《電子技術(shù)應(yīng)用》
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從CPU到GPU:AMD豪賭新款產(chǎn)品

2017-06-30
關(guān)鍵詞: AMD CPU GPU

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  站在辦公室寬大的窗戶前,蘇姿豐(Lisa Su)可以一覽無余地看到AMD奧斯汀辦公園區(qū)的全貌,其中包括正在對新芯片進(jìn)行測試的實驗室大樓。2016年春季,蘇姿豐經(jīng)常往實驗大樓的方向看,更是經(jīng)常與那座大樓里的公司員工通過短信、消息、電話溝通。她在翹首期盼Zeppelin芯片的誕生。

  Zeppelin是AMD最新款處理器的代號——將應(yīng)用在PC和服務(wù)器中的一款旗艦芯片,AMD的未來依賴于它的成功。蘇姿豐本身是微處理器領(lǐng)域的博士,2014年出任AMD首席執(zhí)行官一職。Zeppelin是她復(fù)興AMD產(chǎn)品線努力的“第一把火”,這是一款全新設(shè)計的芯片,能吸引從挑剔的游戲玩家,到運(yùn)行人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)軟件的科技公司在內(nèi)對計算能力要求頗高的客戶。如果Zeppelin獲得成功,AMD將有機(jī)會扭轉(zhuǎn)連年虧損的頹勢,甚至擺脫英特爾、英偉達(dá)等競爭對手的陰影。

  但讓蘇姿豐始料未及的是,當(dāng)Zeppelin“來到”奧斯汀接受測試時,意外發(fā)生了。

  測試工作負(fù)責(zé)人路易斯·卡斯特羅(Louis Castro),組建了一支80人的團(tuán)隊,對代號為Ryzen 的首款Zeppelin 芯片進(jìn)行測試。但是,在測試工作開始的前一天晚上——當(dāng)時是2016年4月,芯片設(shè)計團(tuán)隊負(fù)責(zé)人給卡斯特羅打來了電話,稱一個缺陷在設(shè)計團(tuán)隊的計算機(jī)模擬中蒙混過關(guān),首款Zeppelin 芯片可能會“見光死”,甚至不能啟動計算機(jī)。如果這一缺陷不能得到迅速修復(fù),Ryzen的發(fā)布可能會跳票數(shù)周甚至數(shù)月時間。更雪上加霜的是,蘇姿豐當(dāng)時遠(yuǎn)在8000英里和10個時區(qū)之外——正在印度進(jìn)行訪問??ㄋ固亓_回憶說,“在職業(yè)生涯中我從未遇到過這樣的事,我坐下來沉思:該怎么辦?”

  負(fù)責(zé)Zeppelin的工程師李·魯斯克(Lee Rusk)立即致電這款芯片的代工制造商,要求對方立即停止生產(chǎn)。首席技術(shù)官馬克·斐波馬斯特(Mark Papermaster)通過電話向蘇姿豐匯報了這一壞消息。雖然通話很急迫,但他們兩人都沒有驚慌失措。蘇姿豐的第一反應(yīng)很是果斷:測試工作不能推遲。

  AMD團(tuán)隊迅速進(jìn)入蘇姿豐所謂的“阿波羅13模式”。四支不同的工程師團(tuán)隊通過頭腦風(fēng)暴,制定出避開原型芯片中的缺陷,立即開始對芯片進(jìn)行測試的方案。一回到奧斯汀,蘇姿豐就直奔實驗室,給工作人員鼓勁,并提醒他們“只許成功不許失敗”。

  作為當(dāng)前計算機(jī)和手機(jī)核心的硅芯片極其復(fù)雜。5美分硬幣大小的Ryzen芯片,集成有500萬個晶體管,分布在100個不同的層面上??ㄋ固亓_團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)的缺陷,只影響所有電路的不到萬分之一。一旦缺陷位于芯片“深處”——在最底下的層面之一上,修復(fù)它可能需要耗費(fèi)大量時間。但AMD運(yùn)氣不錯:問題可以在一個月后得到解決。

