium和Cyrix 6x86競(jìng)爭，該項(xiàng)目的強(qiáng)大執(zhí)行力對(duì)AMD至關(guān)重要。按照介紹，該芯片具有比Cyrix強(qiáng)大的浮點(diǎn)單元，大約相當(dāng)于Pentium 100，而整數(shù)性能則對(duì)標(biāo)奔騰200。

K5芯片的彩色圖像die

但最后，這給AMD帶來了一道坎，因?yàn)樵擁?xiàng)目一直受到設(shè)計(jì)和制造問題的困擾。這些導(dǎo)致CPU無法滿足頻率和性能目標(biāo)，并且上市時(shí)間晚了，導(dǎo)致其銷售不佳。

而此時(shí)，AMD已經(jīng)在NexGen上花費(fèi)了8.57億美元的股票，NexGen是一家小型無晶圓芯片（僅設(shè)計(jì)）公司，其處理器由IBM制造。AMD的K5和正在開發(fā)的K6在更高的時(shí)鐘速度（?150 MHz及更高）下存在縮放問題，而NexGen的Nx686已經(jīng)展示了180 MHz的內(nèi)核速度。買斷后，Nx686成為AMD的K6。

K6架構(gòu)則與英特爾的Pentium，Pentium II和（大部分重新貼標(biāo)的）Pentium III對(duì)標(biāo)。K6也造就了AMD的成功，這一切都?xì)w功于前英特爾員工Vinod Dham（“奔騰之父”），功，后者于1995年離開英特爾，投奔NexGen。

當(dāng)K6在1997年投放市場(chǎng)時(shí)，它成為奔騰MMX的可行替代品。K6不斷壯大，從最初的233 MHz速度發(fā)展到1998年1月的“ Little Foot”改版為300 MHz，1998年5月的“ Chomper” K6-2的頻率達(dá)到350 MHz，令人驚訝的是AMD于1998年9月推出的“ Chomper Extended”修訂版處理器的550 MHz頻率。

伴隨著K6-2的誕生，帶來了AMD的3DNow！SIMD（單指令，多數(shù)據(jù)）指令集。從本質(zhì)上講，它與英特爾的SSE相同，它提供了一條訪問CPU浮點(diǎn)功能的簡便途徑。不利的一面是，除了需要重寫補(bǔ)丁和編譯器以利用該功能之外，程序員還需要將新指令合并到任何新代碼中。

與最初的K6一樣，K6-2比其他競(jìng)爭對(duì)手強(qiáng)得多，但價(jià)格通常是英特爾奔騰芯片的一半。K6的最終版本K6-III是一個(gè)更復(fù)雜的CPU，晶體管數(shù)量為2140萬個(gè)，高于第一個(gè)K6的880萬個(gè)和K6-II的940萬個(gè)。

新的CPU集成了AMD的PowerNow !，可根據(jù)工作負(fù)載動(dòng)態(tài)更改時(shí)鐘速度。隨著時(shí)鐘速度最終達(dá)到570MHz，K6-III的生產(chǎn)相當(dāng)昂貴，并且由于K7的到來而縮短了相對(duì)較短的使用壽命，K7更適合與Pentium III及其以后的產(chǎn)品競(jìng)爭。

1999年是AMD的黃金時(shí)代的頂峰。因?yàn)樵谶@一年，他們推出了K7處理器，并將其命名為速龍，這也表明他們不再便宜，也不是山寨選項(xiàng)。

也就是從500 MHz開始，Athlon CPU使用了新的Slot A（EV6）和DEC許可的新內(nèi)部系統(tǒng)總線，該總線以200MHz的頻率運(yùn)行，超過了當(dāng)時(shí)提供133MHz頻率的英特爾。2000年6月，AMD推出了Athlon Thunderbird，這是一款因超頻性能而倍受人們青睞的CPU，它集成了DDR RAM支持和全速2級(jí)片上高速緩存。

2 GHz的64位CPU性能

Thunderbird 及其后繼者（Palomino, Thoroughbred, Barton和Thorton）在新千年的頭五年中一直與英特爾的奔騰4競(jìng)爭，其優(yōu)勢(shì)在于價(jià)格較低，但始終具有更好的性能。Athlon于2003年9月升級(jí)為K8（代號(hào)為ClawHammer），我們也稱之為Athlon 64，因?yàn)樗鼮閤86指令集添加了64位擴(kuò)展。

通常將此事件稱為AMD的決定性時(shí)刻。因?yàn)樵谒麄儾粩喟l(fā)展的同時(shí)，英特爾不惜一切代價(jià)研發(fā)的Netburst架構(gòu)將要曝光。

這樣一個(gè)相對(duì)較小的公司，從營收和收入水平來看，是不如英特爾的，但AMD充滿了對(duì)成功的渴望。但是，我們也應(yīng)該看到，當(dāng)您處在高山最高峰的時(shí)候，你就需要花費(fèi)所有的精力才能停留在那兒，這也是你唯一的額一條路。

