万字回顾AMD激荡五十年

AMD 是最古老的大型微处置器设计者之一，也是近 50 年来手艺兴趣者之间南北极分化争论的主题注重。它的故事组成了一个激悦耳心的故事——充满了英雄般的乐成、冒失的错误，以及岌岌可危的惨败。在其他半导体公司往复急遽的地方，AMD 在董事会、法庭中经受了许多风暴，并举行了无数次战斗。

在本文中，我们回首了该公司的已往，审阅了通往现在的蹊径上的曲折，并想知道这家硅谷资深企业的未来。

求名求利的崛起

要最先AMD的故事，我们需要倒退岁月，前往美国和 20 世纪 50 年月后期——二战的艰难岁月之后蓬勃生长。若是您想体验手艺创新的前沿，那么这里就是您的*时间和地址。

那时，贝尔实验室、德州仪器和仙童半导体等公司约请了*秀的工程师，缔造了无数个*：双极结型晶体管、集成电路和 MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。

Fairchild 工程师，约莫 1960 年——戈登摩尔在最左边，罗伯特诺伊斯在中央前方

这些年轻的手艺职员想要研究和开发更多令人兴奋的产物，但由于郑重的高级治理职员注重到天下充满恐惧和不稳固的时代，工程师们的挫败感让他们滋生了单打独斗的愿望。

因此，1968 年，仙童半导体公司的两名员工罗伯特·诺伊斯 (Robert Noyce) 和戈登·摩尔 (Gordon Moore) 脱离了公司，开创了自己的蹊径。NM Electronics 于昔时炎天开业，几周后更名为Integrated Electronics，简称英特尔。

其他人也纷纷效仿，不到一年后，又有 8 人脱离，他们一起确立了自己的电子设计和制造公司：Advanced Micro Devices（自然是 AMD）。

该小组由 Fairchild 前营销总监 Jerry Sanders 向导，他们首先重新设计 Fairchild 和 National Semiconductor 的部件，而不是试图与英特尔、摩托罗拉和 IBM 等公司在新集成电路上的开发直接竞争，后者在研究和开发上投入了大量资金。

从这些不起眼的最先，总部位于硅谷的AMD 提供的产物在几个月内就提高了效率、压力蒙受能力和速率。这些微芯片的设计相符美国军用质量尺度，事实证实，这在可靠性和生产一致性差异很大的还很年轻的盘算机行业中具有相当大的优势。

AMD 的*个山寨 CPU——Am9080

到英特尔在1974年公布他们的*个 8 位微处置器（8008）时，AMD也然是一家拥有 200 多种产物组合的上市公司——其中四分之一是他们自己设计的，包罗 RAM 芯片、逻辑计数器（logic counters）和位变速杆（bit shifters）。第二年泛起了大量新型号：他们自己的 Am2900 集成电路 (IC) 系列和 2 MHz 8 位Am9080，这是英特尔 8008 后继产物的逆向工程副本。前者是现在的组件聚集完全集成在 CPU 和 GPU 中，但 35 年前，算术逻辑单元和内存控制器都是自力的芯片。

以今天的尺度来看，英特尔的设计被果然剽窃似乎有些令人震惊，但在微芯片刚刚起步的日子里，这是司空见惯的事情。在 AMD 和英特尔于 1976 年签署交织允许协议后，这个克隆的CPU 最终更名为 8080A。您可以想象这将破费一两美分，但它仅为 325,000 美元（按今天的美元盘算为 165 万美元）。

这笔生意让 AMD 和英特尔用利润高得离谱的芯片去占领市场，零售价刚刚跨越 350 美元，是“军用”采购价钱的两倍。8085 (3 MHz) 处置器紧随厥后于 1977 年问世，很快又加入了 8086 (8 MHz)。1979 年，AMD 在得克萨斯州奥斯汀的工厂也最先生产。

当 IBM 于 1982 年最先从大型机系统转向所谓的小我私人盘算机 (PC) 时，该公司决议外包部件而不是自行开发处置器。Intel 的8086是有史以来*个 x86 处置器，被选中时明确划定 AMD 作为次要泉源以保证为 IBM 的 PC/AT 提供延续供应。

AMD 和英特尔于昔时 2 月签署了一份条约，前者生产 8086、8088、80186 和 80188 处置器——不仅为 IBM，而且为许多激增的 IBM 克隆产物（康柏只是其中之一） . AMD 还于 1982 年底最先制造符号为 Am286 的 16 位英特尔 80286。

这将成为*个真正主要的台式 PC 处置器，而英特尔的型号通常在 6 到 10 MHz 之间，而 AMD 的型号从 8 MHz 最先，最高可达 20 MHz。这无疑标志着硅谷两大巨头之间 CPU 霸主之争的最先；英特尔设计的器械，AMD 只是想做得更好。

Am286, Am386… Am5x86

这一时期代表了刚刚起步的 PC 市场的伟大增进，而且注重到 AMD 提供的 Am286 与 80286 相比具有显著的速率提升，英特尔试图阻止 AMD 的生长。这是通过清扫他们获得下一代 386 处置器的允许来实现的。

