蘇媽掌舵十年,AMD 如何從 Intel 的廉價替代品躍升為 x86 強勁對手

蘇媽掌舵十年,AMD 如何從 Intel 的廉價替代品躍升為 x86 強勁對手

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十年前,x86 處理器市場的競爭格局遠不如現在激烈。當時的AMD還遠非如今這般舉足輕重的角色。

2014年初,在羅里·里德(Rory Read)擔任執行長的時期,AMD已經許久未曾品嘗過市場的榮耀。在Read離任時,AMD上一次真正威脅到Intel的時期,已經要追溯到2000年代初推出Athlon 64處理器的時候。之後,AMD 逐漸淪為預算有限或無力負擔 Intel 價格的用戶的廉價替代品。

到2014年,AMD主要的桌上型電腦核心架構代號為Piledriver(Bulldozer的繼任者),但這款架構唯一被記住的原因,是它功耗驚人且效能不足。在一些媒體的報導中,甚至開玩笑說它還能充當便攜式暖爐。與此同時,Intel推出的Sandy Bridge與Ivy Bridge晶片則大獲成功,讓Intel這個「晶片巨人」毫不費力地鞏固了其在x86市場的統治地位。而 AMD 乏善可陳的架構,讓 Intel 得以掌控桌面市場的方向,也看不見 AMD 有太多反擊。

此外,AMD的營收令人堪憂,市場佔有率更是少得可憐。若要重新回到競爭的舞台,AMD 面臨著漫長的爬坡之路。

沒有人比麻省理工學院的工程師蘇姿丰博士更了解這一點了,她在2014年被任命為AMD執行長之前,已是AMD的營運長,負責公司的銷售與行銷團隊。蘇博士是2009年IEEE院士,曾任飛思卡爾半導體(Freescale Semiconductor)的首席技術長,並於2012年被AMD延攬加入。在2014年上任後,她的使命不僅僅是改變AMD的敘事方式與公眾形象,更是要為公司制定出具有技術實力的發展規畫藍圖。

AMD 需要從頭開始重建其核心架構,才有希望奪回市場占有率。在她的領導下,AMD 從「平價」替代品轉變為真正的競爭者。Ryzen 使 AMD 重返桌面市場,Epyc 開始蠶食 Intel 的資料中心霸主地位,RDNA 則賦予了 AMD GPU 第二生命。如今,AMD 不再只是廉價的選擇;它正在價格和性能方面引領潮流,迫使 Intel 迎頭趕上。

建立核心架構——Zen的誕生

進入2010年代早期,AMD苦苦掙扎於市場邊緣。原本被寄予厚望的 Bulldozer CPU 架構,本應讓 AMD 與 Intel 一較高下,卻成為錯失良機的經典案例。為什麼?Bulldozer 將重點放在核心數量上,而犧牲了單核心性能。然而,大多數軟體仍依賴於單執行緒性能,而這正是 Intel 的強項。結果是 AMD 的晶片功耗高,速度無法與對手競爭,使 Intel 牢牢掌控桌面 CPU 市場的主導地位。

蘇姿丰博士在 2014 年接任 CEO 後,迅速終止了失敗的策略,並帶領 AMD 開發一條全新的技術規畫藍圖,專注於紮實的工程技術。

這一切的成果便是 Zen,也就是我們今天所熟知的 Ryzen 系列處理器。2017 年推出的原始 Zen 微架構是一次完全重新設計,其核心目標是性能、效率與可拓展性。它不僅讓 AMD 重返桌面處理器市場,也成為 AMD 各主要產品線的基礎處理器架構。

2018 年,AMD 推出了基於 Zen+ 微架構的 Ryzen 2000 系列,採用 12nm 製程,提升了時脈速度並降低記憶體與快取延遲。在伺服器市場,AMD 的首代 Epyc 處理器代號 Naples,是基於 Zen 架構的首款伺服器晶片,為 AMD 開啟了重返資料中心的緩慢進程。如今,Epyc 系列已成為伺服器市場的領軍力量。根據 SemiAnalysis 分析師史拉文·昆多加拉(Sravan Kundojjala)最近的報告,AMD 在 2024 年第三季度的資料中心收入首次超越 Intel。然而,從規模來看,AMD 的資料中心收入仍然相對較小,例如,僅 Nvidia 的「網路(非運算)收入」就已超過 AMD 的整體收入。