失樂園

沒有任何征兆表示AMD將挑戰(zhàn)其地位。但在全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)，內(nèi)部管理不善，財(cái)務(wù)預(yù)測(cè)不佳和英特爾咄咄逼人的多重夾擊下，一切都開始變了。

讓我們看看2006年年初的情況如何。AMD和Intel都滿足了CPU市場(chǎng)的多樣化需求，但是前者擁有出色的基于K8的Athlon 64 FX系列。FX-60是雙核2.6 GHz，而FX-57是單核，但運(yùn)行在2.8 GHz。

正如當(dāng)時(shí)的評(píng)論所顯示，兩者都是首屈一指的。它們非常昂貴，F(xiàn)X-60零售價(jià)超過1,000美元，但是英特爾的creme-de-la-creme也是3.46 GHz Pentium Extreme Edition 955。AMD似乎在工作站/服務(wù)器市場(chǎng)也占據(jù)上風(fēng)，Opteron芯片的性能也優(yōu)于英特爾的Xeon處理器。

英特爾面臨的問題是他們的Netburst架構(gòu)。據(jù)介紹，這樣超深的流水線結(jié)構(gòu)需要很高的時(shí)鐘速度才能具有競(jìng)爭力，但這反過來又增加了功耗和熱量輸出。換而言之，該設(shè)計(jì)已達(dá)到極限，不再需要重新設(shè)計(jì)，因此英特爾放棄了其開發(fā)，轉(zhuǎn)而使用其較舊的Pentium Pro / Pentium M CPU體系結(jié)構(gòu)來構(gòu)建Pentium 4的后續(xù)產(chǎn)品。

該計(jì)劃原本在2006年8月推出針對(duì)移動(dòng)平臺(tái)的Yonah設(shè)計(jì)，然后產(chǎn)生了針對(duì)臺(tái)式機(jī)的雙核Conroe架構(gòu)。這是Intel的面子，他們將Pentium的名稱降為低端預(yù)算型號(hào)，并用Core代替了，而他們積攢起來的13年品牌統(tǒng)治力也瞬間消失了。

英特爾向低功耗，高吞吐量芯片設(shè)計(jì)的過渡非常適合各種不斷發(fā)展的市場(chǎng)，幾乎在一夜之間，英特爾在主流和發(fā)燒友領(lǐng)域奪得了性能冠軍。到2006年底，AMD已從CPU峰會(huì)上被堅(jiān)決地撤離，但一個(gè)災(zāi)難性的管理決定將他們推向了高潮。

在英特爾發(fā)布Core 2 Duo的三天前，AMD公開宣布了一項(xiàng)舉措，該舉措已得到當(dāng)時(shí)的首席執(zhí)行官赫克托·魯伊斯（Hector Ruiz）的完全認(rèn)可（桑德斯（Sanders）于4年前退休）。那就是2006年7月24日，AMD宣布打算以54億美元（包括43億美元的現(xiàn)金和貸款，以及從5800萬股籌集的11億美元）收購圖形卡制造商ATI Technologies。這筆交易是一場(chǎng)巨大的財(cái)務(wù)賭注，收購占當(dāng)時(shí)AMD市值的50％，盡管這筆收購是合理的，但價(jià)格絕無僅有。

我們認(rèn)為，ATI被嚴(yán)重高估了，因?yàn)樗]有（與Nvidia一樣）帶來相當(dāng)?shù)氖杖胧杖?。ATI也沒有生產(chǎn)基地，其價(jià)值幾乎完全基于知識(shí)產(chǎn)權(quán)。由于高估了ATI的商譽(yù)價(jià)值，AMD吸收了26.5億美元的減記，最終承認(rèn)了這一錯(cuò)誤。

缺乏管理前瞻性的是，ATI的手持圖形部門Imageon也以微不足道的6,500萬美元價(jià)格賣給了高通。該部門現(xiàn)名為Adreno，是“ Radeon”的字形，這個(gè)產(chǎn)品是Snapdragon SoC的組成部分。

Xilleon則是用于數(shù)字電視和電視電纜盒的32位SoC，以1.928億美元的價(jià)格出售給Broadcom。

除了燒錢外，AMD對(duì)英特爾更新后的架構(gòu)的最終反應(yīng)顯然也很差勁。在Core 2發(fā)布兩周后，AMD總裁兼首席運(yùn)營官Dirk Meyer宣布了AMD新K10 Barcelona處理器的定稿。這是他們?cè)诜?wù)器市場(chǎng)上的決定性舉動(dòng)，因?yàn)樗浅墒斓乃暮薈PU，而當(dāng)時(shí)英特爾僅生產(chǎn)雙核Xeon芯片。