AMD 提起诉讼，但仲裁耗时四年半才完成，虽然讯断认定英特尔没有义务将所有新产物转让给 AMD，但确定这家较大的芯片制造商违反了默示的诚信左券。

英特尔的允许拒绝发生在一个要害时期，那时 IBM PC 的市场份额从 55% 膨胀到 84%。由于无法获得新的处置器规格，AMD 用了五年多的时间将 80386 逆向工程为Am386。一旦完成，它再次被证实不仅仅是英特尔模子的匹配。最初的 386 于 1985 年首次亮相，频率仅为 12 MHz，厥后乐成到达 33 MHz，而 Am386DX 的高端版本于 1989 年以 40 MHz 推出。

紧随着Am386 的乐成，AMD在1993 年推出了*竞争力的 40 MHz Am486，它以相同的价钱提供比 Intel 的 33 MHz i486 凌驾约莫 20% 的性能。这将在整个 486 系列中获得复制，而英特尔的 486DX 最高频率为 100 MHz，而 AMD 提供（在这个阶段有点可预见的）更快的 120 MHz 选项。为了更好地说明 AMD 在此时代的好运，该公司的收入翻了一番，从 1990 年的略高于 10 亿美元增进到 1994 年的 20 亿美元以上。

1995 年，AMD 推出了Am5x86处置器作为 486 的后继处置器，将其作为旧盘算机的直接升级。Am5x86 P75+ 拥有 150 Mhz 的频率，“P75”指的是与英特尔飞跃 75 相似的性能。“+”示意 AMD 芯片在整数运算方面比竞争对手略快。

为领会决这个问题，英特尔改变了它的命名约定，以使其与竞争对手和其他供应商的产物保持距离。Am5x86 为 AMD 带来了可观的收入，包罗新销售和 486 机械的升级。与 Am286、386 和 486 一样，AMD 通过将它们作为嵌入式解决方案提供，继续扩展这些部件的市场局限。

1996 年 3 月，AMD推出了*款完全由自己的工程师开发的处置器：5k86，厥后更名为 K5。该芯片旨在与 Intel Pentium 和 Cyrix 6×86 竞争，该项目的壮大执行力对 AMD 至关主要——该芯片预计将具有比 Cyrix 更壮大的浮点单元，约莫相当于 Pentium 100，而整数性能针对的是飞跃200。

最终，这是一个错失的时机，由于该项目受到设计和制造问题的困扰。这些导致 CPU 无法知足频率和性能目的，而且上市时间较晚，导致销售不佳。

AMD K6 和 3DNow！时代

到那时，AMD 已经破费 8.57 亿美元购置了NexGen，这是一家小型无晶圆厂芯片（仅设计）公司，其处置器由 IBM 制造。AMD 的 K5 和开发中的 K6 在更高的时钟速率（~150 MHz 及以上）下存在缩放问题，而 NexGen 的 Nx686 已经展示了 180 MHz 的焦点速率。买断后，Nx686 成为AMD 的 K6，原始芯片的开发被送往废物场。

AMD 的崛起反映了英特尔的衰落，从 K6 架构的早期最先，K6 架构与英特尔的飞跃、飞跃II 和（大部门重新贴牌的）飞跃 III 竞争。K6 加速了 AMD 的乐成，这要归功于前英特尔员工 Vinod Dham（又名“飞跃之父”），他于 1995 年脱离英特尔前往 NexGen 事情。

当 K6 于 1997 年上市时，它代表了 Pentium MMX 的可行替换品。K6 不停壮大——从初始版本的 233 MHz 提升到 1998 年 1 月“Little Foot”修订版的 300 MHz，1998 年 5 月“Chomper” K6-2的 350 MHz，以及1998 年 9 月的 550 MHz惊人速率的修订版。

K6-2 引入了 AMD 的 3DNow！SIMD（单指令，多数据）指令集。与 Intel 的 SSE 基真相同，它提供了一种更简朴的途径来接见 CPU 的浮点功效；这样做的瑕玷是程序员需要将新指令合并到任何新代码中，此外还需要重写补丁和编译器以行使该功效。

与最初的 K6 一样，K6-2 代表了比竞争产物更好的价值，其成本通常是英特尔飞跃芯片的一半。K6 的最终迭代版本K6-III是一个更庞大的 CPU，晶体管数目到达 2140 万个——高于*代 K6 的 880 万个和 K6-II 的 940 万个。

它连系了 AMD 的 PowerNow!，可凭证事情负载动态改变时钟速率。随着时钟速率最终到达 570MHz，K6-III 的生产成真相当高，而且由于 K7 的到来缩短了相对较短的寿命，K7 更适合与飞跃 III 及更高版本竞争。

*个黄金时代：速龙

从 500 MHz 最先，Athlon CPU 使用新的 Slot A (EV6) 和从 DEC 获得允许的新内部系统总线，运行频率为 200MHz，跨越了那时英特尔提供的 133MHz。2000 年 6 月推出了Athlon Thunderbird，这是一款因其超频能力而受到许多人喜欢的 CPU，它包罗 DDR RAM 支持和全速 2 级片上缓存。