  無論如何強(qiáng)調(diào)AMD急需一款成功的產(chǎn)品——迅速成功的產(chǎn)品,都很難說是夸張。過去10年大多數(shù)時間中它依賴的策略——生產(chǎn)一般的芯片,然后每1、2年發(fā)布升級產(chǎn)品,以低于對手的價格銷售——已經(jīng)失敗。市場研究公司IDC的數(shù)據(jù)顯示,在2007年至2016年期間,AMD在PC芯片市場上的份額由23%下滑到10%以下;服務(wù)器芯片市場份額更是下滑到1%以下。與此同時,PC市場萎縮的速度超過人們想象,遭到移動革命的蠶食。AMD基本上與移動革命無緣。AMD已經(jīng)連續(xù)5年虧損,營收在2015年降低到40億美元(約合人民幣272億元)以下,比2011年的最高點低了39%。

  Fortune表示,AMD的壞消息,是硅谷的一大損失。在半導(dǎo)體大戰(zhàn)中,AMD從未接近領(lǐng)頭羊的位置,但它在許多方面都是創(chuàng)新者——處理器時鐘頻率超過1GHz的首家芯片廠商、首家推出雙核PC處理器的芯片廠商。作為第二大PC芯片廠商,AMD有助于數(shù)不清的對計算能力要求頗高的企業(yè)降低成本,獲得新技術(shù)?;萜掌髽I(yè)首席執(zhí)行官梅格·惠特曼(Meg Whitman)表示,“在我了解的所有市場上,競爭都推動了創(chuàng)新的發(fā)展。芯片市場更廣泛的生態(tài)鏈,對于整個產(chǎn)業(yè)來說是好事。

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  目前,AMD破產(chǎn)的可能性大大降低——這在很大程度上要感謝蘇姿豐。其戰(zhàn)略的中心是徹底地改進(jìn)設(shè)計,這有助于AMD在超級計算機(jī)市場上趕超英特爾和英偉達(dá)。同時,蘇姿豐還在降低AMD對PC市場的依賴,致力于向三大游戲主機(jī)廠商——微軟、索尼和任天堂——供應(yīng)芯片。她還通過向一家中國合作伙伴許可服務(wù)器芯片設(shè)計提高盈利能力。為此,蘇姿豐綜合利用了其作為工程師的經(jīng)驗、在IBM工作十多年積累的人脈關(guān)系,以及從蘋果挖來的設(shè)計人才。

  首批Ryzen芯片今年3月上市銷售,在早期評測中的表現(xiàn)非常棒。它輕松超過AMD的承諾:性能比上一代芯片提升40%。以不到一半的價格,Ryzen芯片性能堪比同類的英特爾芯片。例如,面向臺式機(jī)的高端Ryzen 7 1800X芯片,售價為499美元(約合人民幣3346元),而英特爾酷睿i7-6900K售價為1089美元(約合人民幣7411元)。投資者也相當(dāng)激動,AMD股價由2016年初的不足2美元上漲至目前的約12美元。

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  今年夏季AMD將推出更多芯片。AMD計劃推出的下一款芯片,是被稱作Epyc的服務(wù)器芯片——目標(biāo)是挑戰(zhàn)英特爾在服務(wù)器芯片市場上近乎壟斷的絕對優(yōu)勢。之后是Vega顯卡芯片,這類芯片不僅對于游戲玩家非常重要,也是運(yùn)行先進(jìn)的人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)最好的方式。確實,雖然PC市場仍然在萎縮,對顯卡芯片的需求卻還在增長。Vega的性能也引人注目。AMD已經(jīng)說服蘋果為即將發(fā)布的iMac Pro配置Vega芯片。

  由于上述產(chǎn)品沒有經(jīng)過市場考驗,AMD尚未脫離困境。市場研究公司Bernstein Research芯片產(chǎn)業(yè)分析師斯塔西·拉斯岡(Stacy Rasgon)認(rèn)為,蘇姿豐下對了賭注,清理了資產(chǎn)負(fù)債表,但她尚未證明AMD能夠成功,“考慮到18個月前AMD還被擔(dān)心是否會破產(chǎn)的背景,她的表現(xiàn)相當(dāng)棒,但是,長期以來AMD執(zhí)行能力受到懷疑”。打消外界對AMD執(zhí)行能力的懷疑是蘇姿豐的任務(wù)。