新的Opteron芯片于2007年9月面世，但它并沒有搶走英特爾的風(fēng)頭，而是隨著一個(gè)bug的發(fā)現(xiàn)，而遭受打擊。該錯(cuò)誤在極少數(shù)情況下會(huì)涉及嵌套的緩存寫入而導(dǎo)致鎖定。到最后，TLB漏洞都終止了AMD K10的生產(chǎn)。其實(shí)BIOS補(bǔ)丁可以解決傳出處理器上的問題，但這樣做會(huì)損失大約10％的性能。修改后的“ B3步進(jìn)式” CPU在6個(gè)月后交付時(shí)，但這已經(jīng)給AMD造成了銷售和聲譽(yù)方面的損失。

一年后，也就是2007年末，AMD將四核K10設(shè)計(jì)推向了臺(tái)式機(jī)市場(chǎng)。到那時(shí)，英特爾一直處于領(lǐng)先地位，并發(fā)布了現(xiàn)在著名的Core 2 Quad Q6600。在紙面上，K10是卓越的設(shè)計(jì)——所有四個(gè)核心都在同一個(gè)芯片中，而Q6600則在同一封裝中使用了兩個(gè)單獨(dú)的芯片。但是，AMD一直在努力達(dá)到預(yù)期的時(shí)鐘速度，而新CPU的最佳版本僅為2.3 GHz。盡管比Q6600慢了100 MHz，但速度較慢，但價(jià)格也較貴。

但最令人困惑的是，AMD決定推出一個(gè)新的型號(hào)名稱：Phenom。英特爾之所以選擇Core，是因?yàn)镻entium已成為過高的價(jià)格和功能的代名詞，并且性能相對(duì)較差。另一方面，Athlon是計(jì)算機(jī)發(fā)燒友非常了解的名稱，并且它的速度與它的聲譽(yù)相稱。Phenom的第一個(gè)版本實(shí)際上并不差勁，它不如Core 2 Quad Q6600（已經(jīng)很容易獲得的產(chǎn)品）好，而且Intel在市場(chǎng)上也提供了更快的產(chǎn)品。

奇怪的是，AMD似乎做出了有意識(shí)地放棄了廣告，再加上他們?cè)谄髽I(yè)的軟件方面毫無存在感。這就讓我們對(duì)AMD這段時(shí)間的操作有點(diǎn)不能夠了解的。但是，如果不考慮英特爾的反競(jìng)爭行為，那么對(duì)AMD歷史上這個(gè)時(shí)代的回顧是不完整的。在此關(guān)頭，AMD不僅在與英特爾的芯片作斗爭，而且還在與公司的壟斷活動(dòng)作斗爭，其中包括向OEM支付巨款（總計(jì)數(shù)十億美元）。這些積極的行動(dòng)使AMD CPU原理了新計(jì)算機(jī)。

在2007年第一季度，英特爾向戴爾支付了7.23億美元，繼續(xù)成為戴爾唯一的處理器和芯片組供應(yīng)商-占戴爾公司9.49億美元總營業(yè)收入的76％。AMD稍后將在此事上贏得12.5億美元的和解金，表面上令人驚訝地低，但可能由于以下事實(shí)而加?。涸谟⑻貭柸斡蓯鹤鲃≈畷r(shí)，AMD本身實(shí)際上無法為其現(xiàn)有客戶提供足夠的CPU。

這并不是說英特爾需要做任何事情。與AMD不同，它們具有嚴(yán)格的長期目標(biāo)設(shè)定，以及更大的產(chǎn)品和IP多樣性。他們也擁有無與倫比的現(xiàn)金儲(chǔ)備：到新千年的第一個(gè)十年結(jié)束時(shí)，英特爾已經(jīng)獲得了超過400億美元的收入和150億美元的營業(yè)收入。這為營銷，研究和軟件開發(fā)以及為自己的產(chǎn)品和時(shí)間表量身定制的代工廠提供了大量預(yù)算。在這些因素影響下，AMD在爭奪市場(chǎng)份額的時(shí)候舉步維艱。

另一方面，ATI數(shù)十億美元的超額付款以及隨之而來的貸款利息，令人失望的K8的繼任者，以及遲遲未能上市的有問題的芯片，都令人不快。這也事情將變得更糟。

向前邁出一步

到2010年，全球經(jīng)濟(jì)正努力從2008年的金融危機(jī)中反彈。幾年前，AMD處理了了自己的閃存部門，并拆分其晶圓制造部部門，成立了GlobalFoundries，AMD仍將一些產(chǎn)品放在這些產(chǎn)線上。這些操作大約導(dǎo)致10％的員工被裁掉了，節(jié)省下來的資金和現(xiàn)金注入意味著AMD可以屈服并完全專注于處理器設(shè)計(jì)。