Thunderbird 及其继任者（Palomino、Thoroughbred、Barton 和 Thorton）在千禧年的前五年与Intel 的 Pentium 4 竞争，通常价钱较低，但性能始终较好。Athlon 于 2003 年 9 月升级为 K8（代号 ClawHammer），更广为人知的名称是Athlon 64，由于它向 x86 指令集添加了 64 位扩展。

这一事宜通常被以为是 AMD 的决议性时刻。英特尔 Netburst 架构的不惜一切价值提升 MHz的方式在如火如荼的同时，也被露出为生长死胡同的典型例子。

对于这样一家相对较小的公司来说，收入和营业收入都异常精彩。虽然没有到达英特尔的收入水平，但 AMD 却洋洋自满并盼望获得更多。然则，当您站在最高山峰的最岑岭时，需要尽一切起劲才气留在那里——否则，只有前路可走。

失乐园：AMD 暴跌

没有任何一件事宜导致 AMD 从其凌驾跌落。全球经济危急、内部治理不善、糟糕的财政展望、自身乐成的牺牲品、英特尔的运气和欠妥行为——这些都以某种方式施展了作用。

然则，让我们最先领会 2006 年头的情形。CPU 市场对 AMD 和 Intel 的产物感应知足，但前者拥有基于 K8 的精彩 Athlon 64 FX 系列。FX-60 是双核 2.6 GHz，而 FX-57 是单核，但运行频率为 2.8 GHz。

正如那时的谈论所示，两者都*于其他任何器械。它们异常昂贵，FX-60 的零售价跨越 1,000 美元，但英特尔的*产物 3.46 GHz Pentium Extreme Edition 955也是云云。AMD 似乎在事情站/服务器市场也占有优势，Opteron 芯片的性能优于英特尔的 Xeon 处置器。

英特尔的问题在于他们的 Netburst 架构——超深流水线结构需要异常高的时钟速率才气具有竞争力，这反过来又增添了功耗和热量输出。设计已经到达了极限，不再相符要求，因此英特尔放弃了它的开发，转而使用他们较旧的 Pentium Pro/Pentium M CPU 架构来构建 Pentium 4 的后继产物。

2006 年 8 月，该设计首先推出了用于移动平台的 Yonah 设计，然后是用于台式机的双核 Conroe架构。英特尔为了挽回体面，将 Pentium 名称降级为低端预算型号，并用Core取而代之- – 13年的品牌霸主职位瞬间一扫而光。

转向低功耗、高吞吐量芯片设计最终异常适合众多不停生长的市场，险些在一夜之间，英特尔在主流和发烧友领域夺得了性能桂冠。到 2006 年底，AMD 已被稳稳地赶出 CPU 巅峰，但灾难性的治理决议将他们推下了斜坡。

英特尔的Core和 AMD 收购 ATI

在英特尔推出 Core 2 Duo 前三天，AMD 果然了一项行动，并获得了那时的 CEO Hector Ruiz（桑德斯已于 4 年前退休）的完全认可。2006 年 7 月 24 日，AMD 宣布有意收购显卡制造商ATI Technologies，生意价值 54 亿美元（包罗 43 亿美元的现金和贷款，以及从 5800 万股中筹集的 11 亿美元）。

这笔生意是一场伟大的金融赌钱，占 AMD 那时市值的 50%，虽然收购有意义，但价钱*不合理。

ATI 被严重高估了，由于它没有（Nvidia 也没有）获得靠近这种收入的任何器械。ATI 也没有生产工厂——它的价值险些完全基于知识产权。由于高估了 ATI 的商誉估值，AMD 在吸收了 26.5 亿美元的减记时最终认可了这个错误。

更糟糕的是，ATI 的移动图形部门Imageon以 6500 万美元的微不足道的价钱被卖给了高通公司，这加剧了治理远见的缺乏。该部门厥后被命名为 Adreno，是“Radeon”的变位词，是 Snapdragon 移动 SoC的主要组成部门。

Xilleon是一款用于数字电视和有线电视机顶盒的 32 位 SoC，以 1.928 亿美元的价钱卖给了 Broadcom。

硬件错误：TLB

除了烧钱之外，AMD 对英特尔更新的架构的最终反映显然清淡无奇。Core 2 公布两周后，AMD 总裁兼首席运营官 Dirk Meyer 宣布 AMD 新的K10 Barcelona处置器的最终定型。这将是他们在服务器市场的决议性行动，由于它是一个成熟的四核 CPU，而那时英特尔只生产双核 Xeon 芯片。

新的 Opteron 芯片于 2007 年 9 月泛起，重振旗鼓，但并没有抢走英特尔的风头，而是由于发现了一个错误而正式住手，该错误在少少数情形下可能会在涉及嵌套缓存写入时导致锁定。不管罕有与否，TLB 错误阻止了 AMD 的 K10 生产；与此同时，解决即将推出的处置器问题的 BIOS 补丁会以约莫 10% 的性能损失为价值。到修改后的“B3 步进”CPU 在 6 个月后发货时，销售和声誉方面的损害已经造成。

