研发ZEN架构

 

如果说AMD这十年最大的动作是什么？研发Zen架构一定榜上有名。早在2012年AMD开始着手研发Zen架构，终于在2017年3月，Zen机构正式上市。Zen架构是AMD在推土机架构失利之后研发的新一代架构，也是AMD的得意之作。此后的这几年Zen架构也成为AMD处理器路线图中的中坚力量。截止目前，AMD陆续推出了Zen+、Zen 2，明年将推出Zen 3。

 

（图源：ANANDTECH）

 

根据ANANDTECH近日的报道，从AMD在2020年的路线图中看到在7 nm EUV工艺（称为7 nm +）中引入了Zen 3。AMD最近评论说，Zen 3和Zen 2的性能提升将完全符合您对全新架构的期望。与当前的7 nm DUV节点Zen 2小芯片和公司的Navi GPU系列相比，7 nm EUV节点的晶体管密度显着提高了20％。Zen 3可淘汰了CCX（四核CPU复合体），并使小芯片成为CPU核的单片块而无需细分。

 

AMD几乎每年都会以新产品的速度生产新的Zen架构，AMD首席技术官Mark Papermaster在接受采访时表示，AMD的ZEN架构推出节奏是12-18个月，并且可持续。在最近的路线图中，AMD表示Zen 3几乎已经准备就绪，Zen 4处于开发中，Zen 5将进一步推出。

 

他谈到，与几年前相比，AMD最大的变化是拥有一个不断跨越的设计团队，这帮助AMD在12到18个月的周期中不断创新，确保所有的硬件有更好的性能。如果由于面市时间而不得不终止设计，那么那些不适合这一阶段的想法将直接进入下一代团队。

 

每一代架构的升级之时，大家都比较关注IPC的增加情况，如Zen 2的IPC相比前一代来说提高了15%。对此问题Mark强调，以后的每一代Zen结构都会有性能提升，我们正在推动高性能计算的模型，这一切都是为我们的核的设计选择正确的IPC改进集，以及正确的流程节点和设计规则。在核的设计过程中，总要有一个平衡，例如在功率和效率上。正如此前说过的那样，这个行业在单线程性能方面的年增长率是缓慢的，大约是7%，我们的目标是在每一代产品上都超过这个速度，值得注意的是，如果要每18个月推出一个新产品，则每年需要达到7％的改进水平，为了保持相同的趋势，每个产品都需要有 10.7％的改进。

 

重返服务器芯片市场

 

AMD重返服务器芯片市场要从2017年说起，2017年6月，AMD第一代EPYC服务器Naples(那不勒斯)横空出世，打破了英特尔多年来在PC市场的垄断，这也显示其重新向数据中心处理器市场发起冲击的决心。

 

回看AMD 2019年在服务器领域的动作，2019年1月7日第二代AMD锐龙3000系列移动处理器正式发布；2019年4月9日第二代AMD锐龙 Pro 3000系列移动处理器正式发布；2019年7月7日第三代AMD锐龙3000系列台式机处理器正式上市、AMD X570芯片组正式上市；2019年8月8日，AMD正式发布第二代EPYC数据中心处理器Rome（罗马）。

 

其中第二代EPYC罗马被称为“史上最强x86服务器芯片”。这款处理器最高搭载了64颗采用7nm制造工艺Zen 2核心，也是全球首个7nm数据中心处理器，7nm制程技术可以说是第二代EPYC处理器的最大优势。相比英特尔Xeno系列处理器，EPYC在性能翻倍的同时，价格也只是对方的一半。

 

功耗、成本和性能，这三个优势都正中服务器企业的痛点，这无疑是AMD迅速抢占英特尔市场份额的最好时机。苏姿丰此前在接受采访时表示，去年底AMD在X86服务器处理器市场上的份额约为5-6%，到了2020年底的时候这个份额将会提升到10%，这个10%的目标也是平均而言，苏姿丰表示他们在特定领域可能会获得更高的份额。比如AMD的EPYC二代处理器在单插槽下就能提供64核128线程，而Intel单路最多是28核56线程，英特尔在性能上稍显落后。

 

在ANANDTECH采访时，Mark表示，在服务器市场上，我们说过我们预计到2020年中期，我们的市场份额将达到两位数。人们问我们为什么要花这么长时间，为什么我们不能更快地发展，事实是数据中心市场需要更长的时间才能带动合作伙伴并完成整个认证周期才能赢得客户优化工作案例和应用程序。实际上，我们对原始设备制造商和客户的反应感到非常满意，而对于第二代EPYC和罗马，我们的预期是正确的，而且市场也在不断增长。

 

除此之外，AMD还积极构建服务器生态，在过去两年时间，AMD EPYC生态系统已经拥有超过60家合作伙伴。谷歌、推特、惠普以及联想等企业都相继部署第二代EPYC处理器，旗帜鲜明地表示了对AMD EPYC芯片系列的支持。

 

在2020年中左右AMD将推出其第三代EPYC处理器“Milan”(米兰)，工艺超越7nm，架构进化至Zen 3，AMD总裁兼首席执行官苏丽莎博士11月证实，该公司将在2020年初推出其下一代Ryzen 4000系列处理器。第四代则是“Genoa”(热那亚)，Zen 4架构，未来还有Zen 5架构的处理器。

 

拥抱台积电

 

不得不说，这几年AMD在台积电的加持下，AMD在工艺上已经走到了英特尔的前面。AMD与台积电有着非常紧密的合作，AMD的Navi GPU和基于Zen 2的处理器都严重依赖台积电的7nm晶圆厂来生产处理器，AMD目前采用7nm工艺的产品有“Zen2”CPU芯片、“Navi10”和“Navi14”GPU芯片。