AMD并沒有改善K10的設(shè)計(jì)，而是從新結(jié)構(gòu)重新開始，并在2011年底推出了Bulldozer架構(gòu)。在K8和K10是真正的多核，同時(shí)多線程（SMT）處理器的情況下，新布局被歸類為“集群多線程”。

推土機(jī)的四個(gè)模塊設(shè)計(jì)

AMD的Bulldozer采取了一種共享的模塊化方法：每個(gè)集群（或模塊）都包含兩個(gè)整數(shù)處理核心，但是它們并不是完全獨(dú)立的。他們共享了L1指令和L2數(shù)據(jù)緩存，獲取/解碼和浮點(diǎn)單元。通過簡單地將第一個(gè)Bulldozer CPU命名為AMD FX，AMD甚至放棄了Phenom的名稱，回到了Athlon FX輝煌的年代。

所有這些更改背后的想法是減小芯片的整體尺寸并使它們更加節(jié)能。較小的裸片將提高制造良率，從而提高利潤率，而效率的提高將有助于提高時(shí)鐘速度?？蓴U(kuò)展的設(shè)計(jì)還將使其適合更廣泛的市場(chǎng)。

FX-8510是 2011年10月發(fā)布的最佳機(jī)型，具有4個(gè)群集，但以8核8線程CPU的形式銷售。在這個(gè)時(shí)代，處理器具有多種時(shí)鐘速度，F(xiàn)X-8150的基本頻率為3.6 GHz，turbo時(shí)鐘為4.2 GHz。但是，該芯片的尺寸為315平方毫米，峰值功耗超過125W。此時(shí)，英特爾也已經(jīng)發(fā)布了Core i7-2600K：它是傳統(tǒng)的4核，8線程CPU，運(yùn)行頻率高達(dá)3.8 GHz。它比新的AMD芯片小得多，只有216平方毫米，并且功耗降低了30W。

從表面上看，新的FX應(yīng)該占主導(dǎo)地位，但是它的性能卻有點(diǎn)令人難以置信——有時(shí)，處理大量線程的能力會(huì)大放異彩，但是單線程性能通常并不比它要取代的Phenom范圍更好，盡管時(shí)鐘速度優(yōu)越。

在向Bulldozer的研發(fā)投入了數(shù)百萬美元之后，AMD肯定不會(huì)放棄設(shè)計(jì)，而對(duì)ATI的收購現(xiàn)在開始見效。在過去的十年中，AMD首次涉足CPU和GPU組合封裝（稱為Fusion）的上市時(shí)間很晚，而且表現(xiàn)令人失望。

但是該項(xiàng)目為AMD提供了應(yīng)對(duì)其他市場(chǎng)的手段。2011年初，另一種名為Bobcat的新架構(gòu)發(fā)布了。

PlayStation 4中的AMD定制CPU + GPU芯片

針對(duì)如嵌入式系統(tǒng)，平板電腦和筆記本電腦等低功耗應(yīng)用，這也是與推土機(jī)截然相反的設(shè)計(jì)：只有少量管道，僅此而已。幾年后，Bobcat收到了急需的更新，變成了Jaguar架構(gòu)，并在2013年被Microsoft和Sony選為Xbox One和PlayStation 4的芯片。

盡管由于之際通常以盡可能低的價(jià)格制造，因此利潤率相對(duì)較低，但兩個(gè)平臺(tái)的銷量均達(dá)數(shù)百萬美元，這凸顯了AMD創(chuàng)建定制SoC的能力。

多年來，AMD繼續(xù)修改推土機(jī)設(shè)計(jì)。打樁機(jī)排在第一位，為我們提供了FX-9550（220 W，5 GHz怪物），但Steamroller和最終版本Excavator（于2011年推出，產(chǎn)品使用了4年）后來）更著重于降低功耗，而不是提供特別新穎的功能。

到那時(shí)，至少可以說，CPU的命名結(jié)構(gòu)變得令人困惑。Phenom長期辭職于歷史書籍，而FX的聲譽(yù)有些差。AMD放棄了這種命名法，只是將其Excavator臺(tái)式機(jī)CPU標(biāo)記為A系列。

該公司的圖形部門負(fù)責(zé)Radeon產(chǎn)品的發(fā)展，其命運(yùn)也同樣喜憂參半。AMD保留了ATI品牌名稱，直到2010年，將其替換為自己的品牌。隨著Graphics Core Next（GCN）的發(fā)布，他們還完全重寫了ATI在2011年末創(chuàng)建的GPU架構(gòu)。該設(shè)計(jì)將持續(xù)近8年，并將其運(yùn)用于主機(jī)，臺(tái)式PC，工作站和服務(wù)器。今天，它仍被用作AMD所謂的APU處理器中的集成GPU。