一年后，也就是 2007 年底，AMD 将四核 K10 设计带到了台式机市场。那时，英特尔正在奋力前行，公布了现在著名的Core 2 Quad Q6600。从理论上讲，K10 是*的设计——所有四个内核都在统一个芯片中，这与 Q6600 在统一封装上使用两个自力的芯片差异。然而，AMD 难以到达预期的时钟速率，而新 CPU 的*版本仅为 2.3 GHz。它比 Q6600 慢了 100 MHz，但也有点贵。

但最令人费解的方面是 AMD 决议推出一个新型号名称：Phenom。英特尔转向酷睿，是由于飞跃已经成为价钱过高、性能过高、性能相对较差的代名词。另一方面，Athlon 是盘算兴趣者异常熟悉的名字，它的速率与其声誉相匹配。Phenom 的*个版本现实上并不坏——它只是不如 Core 2 Quad Q6600 好，Core 2 Quad Q6600 是一款已经很容易买到的产物，而且英特尔在市场上也有更快的产物。

新鲜的是，AMD 似乎有意识地制止做广告。他们在软件方面的营业也为零；一种异常新鲜的谋划企业的方式，更不用说在半导体行业中的战斗了。然则，若是不思量英特尔的反竞争行为，那么对 AMD 历史上这个时代的回首将是不完整的。在这个节骨眼上，AMD 不仅要与英特尔的芯片作斗争，还要与该公司的垄断流动作斗争，其中包罗向 OEM 支付大笔资金——总计数十亿美元——以确保他们把AMD CPU 用于新电脑中。

2007 年*季度，英特尔向戴尔支付了 7.23 亿美元，以保持其处置器和芯片组的*供应商职位——占公司总营业收入 9.49 亿美元的 76%。AMD 厥后在此事中赢得了 12.5 亿美元的息争金，从外面上看，这个数字低得惊人，但在英特尔开顽笑时，AMD 自己现实上无法为其现有客户提供足够的 CPU，这可能加剧了这一事实。

并不是说英特尔需要做任何这些。与 AMD 差异，他们有严酷的耐久目的设定，以及更大的产物和 IP 多样性。他们还拥有*的现金贮备：到新千年的*个十年终，英特尔的收入跨越 400 亿美元，营业收入跨越 150 亿美元。这为市场营销、研究和软件开发以及专门为其产物和时间表量身定制的晶圆厂提供了巨额预算。仅这些因素就确保了 AMD 为争取市场份额而苦苦挣扎。

为 ATI 多付数十亿美元和随之而来的贷款利息，令人失望的 K8 继任者，以及有问题的芯片上市晚，这些都是难以下咽的苦果。但事情即将变得更糟。

向前一步，向旁边一步，向后随便步

到 2010 年，全球经济正在起劲从2008 年的金融危急中苏醒。几年前，AMD 退出了其闪存部门，连同其所有芯片制造代工厂——它们最终成为了GlobalFoundries，AMD 仍将其用于某些产物。约莫 10% 的员工被裁掉，所有的节约和现金注入意味着 AMD 可以下定刻意并完全专注于处置器设计。

AMD 没有改善 K10 的设计，而是重新最先接纳新的结构，并在 2011 年底推出了Bulldozer架构。K8 和 K10 是真正的多核、同步多线程 (SMT) 处置器，新结构被归类为“集群多线程”。

推土机四模块设计

AMD 在 Bulldozer 中接纳了共享的模块化方式——每个集群（或模块）包罗两个整数处置焦点，但它们并非完全自力。它们共享 L1 指令和 L2 数据缓存、提取/解码和浮点单元。AMD 甚至放弃了 Phenom 名称，并通过简朴地将*个 Bulldozer CPU 命名为AMD FX来重温 Athlon FX 的绚烂岁月。

所有这些转变背后的想法是减小芯片的整体尺寸并提高它们的能效。更小的芯片将提高制造良率，从而带来更好的利润率，而效率的提高将有助于提高时钟速率。可扩展的设计也将使其适用于更普遍的市场。

2011 年 10 月推出的*型号FX-8510 配备4 个集群，但作为 8 核、8 线程 CPU 举行销售。在这个时代，处置用具有多种时钟速率，FX-8150 的基本频率为 3.6 GHz，Turbo时钟为 4.2 GHz。不外，这颗芯片的尺寸为315平方毫米，峰值功耗跨越125W。英特尔已经公布了酷睿i7-2600K：这是一款传统的4核8线程CPU，运行频率高达3.8GHz。它比新的 AMD 芯片小得多，为 216 平方毫米，功耗降低了 30 瓦。

从理论上讲，新的 FX 应该占有主导职位，但它的性能有些平庸——有时，处置大量线程的能力会大放异彩，但单线程性能通常并不比它要取代的 Phenom 系列好，只管时钟速率优越。

在为 Bulldozer 的研发投入了数百万美元后，AMD 一定不会放弃设计，收购 ATI 现在最先奏效。在已往的十年中，AMD 首次实验将 CPU 和 GPU 组合在一起，称为 Fusion，但上市时间较晚且显示不佳，令人失望。

但该项目为 AMD 提供了应对其他市场的手段。2011 年头，公布了另一种新架构，称为Bobcat。

针对低功耗应用，如嵌入式系统、平板电脑和条记本电脑；它的设计也与 Bulldozer 截然相反：只有几条pipeline，除此之外别无其他。几年后，Bobcat 收到了急需的更新，进入Jaguar架构，并于 2013 年被微软和索尼选中为 Xbox One 和 PlayStation 4 提供动力。

