AMD，何時停止“仰望”？

　　AMD董事會主席兼首席執(zhí)行官蘇姿豐在近日舉行的2023世界人工智能大會上表示，AI將改變我們所從事的每一個行業(yè)，未來10年會出現(xiàn)一個大型計算機(jī)超級周期，現(xiàn)在正是一個成為技術(shù)供應(yīng)商的好時機(jī)。

　　為了抓住這個好時機(jī)，蘇姿豐在此前的“AMD數(shù)據(jù)中心與人工智能技術(shù)首映會”上，帶來了數(shù)據(jù)中心APU(加速處理器)Instinct MI300和第四代Epyc處理器的最新消息。在演講中，她將兩款產(chǎn)品的性能參數(shù)直接對標(biāo)了英偉達(dá)的H100芯片和英特爾的至強(qiáng)8490H。此舉被業(yè)界認(rèn)為是AMD將同時挑戰(zhàn)英偉達(dá)和英特爾在GPU和CPU領(lǐng)域的霸主地位。

　　在CPU和GPU領(lǐng)域，AMD始終是個挑戰(zhàn)者，即使在FPGA、DPU這些新興芯片領(lǐng)域AMD未必占據(jù)顯著優(yōu)勢。這也一直讓人們猜想：AMD何時才能停止“仰望”?蘇姿豐的強(qiáng)勢出擊能給出答案嗎?

　　CPU：一直仰望英特爾

　　“本次推出的第四代EPYC，在云工作負(fù)載中的性能是英特爾同類處理器的1.8倍，在企業(yè)工作負(fù)載中的速度是英特爾處理器的1.9倍。”蘇姿豐十分自信的在會上表示，這款代號名為Bergamo的高密度服務(wù)器CPU新品，具有820億顆晶體管、128個Zen 4c CPU內(nèi)核、256個線程，可滿足“高性能的云端需求”，是AMD打開云原生處理器市場的“鑰匙”。

　　AMD希望Bergamo能與基于Arm架構(gòu)的Ampere、Amazon等公司競爭，甚至與英特爾將在2024年推出的144核心的Sierra Forest正面較量。

　　在存儲方面，蘇姿豐還展示了最新的緩存堆疊X芯片-Genoa-X，可提供多達(dá)96個內(nèi)核和總計1.1GB的L3高速緩存。與英特爾最高規(guī)格的60核Sapphire Rapids至強(qiáng)相比，Genoa-X緩存將性能提升了2.2到2.9倍。

　　AMD和英特爾在CPU領(lǐng)域的“紅藍(lán)之戰(zhàn)”，可以追溯到1982年。那時為了得到IBM的PC量產(chǎn)訂單，AMD拿到了英特爾的授權(quán)，成為了英特爾CPU芯片的第二供應(yīng)商，并根據(jù)英特爾的設(shè)計和微代碼制造了80286處理器的AMD版本“Am286”，這也讓AMD擁有了與英特爾抗衡的技術(shù)資本。值得注意的是，AMD制造的Am286比英特爾制造的80286主頻更高，前者最高可達(dá)20MHz，后者最高只能達(dá)到10MHz左右，讓Am286瞬間成了臺式PC處理器的首選，就此拉開了二者斗爭的序幕。

　　AMD真正第一次靠自己研發(fā)獲得技術(shù)領(lǐng)先是在1996年。AMD發(fā)布了K5系列處理器，與英特爾的奔騰系列展開了新一輪較量，這也是AMD第一款自主設(shè)計的處理器產(chǎn)品，此時的綜合性能稍微優(yōu)于奔騰。1997年，英特爾退出Socket7架構(gòu)，轉(zhuǎn)向使用Slot1架構(gòu)，希望通過斷開兼容性的方式主導(dǎo)市場，而AMD迅速堅決地在Socket7架構(gòu)上推出K6。半導(dǎo)體行業(yè)專家張先揚(yáng)表示：“對比英特爾放棄了兼容性接口市場，AMD此舉獲得了很多廠商的支持。2003年，AMD發(fā)布了K8的Athlon 64，這也是AMD在與英特爾30多年的技術(shù)競爭史上首次真正領(lǐng)先對手。”

　　但到了2005年，英特爾拿出了殺手锏“Tick-Tock戰(zhàn)略”，即每一代CPU都會對應(yīng)tic或者toc。如果這代CPU對應(yīng)tic，那么這一代CPU相角前一代將會提升制造工藝(即更精細(xì)的納米工藝)，例如從22nm到14nm的制造工藝提升。如果這代CPU對應(yīng)toc，那么這一代CPU將會進(jìn)行處理器微架構(gòu)升級，例如支持新功能。“Tick-Tock(鐘擺)戰(zhàn)略”帶來的快周期、大幅性能提升的產(chǎn)品迭代是英特爾重新制勝的關(guān)鍵，AMD逐漸招架不住，落入下風(fēng)。