Graphics Core Next的首次亮相-Radeon HD 7970

GCN處理器逐漸具有強(qiáng)大的計(jì)算性能，但要獲得最好的結(jié)構(gòu)并不是最容易的。AMD有史以來功能最強(qiáng)大的版本，即Radeon VII中的Vega 20 GPU，擁有13.4 TFLOP的處理能力和1024 GB / s的帶寬，但在游戲中，它無法達(dá)到與Nvidia最好產(chǎn)品的相同高度。

Radeon產(chǎn)品通常以熱，嘈雜且非常耗電而著稱。為HD 7970供電的GCN的初始迭代在滿負(fù)載時(shí)需要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過200 W的功率。這主要因?yàn)樗窃谙鄬?duì)較大的工藝節(jié)點(diǎn)（TSMC的28nm）上制造的。到GCN以Vega 10的形式完全成熟時(shí)，這些芯片是由GlobalFoundries在其14nm節(jié)點(diǎn)上制造的，但是對(duì)能源的要求并沒有Radeon RX Vega 64之類的最大消耗近300的芯片更好。

盡管AMD擁有不錯(cuò)的產(chǎn)品選擇，但他們卻沒有達(dá)到應(yīng)有的水準(zhǔn)，他們努力賺取足夠的錢。

到2016年底，該公司的資產(chǎn)負(fù)債表已連續(xù)4年虧損（2012年的財(cái)務(wù)狀況因7億美元的GlobalFoundries最終沖銷而受損）。即使出售其代工廠和其他分支機(jī)構(gòu)，債務(wù)仍然很高，甚至Xbox和PlayStation上的系統(tǒng)軟件包的成功也未能提供足夠的幫助。

從表面上看，AMD似乎陷入了嚴(yán)重麻煩。

新星a-ryze

由于沒有什么可出售的東西，也沒有任何大筆資金來挽救它們，因此AMD只能做一件事：加倍進(jìn)行投資并且重組。在2012年，AMD召集了兩個(gè)人，他們?cè)贏MD的復(fù)興中扮演了重要角色。

K8系列的前首席架構(gòu)師Jim Keller在離開13年后回歸，開始著手兩個(gè)項(xiàng)目:一個(gè)是針對(duì)服務(wù)器市場(chǎng)的基于arm的設(shè)計(jì)，另一個(gè)是基于標(biāo)準(zhǔn)的x86架構(gòu)，與其合作的是首席架構(gòu)師是Mike Clark（他也領(lǐng)導(dǎo)過 Bulldozer的設(shè)計(jì)）。

同時(shí)加入的還有飛思卡爾半導(dǎo)體公司(Freescale Semiconductors)的高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理Lisa Su。她在AMD擔(dān)任了同樣的職位，人們普遍認(rèn)為她和當(dāng)時(shí)的總裁Rory Read共同推動(dòng)了公司向個(gè)人電腦以外的市場(chǎng)發(fā)展，尤其是向主機(jī)市場(chǎng)的進(jìn)軍。

Lisa Su (中間) and Jim Keller (最右)

在Keller重返A(chǔ)MD研發(fā)部門工作兩年后，首席執(zhí)行官Rory Read辭職，高級(jí)副總裁/總經(jīng)理升職。Su擁有MIT的電子工程博士學(xué)位，并且對(duì)SOI（絕緣體上硅）MOSFET 進(jìn)行了研究，因此Su具有使AMD恢復(fù)輝煌的學(xué)術(shù)背景和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。但在大規(guī)模處理器的世界里，什么都不是一蹴而就的——芯片設(shè)計(jì)最多要花好幾年時(shí)間才能投入市場(chǎng)。在此類計(jì)劃得以實(shí)現(xiàn)之前，AMD仍舊面臨著風(fēng)險(xiǎn)。

在AMD繼續(xù)掙扎的同時(shí)，英特爾卻越來越強(qiáng)大。核心架構(gòu)和制造流程節(jié)點(diǎn)已經(jīng)非常成熟，到2016年底，它們的營收接近600億美元。多年來，英特爾一直采用“ tick-tock ”方法進(jìn)行處理器開發(fā)：“ tick ”將是一種新的體系結(jié)構(gòu)，而“ tock ”將是一種過程改進(jìn)，通常以更小的節(jié)點(diǎn)的形式出現(xiàn)。

然而，并非所有的事情都是在幕后進(jìn)行的，盡管利潤巨大，英特爾幾乎占據(jù)了整個(gè)市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。2012年，英特爾預(yù)計(jì)將在3年內(nèi)發(fā)布10nm節(jié)點(diǎn)的CPU。但這個(gè)預(yù)計(jì)并沒有如期實(shí)現(xiàn)。他們的第一個(gè)14nm CPU，使用Broadwell架構(gòu)，出現(xiàn)在2015年，在后面的五年當(dāng)中英特爾仍然在該節(jié)點(diǎn)和基本設(shè)計(jì)上徘徊。