为游戏机“赋能”

只管由于游戏机通常以尽可能低的价钱制造，利润率相对微薄，但这两个平台的销量都到达了数百万，这凸显了 AMD 确立定制 SoC 的能力。

多年来，AMD 不停修改 Bulldozer 的设计——Piledriver *泛起并给了我们FX-9550（220 W，5 GHz 的怪兽），但 Steamroller 和最终版本 Excavator（2011 年推出，产物使用了 4 年，更专注于降低功耗，而不是提供任何稀奇新的器械。

到那时，至少可以说，CPU 的命名结构已经变得杂乱。Phenom 早已被载入史册，而 FX 的名声也有些糟糕。AMD 放弃了这个命名法，只是将他们的 Excavator 台式机 CPU 符号为A 系列。

该公司的图形部门卖力 Radeon 产物，同样喜忧参半。AMD 保留 ATI 品牌名称直到 2010 年，将其换成自己的品牌名称。随着 Graphics Core Next (GCN) 的公布，他们还完全重写了 ATI 在 2011 年底确立的 GPU 架构。这种设计延续了快要 8 年，并在主机、台式 PC、事情站和服务器中找到了出路；它今天仍在用作 AMD 所谓的 APU 处置器中的集成 GPU。

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GCN 处置器逐渐具有伟大的盘算性能，但这种结构并不是最容易充实行使它的。AMD 有史以来最壮大的版本，Radeon VII 中的 Vega 20 GPU，拥有 13.4 TFLOPs 的处置能力和 1024 GB/s 的带宽——但在游戏中，它无法到达与 Nvidia *产物的相同的高度.

Radeon 产物通常以发烧、嘈杂和异常耗电而著称。为HD 7970供电的 GCN 的初始迭代在满载时需要跨越 200 W 的功率——但它是在一个相对较大的工艺节点上制造的，即 TSMC 的 28nm。当 GCN 以 Vega 10 的形式完全成熟时，这些芯片是由 GlobalFoundries 在其 14nm 节点上制造的，然则 Radeon RX Vega 64 之类的芯片的能源需求并没有更好，最多消耗近 300 W功率。

只管 AMD 的产物选择不错，但它们并没有到达应有的水平，而且它们很难赚到足够的钱。

到 2016 年底，该公司的资产欠债表已延续 4 年亏损（2012 年的财政状态因 GlobalFoundries 最终注销 7 亿美元而遭受重创）。债务仍然很高，纵然出售了其代工厂和其他分支机构，也没有为 Xbox 和 PlayStation 中系统封装的乐成提供足够的辅助。

从外面上看，AMD 似乎陷入了大贫苦。

新星a-Ryzen

由于没有任何器械可以出售，也没有任何大笔投资来拯救它们的迹象，AMD 只能做一件事：加倍下注和重组。2012 年，他们挑选了两小我私人，他们将在这家半导体公司的中兴中施展主要作用。

K8 系列的前任首席架构师 Jim Keller 在远离 13 年后回归，并着手向导两个项目：一个是针对服务器市场的Arm 系列芯片；另一个是尺度的 x86 架构系列。公司还招揽了Mike Clark（Bulldozer 的设计卖力人）担任总架构师。

尚有一位是 Lisa Su，她曾在飞思卡尔半导体担任高级副总裁兼总司理。她在 AMD 担任过同样的职位，并与那时的总裁 Rory Read 一起被普遍以为是公司进军 PC 以外市场，尤其是游戏机市场的幕后推手。

在 Keller 恢复在 AMD 研发部门的两年后，首席执行官 Rory Read 下台，高级副总裁/总司理Lisa Su升职。依附麻省理工学院的电子工程博士学位以及对 SOI（绝缘体上硅）MOSFET 的研究，Lisa Su拥有让 AMD 重现绚烂的学术靠山和行业履历。然则在大规模处置器的天下里，没有什么是一蹴而就的——芯片设计也需要几年时间才气上市。在此类设计实现之前，AMD 将不得不渡过难关。

在 AMD 继续挣扎的同时，英特尔不停壮大。焦点架构和制造工艺节点已经成熟，2016 年底，他们宣布的收入靠近 600 亿美元。多年来，英特尔一直遵照处置器开发的“tick-tock’”升级老例：“tick”示意新架构，而“tock”示意制程改善改善，通常以较小节点的形式泛起.