　　直到2014年，AMD終于迎來了一位足以改變命運(yùn)大救星，也是AMD創(chuàng)辦49年以來第一位女性CEO蘇姿豐(Lisa Su)，CPU及顯卡消費(fèi)者熟知的“蘇媽”。蘇姿豐臨危受命，專注研發(fā)出了極具競爭力的AMD單獨(dú)立項的架構(gòu)——Zen架構(gòu)，并在2017年，就發(fā)布了基于Zen架構(gòu)的從移動到桌面，再到高端桌面的近20款產(chǎn)品，包括新一代微處理器銳龍Ryzen、高性能顯卡Radeon RX Vega和服務(wù)器處理器EPYC。其中，Ryzen處理器采用全新的Global Foundries 14nm制造工藝、擁有8核16線程，IPC性能提升40%，而當(dāng)時頂級的英特爾i7 6700K只有4核8線程，更先進(jìn)的工藝不僅推動性能增長，還大幅降低了功耗，終于與當(dāng)時的英特爾酷睿處理器站到了同一水平線，再加上高性價比，提升了AMD在CPU市場的口碑，在2017年底將其CPU市場份額從8%提升至22%，也讓連續(xù)5年虧損的AMD終于扭虧為盈。

　　數(shù)據(jù)來源：Counterpoint

　　從目前的市場份額來看，市場研究機(jī)構(gòu)Counterpoint的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2022年，英特爾繼續(xù)在數(shù)據(jù)中心CPU市場占據(jù)主導(dǎo)地位，但市場份額卻下降了10%至71%，而AMD的市場份額迎來了增長，達(dá)到了近20%。

　　讓我們看到了AMD打不倒，不服輸?shù)木�神，盡管起步較慢，但始終在追趕，很多次都在性能和市場份額上反超了英特爾，也讓英特爾不能有絲毫松懈，要時刻加緊研發(fā)，AMD一直緊隨其后。

　　GPU：難以撼動英偉達(dá)

　　蘇姿豐表示：“我們?nèi)蕴幱贏I生命周期非常早的階段，人工智能是塑造下一代計算的決定性技術(shù)，也是AMD最大、最具戰(zhàn)略意義的長期增長機(jī)會。”

　　當(dāng)前的AI芯片市場可以說是英偉達(dá)的天下，每一位挑戰(zhàn)者想要動搖其根基都并非易事。AMD作為英偉達(dá)的老對手，自然不會放任其獨(dú)攬如此龐大且增速超快的市場，蘇姿豐本次拿出的王炸產(chǎn)品就是一款直接對標(biāo)英偉達(dá)H100芯片，專門面向生成式AI推出的加速器——AMD Instinct MI 300X。AMD Instinct MI 300X內(nèi)部沒有集成CPU內(nèi)核，而是采用了8個GPU chiplet加4個IO內(nèi)存chiplet的設(shè)計，12個5nm chiplets封裝在一起，使其集成的晶體管數(shù)量達(dá)到了1530億，多于英偉達(dá)H100的800億晶體管，可以加速ChatGPT等大模型應(yīng)用。

　　與英偉達(dá)的H100芯片相比，AMD Instinct MI 300X的HMB密度是前者的2.4倍，帶寬則為前者的1.6倍，理論上可以運(yùn)行比H100更大的模型。

　　AMD入局GPU時十分堅定，但也付出了沉重的代價。在2006年，AMD豪擲自身近一半的市值，54億美元買下了英偉達(dá)在GPU領(lǐng)域的死對頭ATI，成為了當(dāng)時全球唯一一個同時擁有高性能CPU和GPU技術(shù)的公司，但也意味著AMD要雙線作戰(zhàn)，同時與“雙英”展開廝殺。

　　盡管英偉達(dá)比AMD晚成立24年，但作為GPU的創(chuàng)立者，英偉達(dá)在GPU領(lǐng)域鮮有對手，ATI也只能在中低端占有部分份額。但ATI被AMD收購之后，AMD利用自身CPU的研發(fā)優(yōu)勢整合ATI的GPU，推出了新產(chǎn)品——APU，這款新產(chǎn)品既能做CPU擅長的通用任務(wù)，也能做游戲、圖形處理，還能憑借GPU強(qiáng)大的浮點性能做加速任務(wù)，高頻、小核心、低成本顯卡的策略取得了成功，甚至曾在GPU綜合市場份額超越了英偉達(dá)，讓英偉達(dá)開始重新正視這個老對手。

