AMD是最早的大型微處理器設(shè)計者之一，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)成了一個激動人心的故事——充滿了英雄式的成功，愚蠢的錯誤。在其他半導(dǎo)體公司來來往往的時候，AMD在多個地方經(jīng)受了許多風(fēng)暴并進行了多場戰(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，那是你想要體驗技術(shù)創(chuàng)新前沿的時間和地點。

當(dāng)時，類似貝爾實驗室，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，但是由于謹慎的高級管理人員和這個充滿恐懼和不穩(wěn)定時代的影響，這些充斥著挫敗感的工程師渴望獨自出擊。

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個人離開，他們一起成立了自己的電子設(shè)計和制造公司：Advanced Micro Devices（AMD）。

這個團隊由飛兆半導(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等公司競爭（后者在研究和開發(fā)上花費了大量資金開發(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)品在短短幾個月內(nèi)就提高了效率和速度。這些微芯片的設(shè)計也符合美國軍用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，這對仍處于新興的計算機行業(yè)來說，具有相當(dāng)大的優(yōu)勢，因為計算機行業(yè)的可靠性和生產(chǎn)一致性差異很大。

AMD的第一個模仿CPU-Am9080

英特爾在1974年發(fā)布他們的第一個8位微處理器（8008）時，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)計的，當(dāng)中包括RAM芯片，邏輯計數(shù)器和位移位器。第二年他們又推出了許多新型號：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)存控制器都是獨立的芯片。

按照現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)，公然剽竊英特爾設(shè)計絕對會引起軒然大波，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，零售價為350多美元，是軍隊購買價格的兩倍。隨后是1977年的8085（3 MHz）處理器，并很快就推出了8086（8 MHz）。設(shè)計和制造方面的改進推動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年開始從大型機系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到所謂的個人計算機（PC）時，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x86處理器，同時，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。

這是第一個真正重要的臺式機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，最高達到20 MHz。無疑，這標(biāo)志著兩個硅谷強“國”之間爭奪CPU統(tǒng)治權(quán)的斗爭的開始。對于英特爾的設(shè)計，AMD試圖做得更好。

這一時期代表著剛剛起步的PC市場的巨大增長，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。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現(xiàn)。

為此AMD提起訴訟，但仲裁花了四年半的時間，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信用盟約。

正是在IBM PC市場從55％激增到84％的時候，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)布具有高度競爭力的40 MHz Am486，并以相同的價格提供比Intel 33 MHz的 i486高20％的性能。這在整個486系列產(chǎn)品中重演。在英特爾486DX的頻率達到100 MHz的時候，AMD提供了一個120 MHz的選擇。為了更好地說明AMD在這段時期的實力，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，它可以對舊計算機進行直接升級。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)運算方面比競爭對手略快。

為了解決這個問題，英特爾更改了命名約定，以其拉開他們與競爭對手和其他供應(yīng)商與產(chǎn)品的距離。Am5x86從新銷售和486計算機的升級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)擴大了這市場份額。

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競爭，該項目的強大執(zhí)行力對AMD至關(guān)重要。按照介紹，該芯片具有比Cyrix強大的浮點單元，大約相當(dāng)于Pentium 100，而整數(shù)性能則對標(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，因為該項目一直受到設(shè)計和制造問題的困擾。這些導(dǎo)致CPU無法滿足頻率和性能目標(biāo)，并且上市時間晚了，導(dǎo)致其銷售不佳。

而此時，AMD已經(jīng)在NexGen上花費了8.57億美元的股票，NexGen是一家小型無晶圓芯片（僅設(shè)計）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對標(biāo)。K6也造就了AMD的成功，這一切都歸功于前英特爾員工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年投放市場時，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浮點功能的簡便途徑。不利的一面是，除了需要重寫補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比其他競爭對手強得多，但價格通常是英特爾奔騰芯片的一半。K6的最終版本K6-III是一個更復(fù)雜的CPU，晶體管數(shù)量為2140萬個，高于第一個K6的880萬個和K6-II的940萬個。