然而，只管利润丰盛且险些完全占有市场主导职位，但并非所有人都在幕后。2012 年，英特尔预计将在 3 年内公布接纳尖端 10 纳米节点的 CPU。谁人稀奇的滴答声从来没有发生过——事实上，时钟也从来没有真正滴答过。他们的*个 14nm CPU，使用Broadwell 架构，泛起在 2015 年，在这个节点和基础设计上，他们又多走了五年。

芯片巨头的晶圆厂工程师多次遇到 10nm 的良率问题，这迫使英特尔每年都改善旧工艺和架构。时钟速率和功耗不停攀升，但没有新的设计问世；也许是他们 Netburst 时代的回声。PC 客户面临令人沮丧的选择：从功效壮大的 Core 系列中选择一些产物，但要支出高昂的价值，或者选择功效较弱且更廉价的 FX/A 系列。

但 AMD 一直在悄悄打造一套制胜法宝，并在 2016 年 2 月的年度 E3 盛会上大显身手。使用期待已久的 Doom 重启作为通告平台，向民众展示了全新的Zen 架构。

除了“同步多线程”、“高带宽缓存”和“节能 finFET 设计”等短语外，很少有人提及新设计。Computex 2016 时代提供了更多详细信息，包罗比 Excavator 架构改善 40% 的目的。

说这是雄心壮志的是轻描淡写。

说这是雄心壮志的说法是轻描淡写——尤其是思量到 AMD 最多只能在 Bulldozer 设计的每次修订中实现 10% 的适度增进。他们又过了 12 个月才让芯片真正泛起，但当它泛起时，AMD 酝酿已久的设计终于晴朗了。

任何新的硬件设计都需要合适的软件来销售，但多线程 CPU 面临着一场艰辛的战斗。只管游戏机配备了 8 核 CPU，但大多数游戏只有 4 核仍然异常好。主要缘故原由是英特尔的市场主导职位以及 AMD 在 Xbox One 和 PlayStation 4 中的芯片设计。前者在2010 年已经公布了他们的*个 6 核 CPU ，但它异常昂贵（近 1,100 美元）。其他处置器迅速泛起，但又过了七年，英特尔才提供真正实惠的六核处置器，Core i5-8400，价钱不到 200 美元。

游戏机处置器的问题在于 CPU 结构由统一芯片中的两个 4 核 CPU 组成，而且芯片的两个部门之间存在高延迟。因此，游戏开发职员倾向于将引擎的线程保持在其中一个部门，而仅将另一个用于一样平常后台历程。只有在事情站和服务器领域才需要真正的多线程 CPU——直到 AMD 尚有决议。

2017 年 3 月，通俗桌面用户可以使用两个 8 核 16 线程 CPU 之一升级他们的系统。一个全新的架构显然值得一个新名称，AMD 脱节了 Phenom 和 FX，为我们提供了Ryzen。

这两款CPU 都不是稀奇廉价：3.6 GHz（4 GHz 提升）Ryzen 7 1800X零售价为 500 美元，慢0.2 GHz 的1700X售价低 100 美元。在某种水平上，AMD 热衷于阻止人们以为它是预算选择，但这主要是由于英特尔为其 8 核产物Core i7-6900K收取跨越 1,000 美元的用度。

Zen 从所有以前的设计中吸收了*的器械，并将它们融合到一个专注于保持pipeline尽可能忙碌的结构中；为此，需要对pipeline缓和存系统举行重大改善。新设计放弃了 Bulldozer 中使用的 L1/L2 缓存共享，每个内核现在完全自力，具有更多pipeline、更好的分支展望和更大的缓存带宽。

这让人想起为微软和索尼游戏机提供动力的芯片，Ryzen CPU 也是一个片上系统；它*缺少的是 GPU（厥后的低成本 Ryzen 型号包罗 GCN 处置器）。

芯片被分成两个所谓的 CPU 复合体 (CCX)，每个都是 4 核 8 线程。芯片中还装有一个南桥处置器——该 CPU 为 PCI Express、SATA 和 USB 提供控制器和链接。这意味着从理论上讲，主板可以在没有 SB 的情形下制造，但险些所有主板都有，只是为了扩大可能的装备毗邻数目。

若是 Ryzen 无法施展作用，所有这一切都将毫无意义，而 AMD 在多年充当英特尔的副手之后，在这一领域尚有许多需要证实的地方。1800X 和 1700X并不*：与英特尔为专业应用程序提供的任何产物一样好，但在游戏中速率较慢。

但 AMD 尚有其他牌可打：*批 Ryzen CPU 上市一个月后，6 核和 4 核Ryzen 5 型号问世，两个月后又推出了 4 核Ryzen 3芯片。他们以与他们的哥哥相同的方式与英特尔的产物举行对照，但它们的成本效益要高得多。

然后是王牌——16 核、32 线程的Ryzen Threadripper 1950X（要价 1,000 美元）和用于服务器的 32 核、64 线程 EPYC 处置器。这些庞然大物在统一封装中划分包罗两个和四个 Ryzen 7 1800X 芯片，行使新的 Infinity Fabric 互连系统在芯片之间转移数据。

在六个月的时间里，AMD 注释他们有用地瞄准了所有可能的 x86 台式机市场，并接纳了一种通用的设计。

一年后，该架构更新为 Zen+，其中包罗缓存系统的调整以及从 GlobalFoundries 久负盛名的 14LPP 工艺（三星旗下的一个节点）切换到更新的、更麋集的 12LP 系统。CPU 芯片尺寸保持稳固，但新的制造方式允许处置器以更高的时钟速率运行。

Ryzen 进化和小芯片

又过了12个月，2019年炎天，AMD推出了Zen 2。这一次转调换为显著，chiplet一词风靡一时。工程师们没有遵照单片结构，即 CPU 的每个部门都在统一块硅片中（Zen 和 Zen+ 就是这样做的），而是将焦点复合体与输入/输出 (I/O) 系统离开。