  AMD的歷史與其強(qiáng)大得多的競爭對手英特爾密切相關(guān)。兩家公司都是由半導(dǎo)體先驅(qū)仙童的工程師和高管創(chuàng)辦的。羅伯特·諾伊斯(Robert Noyce)、戈登·摩爾(Gordon Moore)和安迪·格魯夫(Andy Grove)1968年創(chuàng)辦了英特爾。一年后,銷售人員杰里·桑德斯(Jerry Sanders)創(chuàng)辦了AMD。AMD業(yè)務(wù)從1980年代開始獲得成功,主要原因是IBM決定不能依賴英特爾為其PC提供芯片,并指定AMD為第二家供應(yīng)商。AMD仍然是唯一一家兼容X86芯片的供應(yīng)商,但是,即使在2000年代的巔峰時期——占到近四分之一的PC芯片市場,它也一直遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于英特爾。

  1990和2000年代,AMD在桑德斯和??颂亍斠疗?Hector de Jesus Ruiz)領(lǐng)導(dǎo)下進(jìn)入黃金發(fā)展時期,推出一些速度快和創(chuàng)新性的PC芯片——例如K6,證明它不只會克隆英特爾產(chǎn)品。2006年,AMD股價達(dá)到逾42美元的高價,但當(dāng)年魯伊茲作出了一個重要決策:斥資54億美元(約合人民幣368億元)收購顯卡芯片廠商ATI。ATI的技術(shù)從未向AMD提供它期望的提振作用。而且,這一交易導(dǎo)致AMD數(shù)年虧損,因為它為此背上巨額債務(wù),并因合并兩家公司業(yè)務(wù)而減記部分資產(chǎn)。從2008年到2011年,AMD更換了4名首席執(zhí)行官。

  蘇姿豐接手的就是這樣一個爛攤子。出生于中國臺灣地區(qū)的蘇姿豐,2歲時隨家人來到紐約。父母告訴她可以選擇成為一名鋼琴家、醫(yī)生或工程師,第三種選項吸引了經(jīng)常拆卸弟弟電動汽車玩具并重新裝回去的蘇姿豐。她在久負(fù)盛名的布朗克斯科學(xué)高中學(xué)習(xí),而后在麻省理工學(xué)院讀大學(xué)。正是在麻省理工學(xué)院,蘇姿豐確立了對微處理器的興趣,并先后獲得電子工程學(xué)士、碩士和博士學(xué)位。

  在德州儀器工作很短一段時間后,蘇姿豐跳槽到了IBM,在之后十多年時間里,她一直致力于開發(fā)更快、更廉價的芯片。蘇姿豐還遇到了一名關(guān)鍵的良師益友尼古拉斯·多諾里奧(Nicholas Donofrio)——IBM傳奇人物,曾參與包括大型主機(jī)和第一代PC在內(nèi)的多個項目的研發(fā)工作。蘇姿豐被安排擔(dān)任時任IBM首席執(zhí)行官郭士納(Lou Gerstner)的特別技術(shù)助手,幫助后者了解最新技術(shù)進(jìn)展,確保缺乏技術(shù)訓(xùn)練,不會影響郭士納的決策。

  Fortune稱,蘇姿豐渴望管理一家公司,她感覺到在IBM實現(xiàn)不了自己的愿望。2007年,從摩托羅拉剝離成立的飛思卡爾半導(dǎo)體邀請?zhí)K姿豐出任首席技術(shù)官,她抓住了這一機(jī)會。蘇姿豐的工作地點是奧斯汀,并最終管理飛思卡爾10億美元(約合人民幣68億元)的網(wǎng)絡(luò)芯片部門,幫助公司在2011年上市。