代工廠的工程師反復(fù)遇到10nm的良率問題，迫使英特爾每年都要改進(jìn)舊工藝和體系結(jié)構(gòu)。時(shí)鐘速度和功耗不斷攀升，但沒有新的設(shè)計(jì)問世；這或許是他們Netburst時(shí)代的回聲。個(gè)人電腦用戶面臨著令人沮喪的選擇:要么從強(qiáng)大的核心產(chǎn)品線中選擇價(jià)格高昂的產(chǎn)品，要么選擇較弱、較便宜的FX/ a系列產(chǎn)品。

但是AMD已經(jīng)悄悄地制造了一套可以制勝的卡，在2016年2月的E3年度活動(dòng)上他們推出了該產(chǎn)品。利用用戶渴望已久的Doom reboot 作為發(fā)布平臺(tái)，AMD全新的Zen架構(gòu)開始在市場(chǎng)中亮相。

除了諸如“同步多線程”、“高帶寬緩存”和“節(jié)能finFET設(shè)計(jì)”這樣的短語之外，很少有人提及新的設(shè)計(jì)。在2016年臺(tái)北國際電腦展(Computex 2016)上，AMD給出了更多細(xì)節(jié)，包括將 Excavator結(jié)構(gòu)改進(jìn)40%的目標(biāo)。

說這是一個(gè)雄心勃勃的說法是保守的——尤其是考慮到AMD Bulldozer 每版設(shè)計(jì)修訂版都提供了適度的10％的增長這一事實(shí)。

他們還需要再過12個(gè)月才能真正出現(xiàn)該芯片，但是當(dāng)它出現(xiàn)時(shí)，AMD的長期計(jì)劃終于明確了。

任何新的硬件設(shè)計(jì)都需要合適的軟件來銷售，但多線程CPU正面臨著一場(chǎng)艱苦的戰(zhàn)斗。盡管主機(jī)采用8核CPU，但大多數(shù)游戲在4核的情況下仍然可以運(yùn)行的很好。主要原因是英特爾的市場(chǎng)主導(dǎo)地位，以及Xbox One和PlayStation 4中都采用了AMD芯片的設(shè)計(jì)。前者早在2010年就發(fā)布了他們的第一個(gè)6核CPU，但它非常昂貴(接近1100美元)。其他處理器很快就出現(xiàn)了，直至7年后，英特爾才推出了用戶真正買得起的六核處理器Core i5-8400，它的價(jià)格不到200美元。

主機(jī)處理器的問題在于CPU布局是由同一裸片中的兩個(gè)4核CPU組成，并且芯片的兩個(gè)部分之間存在高延遲。因此，游戲開發(fā)人員傾向于將引擎的線程保持在其中一個(gè)部分上，而僅將另一部分用于一般的后臺(tái)進(jìn)程。僅在工作站和服務(wù)器領(lǐng)域，才需要使用真正的多線程CPU，直到AMD提出了不同的方式，這種做法才得以改變。

2017年3月，普通桌面用戶可以用兩個(gè)8核16線程cpu中的一個(gè)來升級(jí)他們的系統(tǒng)。一個(gè)全新的架構(gòu)顯然應(yīng)該有一個(gè)新的名字，AMD沒有用 Phenom和FX來為之命名，而是選用了Ryzen作為其全新架構(gòu)的名字。

但這兩個(gè)CPU都不是特別便宜：3.6 GHz（增強(qiáng)4 GHz）Ryzen 7 1800X的零售價(jià)為500美元，而0.2 GHz較慢的1700X的售價(jià)則低100美元。在某種程度上，AMD不想再被認(rèn)為是廉價(jià)的選擇，但這主要是因?yàn)橛⑻貭柕?核酷睿i7- 690k要價(jià)超過1000美元。

Zen從之前所有的設(shè)計(jì)中吸取了最好的，并將它們?nèi)诤系揭粋€(gè)結(jié)構(gòu)中，使pipelines盡可能的繁忙;要做到這一點(diǎn)，就需要對(duì)pipelines和緩存系統(tǒng)進(jìn)行重大改進(jìn)。新的設(shè)計(jì)不再像Bulldozer那樣共享L1/L2緩存，每個(gè)核心將完全獨(dú)立，擁有更多的pipelines、更好的分支預(yù)測(cè)和更大的緩存帶寬。

Ryzen的CPU讓人想起微軟和索尼的主機(jī)芯片，它也是一個(gè)系統(tǒng)芯片;唯一缺少的是GPU(后來的預(yù)算Ryzen機(jī)型包含了GCN處理器)。

這個(gè)die被劃分為兩個(gè)所謂的CPU綜合體(CCX)，每個(gè)都是4核8線程的。芯片中還裝了一個(gè)Southbridge處理器——該CPU為PCI Express、SATA和USB提供控制器和鏈接。這意味著，從理論上講，可以在沒有SB的情況下制造主板，但幾乎所有的主板都這樣做了，只是為了擴(kuò)大可能的設(shè)備連接數(shù)量。