 

据《苹果日报》报道，台积电的7nm制程产能至少要到2020年下半年才能全部实现。其中的订单大部分将来自AMD，该公司正在为其即将推出的基于Zen 3处理器过渡到7nm+工艺。作为突破Zen 2架构的进一步发展，AMD可能会在下周的CES 2020上发布首款Zen 3产品——可能是Ryzen 4000桌面处理器。

 

根据外媒Tom's Hardware的报道，2020年下半年，AMD可能会超过苹果成为台积电最大的7nm芯片代工客户，因为AMD将会同时使用台积电7纳米DUV和EUV工艺。而苹果则将A14芯片转移到台积电的5nm工艺，此举也给予了AMD更多的配额。

 

不过AMD取得目前的成功，还有多重原因。在最近的一次收益电话会议上，Lisa提到，AMD未来的发展并不总是依赖于从台积电获得最佳的流程节点优势，随着时间的推移，公司将推动架构的改进。Mark Papermaster也表示，显然，这个行业已经找到了利用核心业务增长的方法。

 

Mark认为，作为CPU供应商，必须要学会把握速率和步调，因为你不能以比软件可以利用的更快的速度提高内核数的变化速率！但是我们显然会在CPU和GPU上添加更多引擎，而这些特定的硬件引擎将是我们前进的动力。现在，很明显是必须要在内存和IO之间取得平衡。

 

“双英”的左右夹击

 

（1）与英特尔的CPU之战

 

AMD和英特尔之间在CPU市场份额上的争夺战似乎已经非常接近。在一份运行PassMark的电子设备的调查报告中显示，十四年来AMD首次夺取了40％的CPU市场份额。其实自2017年基于Zen架构的处理器开始问世，AMD便一直在抢获市场份额，并不断提高。

 

 

根据市场分析公司Mercury Research的报告指出，今年7月份，AMD的Ryzen 3000处理器的发布揭示着其向7nm工艺技术的历史过渡，而英特尔在10nm制程的延缓终造就了AMD突围的机会，凭借其最新的7纳米工艺以及激进的定价策略，AMD以惊人的速度蚕食英特尔的市场份额。再者，由于AMD即将推出功能强大的Ryzen 9 3950X和新的Threadripper处理器，这可能会给AMD带来另一波强劲的销售浪潮，有可能进一步增加其CPU市场份额。

 

不过英特尔在CPU市场的各个领域仍然处于领先地位，鉴于AMD正不断提高其在各个领域的市场份额，它最近的成功无疑激发了英特尔的反击，英特尔似乎也降低了产品价格，以应对AMD对其市场份额的新威胁。虽然英特尔持续的供应短缺可能会给AMD带来福音，并且持续到2020年，但英特尔仍希望能赢得制程方面的领先方面，并积极地与AMD 竞争。

 

2.与英伟达的显卡之战

 

在GPU领域，AMD和Nvidia之间一直存在着一场良性的永恒之战。

 

2019年AMD发布了不少GPU新品。2019年2月7日Radeon Ⅶ正式发售；2019年7月7日Radeon RX 5000系列显卡正式上市；2019年10月Radeon RX 5500系列显卡发布；2019年11月Radeon Pro W5700正式发布。

 

从定价来看，AMD的产品价格在多数情况下（中端）往往占据上风。但在高端GPU上，Nvidia则处于垄断地位，虽然价格会高很多，但整体性能也会提高。

 

最近，以新的rDNA图形架构支持的AMD Navi卡几乎覆盖了中端市场。AMD的中端Radeon RX 5700的价格与RTX 2060相同，但在Ultra / Max设置下，在1440p分辨率下表现更好。除此之外，AMD在CES 2019上透露了Radeon VII，这是一款与英伟达在高端领域竞争的产品，据透露其性能在大多数情况下都相当于RTX 2080。

 

在推出GeForce RTX2080 Ti、RTX2080、RTX2070和RTX2060的图灵架构一年之后，英伟达最近推出了超级RTX卡、RTX2080 Super、RTX2070 Super和RTX2060 Super，超级RTX卡提供更便宜、有竞争力的价格，此举显示英伟达意在跟上价格更实惠的AMD同类产品的步伐。

 

从硬件来看，英伟达使用的是整体更先进的技术，他们的GPU往往在计算任务上表现更好，产生的热量和功耗都较少。而AMD的GPU是通过增加低价型号的内存带宽来弥补处理上的不足，因此其功率较大，也因其发热程度而臭名昭著。不过，这种差距正在不断减小。

 

如今，Nvidia与AMD GPU之间的最大区别之一是实时光线跟踪加速，两家的实现方法不同。Nvidia使用专用的硅RT或光线跟踪核心，以及专有的编程接口，需要开发人员支持更多工作。AMD采用了较少依赖硬件的方法，该方法更易于合并，但效果可能不那么强。

 

归根结底，这两家公司都依靠相互竞争来繁荣发展。根据GAMINGSCAN的报道，在GPU领域，没有真正的赢家，两者都具有它们擅长的领域和尚待改进的地方。在大多数情况下，AMD在预算和中端显卡方面会更好，而Nvidia是高好的高端显卡。

 

图片来源：GAMINGSCAN

 

结语

 

2019年是AMD产品爆发和复兴的一年，这一年“AMD YES！”的呼声也越来越高。而2020年将是AMD历史上最伟大的一年之一，随着下一代CPU，GPU和下一代半定制游戏机芯片的全面推出，AMD又将在2020年续写怎样的故事？

 

文章来源于半导体行业观察，作者：杜芹  

 

 

推荐阅读：