AMD实现逆袭的核心竞争力_风闻

最近，AMD在CPU市场的逆袭势头越来越猛，正吸引着越来越多的眼球。

在PC市场（包括笔记本电脑），2017年初，AMD正式发售基于Zen架构的Ryzen（锐龙）处理器，在过去近3年的时间里，桌面x86 CPU市场的格局也在悄然变化。来自cpubenchmark的统计显示，今年三季度过后，AMD在CPU市场的份额已经攀升至30%左右，从2016年的低谷彻底反弹。

在服务器市场，随着这几年的发奋图强，AMD也在一点一点地追回服务器CPU市场份额（2006年，该公司在该市场的份额曾经达到20%）。来自Mercury Research的数据显示，今年第二季度，AMD在该市场的份额为3.4%，而2018年同期为1.4%。

能够取得以上成绩有诸多原因，其中，采用行业最先进的制程工艺，从而使CPU和GPU的性能和功耗水平达到目前行业最优，无疑是一个重要因素。从2018年开始，半导体行业就刮起了7nm旋风，台积电在这方面的制造水平领袖群伦，也正是通过不断加强与台积电的合作，使得AMD的产品能够在制程方面保持行业领先地位，为其逆袭贡献了不少力量。

创新架构与互连技术

在处理器架构方面，AMD最新的第三代锐龙处理器，以及第二代霄龙（EPYC）服务器CPU，都是以其“Zen 2”为核心的。此外，在GPU方面，该公司也推出了新架构RDNA。

全新的“Zen 2”架构大幅度提升了处理器的性能水平，IPC（每时钟周期指令）比上一代“Zen”架构提升15%。另外，基于“Zen 2”单封装模块化架构Chiplet的CPU具有前所未有的核心缓存性能。

Zen 2体系结构是Zen的改进，Zen有一些瓶颈需要解决。这些问题在Zen 2设计中得以解决，同时，由于采用了较小的7nm晶体管，因此在重要位置增加了额外的功能。上图显示了Zen 2内核的框图。有一个新的分支预测器，一个更大的微操作缓存，一个额外的地址生成单元和一个新的浮点单元，它们可以同时处理256位数据。另外，还有更多的L3缓存，是上一代产品的两倍。

除了Zen 2，AMD对未来架构也有规划，其技术发展路线值得期待。在Zen 2架构的基础上，该公司将于2020年推出基于新的Zen 3架构服务器CPU，代号为Milan（米兰），据悉，采用7nm+制程的Milan处理器已经完成架构设计。

在Zen 3之后，AMD已经开始规划Zen 4架构设计了，此外，Zen 5架构也开始着手开发了。

不止CPU，AMD在GPU架构方面也有长远规划，在原有的GCN（Graphics Core Next）基础上，已经推出了新的RDNA，采用该架构的7nm处理器已经发货。RDNA 2也在设计当中。

10月10日，在北京召开的AMD大中华区合作伙伴峰会上，该公司全球院士，计算与图形首席技术官Joe Macri表示，AMD依然在紧跟摩尔定律，主要通过以下三方面实现：1、技术和IP；2、软件；3、系统设计。

摩尔定律演进脚步明显放缓，要想继续赢得市场，就必须有更多的创新，这方面，业界多家公司都在新技术和系统设计创新方面下大功夫，AMD自然也不例外，Chiplet就是典型代表。

Chiplet当中非常关键的就是Die之间的互连技术，在上一代Zen架构中，AMD采用了Infinity Fabric，以连接内核中不同的Die，EPYC，Ryzen和Threadripper CPU均通过Infinity Fabric连接。而在Zen 2架构中，AMD推出了第二代的Infinity Fabric，其在中间放置了一个I/O芯片，该芯片与两个8核芯片相连。I/O芯片以14nm工艺制造，CPU内核以7nm工艺制造。

GPU新架构：RDNA在GPU方面，AMD的新产品，如Radeon RX 5700 XT和RX 5700，都采用了新架构RDNA。据悉，基于RDNA构建的GPU将涵盖从节能笔记本电脑和智能手机，到世界上一些最大的超级计算机。

RDNA提供的优化可能适合移动应用。双计算单元（数学运算部件）之间共享的L1缓存的引入，由于更少的读写操作，降低了功耗。共享L2缓存还可以在64KB~512KB之间进行配置，具体取决于应用程序的性能、功耗和硅片面积。

RDNA架构从上一代GCN的64个工作项目转移到支持更窄的32个工作项，换句话说，工作负载在每个核心中一次可以并行计算32项。AMD表示，通过将工作负载分配到更多内核，提高了性能和效率，这有利于提升并行性能。这也更适合移动等带宽受限的应用，因为移动大块数据是耗能的。

可见，AMD正在大力关注内存和功耗，这是所有成功的智能手机GPU的两个关键要素。

今年6月，三星和AMD宣布建立战略合作伙伴关系，将AMD的下一代GPU架构引入移动设备，而RDNA将是双方合作的重点。AMD表示，7nm+制程工艺可使RDNA架构实现更高的每瓦性能，而这正是三星所擅长的。

第二代 EPYC在大中华区市场正式亮相就在今年8月，AMD发布了备受瞩目的第二代霄龙（EPYC）处理器。其采用该公司的新架构Zen 2，由台积电7nm制程工艺代工生产。

在应用方面，谷歌已经开始在数据中心中使用霄龙CPU，并将在支持云服务的服务器集群中部署更多该系列产品。谷歌工程副总裁Bart Sano指出，AMD服务器CPU在各种工作负载下都有出色表现，谷歌能够以更低成本向客户提供云服务。目前来看，不仅谷歌，美国几家大型云计算公司和一些中国互联网企业也都是AMD的客户。

本周，在北京召开的AMD大中华区合作伙伴峰会上，该公司宣布EPYC处理器正式进入中国市场。

EPYC的合作伙伴生态系统正在迅速壮大，目前，已赢得超过60家产业链合作伙伴的支持，腾讯云、戴尔科技集团、新华三、联想等越来越多采用第二代EPYC的云实例、服务器系统和解决方案在中国市场面世。

服务器GPU路线图总体来看，AMD的GPU影响力强于CPU，在服务器端，在开拓EPYC市场的同时，AMD也在加快GPU在该领域的发展步伐。

因此，除了展示新一代EPYC服务器CPU之外，该公司还重点推介了GPU加速器Radeon Instinct MI50，也是基于台积电的7nm制程，主要针对深度学习、高效能运算，以及云端运算的应用需求。

据悉，MI50能满足大型计算、生物模拟研究等需求。其前一代产品是MI25，而下一代产品也在研发当中。除了这款GPU硬件之外，AMD还推出了完全开放的GPU计算平台ROCm。在这个机器学习开源平台中，用户可以自由选择CPU、GPU等硬件，不受厂商和品牌限制，而ROCm软件都是开源的，这样做，就是希望有更多的开发者和用户加入到这个开源平台当中，逐步建立起相应的机器学习生态系统。