　　但AMD想要撼動如日中天的英偉達(dá)，并非易事。賽迪顧問集成電路產(chǎn)業(yè)研究中心研究員鄧楚翔向《中國電子報》記者表示，雖然本次AMD的MI 300X采用了更大的192GB HBM3，但英偉達(dá)的產(chǎn)品也在迭代，等未來MI300X正式發(fā)售時，英偉達(dá)可能已經(jīng)推出了參數(shù)更強(qiáng)的產(chǎn)品，而且，由于當(dāng)日未發(fā)布價格，采用192GB HBM3的MI300X成本可能并不會比預(yù)想的低，因此，等未來正式發(fā)售時與H100相比可能不會有顯著的價格優(yōu)勢。

　　其次，MI300X沒有H100所擁有的用于加速Transformer大模型的引擎，這也意味著用同樣數(shù)量的MI300X將花費(fèi)更長的訓(xùn)練時間。當(dāng)前，用于AI訓(xùn)練的GPU供不應(yīng)求，價格水漲船高，MI300X的推出無疑將利于市場的良性競爭，但短期來看，AMD的MI300X可能更多是作為客戶買不到H100的“替代品”。

　　至頂智庫執(zhí)行主任兼首席分析師孫碩表示，盡管從AMD本次公開的性能參數(shù)來看，MI300X在很多方面都優(yōu)于英偉達(dá)的H100，但并不是性能越高，就越多人用，這不是一個正向關(guān)系。英偉達(dá)深耕GPU領(lǐng)域多年，所擁有的市場認(rèn)可度和產(chǎn)品穩(wěn)定性都是AMD所不具備的。另外在軟件生態(tài)的建立和開發(fā)方面，同樣需要不斷積累，而且門檻較高，需要較長的時間完善。

　　英偉達(dá)的CUDA經(jīng)過十幾年積累已構(gòu)建其他競爭對手短時間難以逾越的護(hù)城河。AMD目前已經(jīng)擁有一套完整的庫和工具ROCm，也能完全兼容CUDA，為AMD提供了說服客戶遷移的條件和理由，但兼容只屬權(quán)宜之計，進(jìn)一步完善自己的生態(tài)才能形成競爭優(yōu)勢。未來，ROCm需支持更多的操作系統(tǒng)，在AI領(lǐng)域開拓更廣泛的框架，以此吸引更多的開發(fā)者。

　　數(shù)據(jù)來源：Jon Peddie Research

　　GPU的市場份額方面，市場調(diào)查機(jī)構(gòu)Jon Peddie Research發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示，2024年第一季度的英偉達(dá)繼續(xù)以83.7%的市場占有率持續(xù)領(lǐng)導(dǎo)著GPU市場。AMD的市場占有率持平在12%。雖然差距依舊不小，但不可否認(rèn)AMD本次帶來的產(chǎn)品性能確實讓人眼前一亮，等產(chǎn)品正式推向市場時，真正的較量才算開始，我們拭目以待。

　　FPGA：和英特爾旗鼓相當(dāng)

　　進(jìn)入AI時代，GPU、FPGA以及ASIC被合稱為“AI芯片”，與GPU相比，F(xiàn)PGA作為可編程邏輯列陣，具備更低能耗、更強(qiáng)的靈活度和可編輯性，因而具備較短的設(shè)計周期，更適合算法快速迭代、應(yīng)用場景不斷拓展的AI時代，CPU+FPGA的方案也能夠提供GPU所擅長的龐大算力支持。

　　在FPGA領(lǐng)域的布局上，英特爾還是搶先一步，早在2015年就167億美元的價格收購了當(dāng)時全球第二FPGA廠商的Altera。AMD也不甘示弱，在2022年，以500億美元的天價收購了全球最大的FPGA廠商賽靈思，AMD因此躍升為新晉FPGA龍頭，與英特爾展開了新一輪斗爭。

　　AMD通過有效整合賽靈思在FPGA方面的優(yōu)勢，提供了具有更廣泛高性能的計算產(chǎn)品組合。蘇姿豐表示：“借助賽靈思在5G、通信、自動駕駛和行業(yè)領(lǐng)域的資源，AMD能夠?qū)⒏咝阅苡嬎隳芰�帶入更多領(lǐng)域，擴(kuò)展到更廣泛的客戶群體中。賽靈思領(lǐng)先的FPGA、自適應(yīng)SoC、人工智能引擎和軟件專業(yè)知識將賦能AMD，帶來高性能和自適應(yīng)計算解決方案組合，幫助我們在可預(yù)見的約1350億美元的云計算、邊緣計算和智能設(shè)備市場機(jī)遇中占據(jù)更大份額。”

　　AMD通過賽靈思領(lǐng)先的FPGA、自適應(yīng)SoC技術(shù)，二者強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，在6月27日，宣布推出AMD Versal Premium VP1902自適應(yīng)片上系統(tǒng)(SoC)，這是一款基于FPGA的自適應(yīng)SoC，既是全球最大的自適應(yīng)SoC，也將成為全球最大的FPGA。