新的CPU集成了AMD的PowerNow !，可根據(jù)工作負載動態(tài)更改時鐘速度。隨著時鐘速度最終達到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較短的使用壽命，K7更適合與Pentium III及其以后的產(chǎn)品競爭。

1999年是AMD的黃金時代的頂峰。因為在這一年，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。

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的頻率運行，超過了當(dāng)時提供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競爭，其優(yōu)勢在于價格較低，但始終具有更好的性能。Athlon于2003年9月升級為K8（代號為ClawHammer），我們也稱之為Athlon 64，因為它為x86指令集添加了64位擴展。

通常將此事件稱為AMD的決定性時刻。因為在他們不斷發(fā)展的同時，英特爾不惜一切代價研發(fā)的Netburst架構(gòu)將要曝光。

這樣一個相對較小的公司，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候，你就需要花費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)濟危機，內(nèi)部管理不善，財務(wù)預(yù)測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，但運行在2.8 GHz。

正如當(dāng)時的評論所顯示，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)需要很高的時鐘速度才能具有競爭力，但這反過來又增加了功耗和熱量輸出。換而言之，該設(shè)計已達到極限，不再需要重新設(shè)計，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。

該計劃原本在2006年8月推出針對移動平臺的Yonah設(shè)計，然后產(chǎn)生了針對臺式機的雙核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，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)計的過渡非常適合各種不斷發(fā)展的市場，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峰會上被堅決地撤離，但一個災(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公開宣布了一項舉措，該舉措已得到當(dāng)時的首席執(zhí)行官赫克托·魯伊斯（Hector Ruiz）的完全認可（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。這筆交易是一場巨大的財務(wù)賭注，收購占當(dāng)時AMD市值的50％，盡管這筆收購是合理的，但價格絕無僅有。

我們認為，ATI被嚴重高估了，因為它并沒有（與Nvidia一樣）帶來相當(dāng)?shù)氖杖胧杖?。ATI也沒有生產(chǎn)基地，其價值幾乎完全基于知識產(chǎn)權(quán)。由于高估了ATI的商譽價值，AMD吸收了26.5億美元的減記，最終承認了這一錯誤。

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6,500萬美元價格賣給了高通。該部門現(xiàn)名為Adreno，是“ Radeon”的字形，這個產(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1.928億美元的價格出售給Broadcom。

除了燒錢外，AMD對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總裁兼首席運營官Dirk Meyer宣布了AMD新K10 Barcelona處理器的定稿。這是他們在服務(wù)器市場上的決定性舉動，因為它是成熟的四核CPU，而當(dāng)時英特爾僅生產(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bug的發(fā)現(xiàn)，而遭受打擊。該錯誤在極少數(shù)情況下會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BIOS補丁可以解決傳出處理器上的問題，但這樣做會損失大約10％的性能。修改后的“ B3步進式” CPU在6個月后交付時，但這已經(jīng)給AMD造成了銷售和聲譽方面的損失。

一年后，也就是2007年末，AMD將四核K10設(shè)計推向了臺式機市場。到那時，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——所有四個核心都在同一個芯片中，而Q6600則在同一封裝中使用了兩個單獨的芯片。但是，AMD一直在努力達到預(yù)期的時鐘速度，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，但價格也較貴。

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

奇怪的是，AMD似乎做出了有意識地放棄了廣告，再加上他們在企業(yè)的軟件方面毫無存在感。這就讓我們對AMD這段時間的操作有點不能夠了解的。但是，如果不考慮英特爾的反競爭行為，那么對AMD歷史上這個時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作斗爭，其中包括向OEM支付巨款（總計數(shù)十億美元）。這些積極的行動使AMD CPU原理了新計算機。

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而加?。涸谟⑻貭柸斡蓯鹤鲃≈畷r，AMD本身實際上無法為其現(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)金儲備：到新千年的第一個十年結(jié)束時，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在爭奪市場份額的時候舉步維艱。

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)濟正努力從2008年的金融危機中反彈。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。