如果Ryzen的表現(xiàn)不佳，這一切都將是毫無意義的，而在多年位居英特爾之后，AMD在這一領(lǐng)域有很多需要證明的地方。1800X和1700X并不完美:在專業(yè)應(yīng)用方面他比英特爾的任何產(chǎn)品都好，但在游戲方面要慢一些。

AMD還有其他玩法：第一款Ryzen CPU投放市場(chǎng)一個(gè)月后，出現(xiàn)了6核和4核Ryzen 5型號(hào)，兩個(gè)月后又出現(xiàn)了4核Ryzen 3芯片。與英特爾的產(chǎn)品相比，AMD的表現(xiàn)與規(guī)模更大的兄弟公司一樣，但它們的成本效率明顯更高。

然后是ace——16核32線程的Ryzen Threadripper 1950X(要價(jià)1000美元)和用于服務(wù)器的32核64線程EPYC處理器。這些龐然大物在同一封裝中分別包含兩個(gè)和四個(gè)Ryzen 7 1800X芯片，利用新的Infinity Fabric互連系統(tǒng)在芯片之間傳輸數(shù)據(jù)。

在6個(gè)月的時(shí)間里，AMD展示了他們正在利用他們的設(shè)計(jì)，有效地對(duì)標(biāo)了x86桌面市場(chǎng)。

一年后，架構(gòu)升級(jí)為Zen+，包括對(duì)緩存系統(tǒng)的微調(diào)，以及從GlobalFoundries的古老的14LPP流程(該節(jié)點(diǎn)是三星的)切換到更新的、更密集的12LP系統(tǒng)。CPU芯片的尺寸保持不變，但是新的制造方法允許處理器以更高的時(shí)鐘速度運(yùn)行。

之后又過了12個(gè)月，即2019年夏天，AMD推出了Zen 2。這次變化更加重要，術(shù)語“小芯片”風(fēng)靡一時(shí)。工程師沒有遵循單片構(gòu)造，即CPU的每個(gè)部分都在同一塊硅片上（Zen和Zen +就是這樣做），而是在Core Complexs中將其與互連系統(tǒng)分開。

前者是由臺(tái)積電（TSMC）使用其N7工藝制造的，最終形成了 full dies ——故名“核心復(fù)合裸片（CCD）”。輸入/輸出結(jié)構(gòu)由GlobalFoundries制作，桌面Ryzen模型使用12LP芯片，而Threadripper和EPYC具有更大的14 nm版本。

Zen 2 Ryzen和EPYC的紅外圖像。CCD小芯片顯然與I / O芯片分開。圖片：Fritzchens Fritz

小芯片設(shè)計(jì)將針對(duì)Zen 3進(jìn)行保留和完善，目前預(yù)計(jì)將在2020年末發(fā)布。我們不太可能看到CCD打破Zen 2的8核，16線程布局，相反，它將與通過Zen +可以看到（例如，緩存，電源效率和時(shí)鐘速度的提高）。

值得總結(jié)一下AMD在Zen方面取得的成就。在8年的時(shí)間里，該體系結(jié)構(gòu)從一張白紙變成了全面的產(chǎn)品組合，包括99美元的4核，8線程預(yù)算產(chǎn)品到4,000美元以上的64核，128線程服務(wù)器CPU。

AMD的財(cái)務(wù)狀況也發(fā)生了巨大變化：從虧損和債務(wù)激增到數(shù)十億美元，AMD現(xiàn)在有望在明年內(nèi)清算其貸款并發(fā)布超過6億美元的營業(yè)收入。雖然Zen可能不是公司財(cái)務(wù)復(fù)蘇的唯一因素，但它卻起到了極大的作用。

AMD的圖形部門的命運(yùn)也發(fā)生了類似的變化——2015年，該部門被賦予了完全的獨(dú)立性，即Radeon Technologies Group (RTG)。他們的工程師最重要的發(fā)展來自RDNA，這是對(duì)GCN的重大改造。對(duì)緩存結(jié)構(gòu)的更改，以及對(duì)計(jì)算單元大小和分組的調(diào)整，將體系結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)直接轉(zhuǎn)移到了游戲上。

Radeon RX 5700系列是使用這種新架構(gòu)的首批模型，并展示了該設(shè)計(jì)的巨大潛力。微軟和索尼并沒有忽視這一點(diǎn)，他們都選擇了Zen 2和更新后的RDNA 2來支持即將推出的Xbox和PlayStation 5游戲機(jī)。

盡管Radeon Group尚未獲得與CPU部門相同的成功水平，并且其顯卡可能仍被視為“有價(jià)值的選擇”，AMD在架構(gòu)開發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新方面已經(jīng)回到了它在Athlon 64 days的水平。他們升到頂峰，從高處墜落，就像神話中的鳳凰意一樣，浴火重生。

展望

問一個(gè)關(guān)于AMD的簡單問題是再合適不過了:他們還會(huì)回到產(chǎn)品低迷、沒有錢的黑暗時(shí)代嗎?