前者由台积电制造，使用他们的 N7 工艺，成为完全裸片——因此得名Core Complex Die (CCD)。I/O 处置器由 GlobalFoundries 制造，台式机 Ryzen 型号使用 12LP 芯片，而 Threadripper 和 EPYC 则接纳更大的 14 nm 版本。

Zen 2 Ryzen 和 EPYC 的红外图像。CCD 芯片与 I/O 芯片显著离开。

在2020 年底公布的下一个版本 Zen 3上，AMD保留并改善了小芯片设计。改善的一个主要目的是每个 CCD 中的 CCX 结构。在 Zen 2 中，后者包罗两个 CCX，每个都有 4 个内核和 16MB 的 L3 缓存。

由于 L3 缓存可供 CPU 内的所有内核接见，来自另一个 CCX 或 CCD 的内核将不得不通过 I/O 芯片请求数据读写。只管将所有器械毗邻在一起的 Infinity Fabric 系统速率快且延迟低，但芯片到芯片的缓存延迟并不是很好。

对于 Zen 3，设计师保留了相同的 8 核整体 CCD 结构，但将它们所有组合成一个 CCX。现在，I/O 芯片必须治理的* L3 缓存事务是在单独的 CCD 之间，从而大大改善了每个 CCD 内的数据流。

Zen 2 和 Zen 3 之间的转变看起来很简朴，但意义重大。

随着 IPC 的显着改善以及缓存系统、处置器内核和后端的多项更改，Zen 架构日趋成熟。事实证实，AMD 的 Ryzen 5000 和 6000 系列处置器均接纳 Zen 3 小芯片或单片设计，异常受迎接。

其中一些可以归因于产物的整体物有所值和每瓦性能，例如Ryzen 5 5600X之类的产物，但主要缘故原由是 AM4 平台。首次与原始 Zen 芯片一起推出，三年后仍支持新型号。

并不是说一切都一帆风顺。AMD在推出高端 5000 系列 CPU 时犯了一个显著的失礼，最初声明只有配备新 500 系列芯片组的主板才气支持它们；使用旧系统（例如 B350 或 X470）的用户可能会倒霉。在媒体和发烧友社区的强烈否决之后，该决议最终被推翻，但它实时提醒人们，AMD 并不具备强制举行此类更改的市场主导职位。

但值得评估一下 AMD 在 Zen 方面取得的成就。在 10 年的时间里，该架构从一张白纸酿成了一个周全的产物组合，包罗 100 美元的 6 核 12 线程预算产物到 12,000 美元以上的 96 核 192 线程服务器 CPU。

在此时代，AMD 的财政状态也发生了排山倒海的转变：从亏损和债务高达数十亿美元，到整理贷款，2021 年营业收入跨越 36 亿美元，并完成了对 FPGA 制造商 Xilinx 的350 亿美元收购。

虽然 Zen 可能不是公司财政中兴的*因素，但它提供了伟大的辅助。

AMD 的图形部门也履历了类似的运气转变——2015 年它获得了完全自力，成为Radeon Technologies Group (RTG)。他们的工程师最主要的生长是 RDNA 的形式，这是对 GCN 的重大刷新。缓存结构的转变，以及盘算单元巨细和分组的调整，将架构的重点直接转移到了游戏上。

使用这种新架构的*批型号Radeon RX 5700 系列泛起在 2019 年年中，展示了该设计的伟大潜力。微软和索尼并没有错过，由于他们都选择了 Zen 2 和即将更新的 RDNA 2 来为其Xbox Series X/S和PlayStation 5游戏机提供动力。

在 RX 5000 系列推出仅 14 个月后，在经济和制造挑战时代，AMD 公布了另一款 Radeon 系列产物，新 GPU 中接纳了 Zen 架构的手艺。RDNA 2 基于服务器 CPU 中使用的相同设计以及其 Infinity Fabric 互连系统的修改版本，拥有大量的 3 级缓存，总共高达 128MB。

RTG 还引入了一种怪异的硬件加速设计，用于光线追踪的某些元素，虽然与 Nvidia 相比，Radeon RX 6000 显卡在此类渲染方面的显示不佳，但整体显示异常精彩。

只管 Radeon Group 没有像 CPU 部门那样在财政上取得乐成，而且他们的显卡有时可能仍被视为“价值选择”，但 AMD 可以量化地回到了 Athlon 64 天的水平架构开发和手艺创新方面。他们登顶，失宠，又像神话中的野兽，浴火重生。

前方的路

在 Bulldozer 架构时代，AMD 玩的是一种异常守旧的游戏，只管设计有些激进。这不是现在可以对公司说的指斥。它的 CPU 短期蹊径图清晰地证实了这一点……

在 Ryzen 7 5800X3D 中引入垂直堆叠缓存管芯（又名 3D V-Cache）对游戏异常有利，而且会一次又一次地泛起。AMD 在小芯片和高速互连系统方面的提高通过 RDNA 3 进入显卡，并可能在不久的未来成为大型 GPU 制造的尺度方式。