AMD并沒有改善K10的設(shè)計，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”。

推土機的四個模塊設(shè)計

AMD的Bulldozer采取了一種共享的模塊化方法：每個集群（或模塊）都包含兩個整數(shù)處理核心，但是它們并不是完全獨立的。他們共享了L1指令和L2數(shù)據(jù)緩存，獲取/解碼和浮點單元。通過簡單地將第一個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鐘速度。可擴展的設(shè)計還將使其適合更廣泛的市場。

FX-8510是 2011年10月發(fā)布的最佳機型，具有4個群集，但以8核8線程CPU的形式銷售。在這個時代，處理器具有多種時鐘速度，F(xiàn)X-8150的基本頻率為3.6 GHz，turbo時鐘為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，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，運行頻率高達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令人難以置信——有時，處理大量線程的能力會大放異彩，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肯定不會放棄設(shè)計，而對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）的上市時間很晚，而且表現(xiàn)令人失望。

但是該項目為AMD提供了應(yīng)對其他市場的手段。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，這也是與推土機截然相反的設(shè)計：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格制造，因此利潤率相對較低，但兩個平臺的銷量均達數(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)修改推土機設(shè)計。打樁機排在第一位，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，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的聲譽有些差。AMD放棄了這種命名法，只是將其Excavator臺式機CPU標(biāo)記為A系列。

該公司的圖形部門負責(zé)Radeon產(chǎn)品的發(fā)展，其命運也同樣喜憂參半。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)計將持續(xù)近8年，并將其運用于主機，臺式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處理器逐漸具有強大的計算性能，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的初始迭代在滿負載時需要遠遠超過200 W的功率。這主要因為它是在相對較大的工藝節(jié)點（TSMC的28nm）上制造的。到GCN以Vega 10的形式完全成熟時，這些芯片是由GlobalFoundries在其14nm節(jié)點上制造的，但是對能源的要求并沒有Radeon RX Vega 64之類的最大消耗近300的芯片更好。

盡管AMD擁有不錯的產(chǎn)品選擇，但他們卻沒有達到應(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)負債表已連續(xù)4年虧損（2012年的財務(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：加倍進行投資并且重組。在2012年，AMD召集了兩個人，他們在AMD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，開始著手兩個項目:一個是針對服務(wù)器市場的基于arm的設(shè)計，另一個是基于標(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）。

同時加入的還有飛思卡爾半導(dǎo)體公司(Freescale Semiconductors)的高級副總裁兼總經(jīng)理Lisa Su。她在AMD擔(dān)任了同樣的職位，人們普遍認為她和當(dāng)時的總裁Rory Read共同推動了公司向個人電腦以外的市場發(fā)展，尤其是向主機市場的進軍。

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SOI（絕緣體上硅）MOSFET 進行了研究，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。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)計最多要花好幾年時間才能投入市場。在此類計劃得以實現(xiàn)之前，AMD仍舊面臨著風(fēng)險。

在AMD繼續(xù)掙扎的同時，英特爾卻越來越強大。核心架構(gòu)和制造流程節(jié)點已經(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，通常以更小的節(jié)點的形式出現(xiàn)。

然而，并非所有的事情都是在幕后進行的，盡管利潤巨大，英特爾幾乎占據(jù)了整個市場的主導(dǎo)地位。2012年，英特爾預(yù)計將在3年內(nèi)發(fā)布10nm節(jié)點的CPU。但這個預(yù)計并沒有如期實現(xiàn)。他們的第一個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)點和基本設(shè)計上徘徊。

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舊工藝和體系結(jié)構(gòu)。時鐘速度和功耗不斷攀升，但沒有新的設(shè)計問世；這或許是他們Netburst時代的回聲。個人電腦用戶面臨著令人沮喪的選擇:要么從強大的核心產(chǎn)品線中選擇價格高昂的產(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，AMD全新的Zen架構(gòu)開始在市場中亮相。

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

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

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

任何新的硬件設(shè)計都需要合適的軟件來銷售，但多線程CPU正面臨著一場艱苦的戰(zhàn)斗。盡管主機采用8核CPU，但大多數(shù)游戲在4核的情況下仍然可以運行的很好。主要原因是英特爾的市場主導(dǎo)地位，以及Xbox One和PlayStation 4中都采用了AMD芯片的設(shè)計。前者早在2010年就發(fā)布了他們的第一個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，它的價格不到200美元。