即使2020年被證明是AMD非常出色的一年，而且第一季度的財(cái)務(wù)業(yè)績較上年增長了40%，94億美元的營收仍落后于英偉達(dá)(2019年的107億美元)，距離英特爾(720億美元)也相去甚遠(yuǎn)。當(dāng)然，后者擁有更大的產(chǎn)品組合，以及自己的晶圓廠，而英偉達(dá)的收入幾乎完全依賴顯卡。

AMD的暢銷產(chǎn)品

顯然，為了完全穩(wěn)定AMD的未來，收入和營業(yè)收入都需要增長——那么如何實(shí)現(xiàn)呢？他們的大部分收入來自他們所謂的“計(jì)算和圖形”部分，即Ryzen和Radeon銷售。毫無疑問，這種情況還會(huì)繼續(xù)改善，因?yàn)镽yzen非常有競(jìng)爭力，RDNA 2架構(gòu)將為游戲提供一個(gè)通用平臺(tái)，可以在pc上運(yùn)行，就像在下一代主機(jī)上一樣。

英特爾最新的臺(tái)式機(jī)CPU 在游戲領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)不斷下降。它們還缺乏Zen 3將提供的功能的廣度。Nvidia保持了GPU性能的桂冠，但是在Radeons的中端市場(chǎng)依然要面臨激烈的競(jìng)爭。也許這只是巧合，但即使RTG是AMD的完全獨(dú)立部門，其收入和營業(yè)收入仍與CPU部門歸為一類——這表明它們的圖形卡雖然很受歡迎，但銷量卻不像他們的Ryzen產(chǎn)品。

對(duì)AMD來說，更緊迫的問題可能是，他們的企業(yè)、嵌入式和半定制業(yè)務(wù)在2020年第一季度的營收中所占比例不到20%，而且還處于虧損狀態(tài)。鑒于任天堂的成功轉(zhuǎn)型以及微軟和索尼即將推出的新機(jī)型，Xbox和PlayStation在這一時(shí)代的銷量停滯不前，或許可以解釋這一現(xiàn)象。英特爾還完全主宰了企業(yè)級(jí)市場(chǎng)，沒有人會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)令人驚喜的新CPU的出現(xiàn)，就放棄一個(gè)數(shù)百萬美元的數(shù)據(jù)中心。

Nvidia DGX A100，配備兩個(gè)64核AMD EPYC處理器

但在接下來的幾年里，這種情況可能會(huì)發(fā)生改變，部分原因是新的游戲機(jī)，但也有可能是一個(gè)意想不到的領(lǐng)域。在所有公司中，英偉達(dá)選擇了AMD而不是英特爾來為其新的深度學(xué)習(xí)/AI計(jì)算集群DGX 100提供CPU。原因很簡單:EPYC處理器擁有更多的核心和內(nèi)存通道，PCI快速通道比英特爾提供的任何產(chǎn)品都要快。

如果英偉達(dá)樂意使用AMD的產(chǎn)品，其他公司肯定會(huì)效仿。AMD將不得不繼續(xù)攀登一座陡峭的山，但今天看來他們已經(jīng)有了攀爬這座高峰的正確工具。隨著臺(tái)積電繼續(xù)調(diào)整和完善其N7工藝節(jié)點(diǎn)，所有使用該工藝生產(chǎn)的AMD芯片也將逐步變得更好。

展望未來，AMD內(nèi)有一些領(lǐng)域可以使用真正的改進(jìn)。這樣的領(lǐng)域之一就是營銷?！?Intel Inside”的流行語已經(jīng)存在了30多年，雖然AMD花了一些錢來推廣Ryzen，但最終他們還是需要戴爾、惠普和聯(lián)想等生產(chǎn)商銷售采用他們的處理器，像他們采用英特爾的一樣

在軟件方面，已經(jīng)有很多人在開發(fā)增強(qiáng)用戶體驗(yàn)的應(yīng)用程序，比如Ryzen Master，但直到最近Radeon驅(qū)動(dòng)才出現(xiàn)了普遍的問題。游戲驅(qū)動(dòng)程序可能非常復(fù)雜，但它們的質(zhì)量可能決定硬件的聲譽(yù)。

AMD目前處于其51年歷史中最強(qiáng)大的位置。由于雄心勃勃的Zen項(xiàng)目沒有很快達(dá)到極限的跡象，該公司像鳳凰一樣的重生獲得了巨大的成功。他們雖然不在巔峰，但也許更好。據(jù)說歷史總是在重演，但是我們希望這不會(huì)過去。一個(gè)健康而有競(jìng)爭力的AMD，完全能夠正面迎戰(zhàn)英特爾和英偉達(dá)，這會(huì)為用戶帶來更多的好處。