服务器和事情站可以配备比以往任何时刻都多的内核缓和存（EPYC 9654 高达 96 和 384MB）的单处置器，甚至可以找到配备 6 核处置器的廉价台式机。

AMD 在 CPU 手艺和并行处置性能方面取得的所有提高无疑迫使英特尔加速其自己的异构盘算设计，而现在消费者在选择新处置器时有些无所适从。

就所有意图和目的而言，AMD 似乎与其任何竞争对手一样壮大。然而，问一个简朴的问题是完全合理的：它会回到产物幽暗、没有钱的漆黑时代吗？

简朴看一下最近的财政报表就可以看出这是有可能的，但概率并不高。

2021 年是AMD 有史以来收入和净收入*的一年，利润率为 19%。2022 年的收入已经跨越了这一点，最后一个季度仍未竣事，只管净收入会更低。

2022 年，他们推出了两种用于 CPU 和 GPU 的新架构——Zen 4 带来了一系列转变（仅 DDR5 内存、新的 AM5 平台、集成 GPU）和接纳全新设计芯片的全新 7000 系列台式机 CPU 注释：AMD 的工程师没有显示出到达任何架构限制的迹象。

但公布的时机再糟糕不外了，且这是完全不能制止的。半导体制造供应链仍在起劲知足需求，随着全球价钱各地都在上涨，DDR5 和 AM5 主板的高价钱意味着最初的销售不如Zen 3强劲。

只管 2021 年取得了乐成，但 164 亿美元的收入仍然使他们落伍于英伟达（大致同期为 269 亿美元），与英特尔（790 亿美元）相差很远。后者固然拥有更大的产物组合，尚有自己的代工厂，但 Nvidia 的收入险些完全依赖于图形处置器。

同样值得注重的是，另一家无晶圆厂处置器公司高通的收入为 336 亿美元，而 IBM 的收入为 574 亿美元，只管后者确着实多个差其余领域开展营业。

几年的康健净收入不足以完全稳固 AMD 的未来，而且很显著，为了增进，收入需要从英特尔和 Nvidia 获得，并扩展到新市场。

AMD 的大部门收入来自他们所谓的盘算和图形部门，即 Ryzen 和 Radeon 的销售。毫无疑问，这将继续改善，由于 Ryzen 具有充实的竞争力，RDNA 2 和 3 架构将为游戏提供一个通用平台，在 PC 上和在游戏机上运行一样好，由于 AMD 为当前和前几代硬件提供动力。

收购 Xilinx 将为他们提供新市场，由于与英特尔相比，这家著名的 FPGA 公司在该领域占有更大的份额，并提供可以集成到新产物当前设计中的新 IP。前几年，AMD 的企业、嵌入式半定制 (EESC) 细分市场相当微弱，但已大幅改善——从 2020 年*季度收入的不到 20% 增添到去年的 43%。

但他们的蹊径上仍然存在重大挑战。

虽然英特尔在*性能方面不再主导台式机市场，但它们仍然占有所有领域的*市场份额，尤其是在企业行业。没有人会运行一个价值数百万美元的数据中央，只是由于有一个惊人的新 CPU 可用，无论它有多好。英特尔现在也在图形卡行业竞争，只管取得了微弱的乐成。

但该领域继续被 Nvidia 牢牢掌控，其壮大的 AD102严重提高了 GPU 性能尺度。只管它大幅提高了新 GPU 的价钱，并响应地导致销量下滑，但总会有消费者总是以负面的眼光看待更廉价的产物，无论它们现实上有多好。

PlayStation 5 和 Xbox Series X/S 都异常受迎接，估量总出货量跨越4000 万台——每台都搭载 AMD 统一处置器。这些芯片的销售对EESC收入的增进起到了不小的作用。

然而，虽然 AMD 可以在他们的 EPYC 服务器处置器上赚取可观的利润，但微软和索尼赔本销售游戏机，通过游戏的允许费来收回这笔钱。因此，这些机械中芯片的利润将小得多。

也可以说 AMD 在其感知形象方面仍然存在问题。“Intel Inside”口号温顺口溜30 多年来无处不在，虽然 AMD 显然花钱推广 Ryzen 和 Radeon 品牌，但他们最终需要戴尔、惠普和遐想等系统制造商销售更多接纳相同光线和规格的处置器，由于他们做英特尔的。

Covid 大盛行时代加密钱币的繁荣和对盘算装备的需求为 Nvidia 的股价和市值（现在到达惊人的 4280 亿美元）缔造了事业，而 AMD 股东则获得了更多未果然的收益。

总而言之，AMD 现在处于 51 年来最壮大的职位。其市值现在仅比英特尔低 5%，虽然 PC 销量下滑影响了险些所有半导体股价，但 AMD 比英特尔更好地经受住了这场风暴。

雄心壮志的 Zen 项目没有任何迹象注释很快就会到达任何极限，无论以何种尺度权衡，该公司凤凰般的重生都取得了伟大的乐成。他们还没有到达山顶，但也许这是为了更好——正如我们所见，迅速崛起永远不会延续下去。

都说历史总是在重演，希望这不会发生。一个康健且有竞争力的AMD，完全有能力与英特尔和英伟达正面交锋，只会给人人带来利益。

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