  當(dāng)時,多諾里奧從IBM退休,加入AMD董事會,幫助制定一項復(fù)興戰(zhàn)略。在奧斯汀參加一次董事會會議時,多諾里奧邀請?zhí)K姿豐共進(jìn)晚餐,并邀請她加盟AMD。AMD問題雖然根深蒂固,但也有了不起的技術(shù)人才和獨(dú)特的知識產(chǎn)權(quán)。多諾里奧說,“你加盟AMD的時機(jī)已經(jīng)成熟?!碧K姿豐在2012年加盟AMD,2014年出任首席執(zhí)行官。

  當(dāng)時,AMD已經(jīng)組建了一支能再造其芯片的設(shè)計夢之隊。多諾里奧挖來了IBM芯片設(shè)計大腕斐波馬斯特——目前是AMD首席技術(shù)官,蘋果已故前首席執(zhí)行官史蒂夫·喬布斯(Steve Jobs)曾有意請他為iPhone設(shè)計芯片。斐波馬斯特為AMD招聘了其他明星級芯片設(shè)計師,其中最受關(guān)注的是2013年的拉賈·科杜里(Raja Koduri)??贫爬锉粡V泛認(rèn)為是顯卡芯片設(shè)計方面的奇才,當(dāng)時已經(jīng)在蘋果任職,開發(fā)使iPhone能支持視網(wǎng)膜屏幕的圖形芯片。

  在科杜里的親友看來,離開如日中天的蘋果,加盟困難重重的AMD似乎是瘋狂的。但科杜里認(rèn)為,一定會有其他平臺取代手機(jī),成為一個可供創(chuàng)新的平臺??贫爬镎J(rèn)為人工智能是未來的方向,它將推動對高性能計算的需求。AMD的復(fù)興戰(zhàn)略,意味著它適合科杜里設(shè)計符合未來發(fā)展方向的芯片??贫爬镎f,“只要永往直前,就可以獲得一些有趣的成果?!?/p>

  這一“永往直前”的思想開始顯現(xiàn)出威力。去年,AMD營收相比前年增長7%至42億美元(約合人民幣286億元)。2015年,蘇姿豐把AMD所有芯片業(yè)務(wù)合并成一個被稱作Radeon技術(shù)集團(tuán)的部門,并任命科杜里為負(fù)責(zé)人。此后,Radeon技術(shù)集團(tuán)員工數(shù)量已增長60%至3200人,成為AMD內(nèi)部最大的部門。蘇姿豐稱,過去AMD的PC芯片“萬眾矚目。現(xiàn)在我們要說圖形業(yè)務(wù)也已經(jīng)成為一等公民”。

  隨著采用Vega芯片的產(chǎn)品今年夏季上市銷售,AMD的戰(zhàn)略將迎來真正的考驗。由黃仁勛擔(dān)任首席執(zhí)行官的英偉達(dá),是一家重要的圖形芯片廠商,尤其是在軟件方面享有優(yōu)勢,其專有的CUDA(統(tǒng)一計算設(shè)備架構(gòu))在大數(shù)據(jù)分析工具市場上占有支配地位。雖然分析師所謂的“GPU計算”市場相對較小,但增長很快。拉斯岡估計,GPU計算市場規(guī)模將由去年的不足5億美元(約合人民幣34億元),增長至2020年的接近90億美元(約合人民幣613億元)。

  英特爾遠(yuǎn)沒有放棄PC和服務(wù)器芯片市場的意思。首席執(zhí)行官科再奇(Brian Krzanich)關(guān)心的是數(shù)據(jù)中心客戶。5月份,英特爾公布了一款被稱作酷睿i9的高性能臺式機(jī)芯片。英特爾PC芯片部門新任負(fù)責(zé)人格雷格·布萊恩特(Greg Bryant)說,“一段時間前,我們真正踩下了油門。”

  惠特曼認(rèn)為,惠普企業(yè)核心服務(wù)器業(yè)務(wù)將是AMDEpyc芯片的一大受益者和客戶,“在其他人失敗的地方,蘇姿豐為什么能成功呢?她致力于使公司能開發(fā)出色的產(chǎn)品”。


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