　　但英特爾由于更早開始研發(fā)FPGA，長時間的經(jīng)驗積累也讓英特爾在該領(lǐng)域更加成熟。英特爾表示，計劃在今年推出15款新FPGA，這刷新了英特爾該品類的年度推新紀(jì)錄。并且最新推出的Agilex 7 R-Tile FPGA，相較與AMD的產(chǎn)品，在帶寬速度等方面已經(jīng)取得了領(lǐng)先。

　　可見，在FPGA這個高速發(fā)展的領(lǐng)域，AMD和英特爾的對擂還將延續(xù)，但二者的實力目前還屬于旗鼓相當(dāng)，勝負(fù)仍未可見。

　　DPU：相比“雙英”姍姍來遲

　　隨著帶寬不斷提升，海量數(shù)據(jù)涌入，一些“CPU做不好，GPU做不了”的復(fù)雜數(shù)據(jù)處理工作，開始逐漸轉(zhuǎn)向能夠重新分配算力和優(yōu)化算力資源的DPU。DPU因此被列為CPU、GPU之外的第三個主力芯片，成為新一代數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新范式。因此，三大廠商都開始布局DPU賽道。

　　英偉達(dá)在2019年就發(fā)現(xiàn)這一新領(lǐng)域，以69億美元的價格收購了以色列網(wǎng)絡(luò)芯片公司Mellanox，并于同年就推出了BlueField-2 DPU，自此拉開DPU高速發(fā)展的序幕，打造了全新的芯片路線“GPU+DPU+CPU”�；�于DPU的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，英偉達(dá)計劃在Bluefield-4產(chǎn)品實現(xiàn)將GPU集成至DPU中，進(jìn)而實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)整合。

　　從英偉達(dá)最新商業(yè)路線來看，英偉達(dá)正在布局“CPU+GPU+DPU”的三芯戰(zhàn)略，未來極有可能將構(gòu)建自己的XPU體系，并催生新的解決方案。

　　英特爾沒有選擇收購DPU廠商，而是推出了與DPU功能相似的IPU產(chǎn)品。英特爾數(shù)據(jù)平臺事業(yè)部首席技術(shù)官Guido Appenzeller表示：“IPU是一種全新的技術(shù)類別，是英特爾云戰(zhàn)略的重要支柱之一。它擴(kuò)展了英特爾的智能網(wǎng)卡功能，旨在應(yīng)對當(dāng)下復(fù)雜的數(shù)據(jù)中心，并提升效率。”

　　IPU的發(fā)布，讓英特爾成為當(dāng)時業(yè)界唯一擁有CPU、獨(dú)立GPU、IPU、ASIC、FPGA和各種加速器的企業(yè)。在同年的英特爾架構(gòu)日上，英特爾向業(yè)界提出了XPU異構(gòu)愿景：一個由標(biāo)量、矢量、矩陣、空間組成的SVMS架構(gòu)——分別對應(yīng)了CPU、GPU、IPU和FPGA，可進(jìn)行多種異構(gòu)組合。這也是英特爾首次、業(yè)界明確將單一架構(gòu)之后的發(fā)展方向定義為XPU。

　　AMD則一直到2022年才姍姍來遲，宣布以19億美元收購DPU芯片廠商Pensando。AMD基于Pensando的DPU技術(shù)，發(fā)布了代號為“Giglio”的下一代DPU路線圖，與當(dāng)前一代產(chǎn)品相比，該路線圖旨在為客戶帶來更高的性能和能效，預(yù)計將于2023年底上市。

　　至此，AMD的“CPU+GPU+FPGA+DPU”的芯片版圖搭建完成，未來將以此繼續(xù)擴(kuò)大數(shù)據(jù)中心和人工智能業(yè)務(wù)范圍，豐富產(chǎn)品類型。

　　可以看出AMD想要在CPU和GPU領(lǐng)域戰(zhàn)勝“雙英”，不再仰望，還有很長的一段路要走，但在FPGA和DPU賽道上，和 “雙英”已然并駕齊驅(qū)。“AMD目前的勢頭很好，在產(chǎn)品性能和技術(shù)上已經(jīng)可以匹敵‘雙英’，但還需要加強(qiáng)與業(yè)界的合作，增強(qiáng)市場產(chǎn)品認(rèn)可度，我們希望AMD能繼續(xù)斗志昂揚(yáng)的與英特爾、英偉達(dá)展開競爭，高強(qiáng)度的激烈競爭勢必會加速技術(shù)創(chuàng)新，讓消費(fèi)者有更多的選擇和性價比更高的產(chǎn)品。”張先揚(yáng)說。