主機處理器的問題在于CPU布局是由同一裸片中的兩個4核CPU組成，并且芯片的兩個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部分上，而僅將另一部分用于一般的后臺進程。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8核16線程cpu中的一個來升級他們的系統(tǒng)。一個全新的架構(gòu)顯然應(yīng)該有一個新的名字，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CPU都不是特別便宜：3.6 GHz（增強4 GHz）Ryzen 7 1800X的零售價為500美元，而0.2 GHz較慢的1700X的售價則低100美元。在某種程度上，AMD不想再被認為是廉價的選擇，但這主要是因為英特爾的8核酷睿i7- 690k要價超過1000美元。

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

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

這個die被劃分為兩個所謂的CPU綜合體(CCX)，每個都是4核8線程的。芯片中還裝了一個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投放市場一個月后，出現(xiàn)了6核和4核Ryzen 5型號，兩個月后又出現(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和四個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個月的時間里，AMD展示了他們正在利用他們的設(shè)計，有效地對標(biāo)了x86桌面市場。

一年后，架構(gòu)升級為Zen+，包括對緩存系統(tǒng)的微調(diào)，以及從GlobalFoundries的古老的14LPP流程(該節(jié)點是三星的)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鐘速度運行。

之后又過了12個月，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。工程師沒有遵循單片構(gòu)造，即CPU的每個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)計將針對Zen 3進行保留和完善，目前預(yù)計將在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的圖形部門的命運也發(fā)生了類似的變化——2015年，該部門被賦予了完全的獨立性，即Radeon Technologies Group (RTG)。他們的工程師最重要的發(fā)展來自RDNA，這是對GCN的重大改造。對緩存結(jié)構(gòu)的更改，以及對計算單元大小和分組的調(diào)整，將體系結(jié)構(gòu)的重點直接轉(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)計的巨大潛力。微軟和索尼并沒有忽視這一點，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。

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

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

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(2019年的107億美元)，距離英特爾(720億美元)也相去甚遠。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——那么如何實現(xiàn)呢？他們的大部分收入來自他們所謂的“計算和圖形”部分，即Ryzen和Radeon銷售。毫無疑問，這種情況還會繼續(xù)改善，因為Ryzen非常有競爭力，RDNA 2架構(gòu)將為游戲提供一個通用平臺，可以在pc上運行，就像在下一代主機上一樣。

英特爾最新的臺式機CPU 在游戲領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢不斷下降。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的中端市場依然要面臨激烈的競爭。也許這只是巧合，但即使RTG是AMD的完全獨立部門，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型，Xbox和PlayStation在這一時代的銷量停滯不前，或許可以解釋這一現(xiàn)象。英特爾還完全主宰了企業(yè)級市場，沒有人會因為一個令人驚喜的新CPU的出現(xiàn)，就放棄一個數(shù)百萬美元的數(shù)據(jù)中心。

Nvidia DGX A100，配備兩個64核AMD EPYC處理器

但在接下來的幾年里，這種情況可能會發(fā)生改變，部分原因是新的游戲機，但也有可能是一個意想不到的領(lǐng)域。在所有公司中，英偉達選擇了AMD而不是英特爾來為其新的深度學(xué)習(xí)/AI計算集群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。

如果英偉達樂意使用AMD的產(chǎn)品，其他公司肯定會效仿。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。隨著臺積電繼續(xù)調(diào)整和完善其N7工藝節(jié)點，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。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)增強用戶體驗的應(yīng)用程序，比如Ryzen Master，但直到最近Radeon驅(qū)動才出現(xiàn)了普遍的問題。游戲驅(qū)動程序可能非常復(fù)雜，但它們的質(zhì)量可能決定硬件的聲譽。

AMD目前處于其51年歷史中最強大的位置。由于雄心勃勃的Zen項目沒有很快達到極限的跡象，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過去。一個健康而有競爭力的AMD，完全能夠正面迎戰(zhàn)英特爾和英偉達，這會為用戶帶來更多的好處。