2019 年,AMD 推出了 Zen 2 微架構,隨後推出採用全新 7nm 製程的 Ryzen 3000 系列。這次還引入了新的小晶片(chiplet)設計架構,大幅提升核心數量,並改進了整體性能與功耗效率。

在伺服器領域,Epyc Rome 緊隨其後,晶片核心數量最高達到 64 核心,為企業市場提供了更高的價值。同時,2020 年推出的首款 Ryzen Mobile 4000 系列(代號 Renoir),將 Zen 2 架構帶入筆記型電腦市場。Renoir 結合了高效能核心與 Vega 圖形技術,讓 AMD 在多年沉寂後重新進入筆電市場。

蘇姿丰在 2019 年第四季度的財報電話會議中指出:「2019 年第四季度,我們的客戶端處理器出貨量達到了六年來的最高水準,這得益於 Ryzen 桌面和行動處理器的強勁需求。」

關鍵的轉捩點

2020 年,Zen 3 架構的推出帶來了 Ryzen 5000 系列,實現了顯著的每時脈指令數(IPC)提升,使 AMD 最終在單執行緒性能方面超越了 Intel。這對 AMD 來說是一個關鍵轉折點,不僅使市場競爭更加激烈,還使 Intel 採取了防禦姿態。基於 Zen 3 架構的 Epyc Milan 處理器於次年推出,進一步拓展了 AMD 的伺服器產品線,在每瓦性能方面相比前幾代有了顯著改善。而 Ryzen Mobile 5000 系列(Cezanne)隨後問世,將 Zen 3 核心與更新的 Vega 整合圖形結合,用於輕薄筆記型電腦。

到了 2022 年,AMD 推出了基於 TSMC 5nm 製程的 Zen 4 架構,對應 Ryzen 7000 系列,並增強了對最新 DDR5 記憶體和 PCIe 5.0 的支援。在行動端,Ryzen Mobile 6000 系列(Rembrandt)使用 Zen 3+ 核心和 RDNA 2 整合圖形,提升了整體電池壽命與性能。同時,Epyc Genoa 處理器將伺服器核心數提升至 96 個,而 Bergamo 處理器則專為高密度、雲端原生工作負載進行最佳化,進一步提升了這些環境中的性能、價值和能效。

2022 年 2 月,AMD 以 500 億美元完成了對領先的現場可程式化邏輯閘陣列(FPGA)供應商 Xilinx 的收購。此併購將 AMD 穩固推向人工智慧(AI)領域,並將 Ryzen AI 引擎嵌入到大多數行動產品中。這是一個精明的舉措,因為目前晶片製造商的一切都圍繞 AI 展開,神經處理單元(NPU)使晶片能夠直接處理 AI 工作負載,而不是依賴於雲端運算。

近期,AMD 推出了基於 Zen 5 的 Ryzen 8000 系列處理器,以及使用 TSMC 4nm 製程的 Epyc Turin 處理器。Turin 增加了晶片上的 AI 加速能力,而 Ryzen Mobile 8000 系列(Strix Point)則在筆記型電腦上結合了完整的 Zen 5 核心、緊湊的 Zen 5c 核心與 RDNA 3 圖形,提升效率並著重於 AI 功能。

面對圖形市場的挑戰

過去十年間,AMD 最大的障礙之一是圖形市場。儘管 RDNA 和 RDNA 2 都有顯著進步,但 AMD 的性能仍落後於 Nvidia。在光線追蹤、AI 提升技術以及開發者支援等領域,AMD 依然難以抗衡。Nvidia 的 CUDA 生態系統使其在 AI 和遊戲領域保持主導地位,儘管 AMD 的定價和性能具競爭力,但仍難以擺脫其次要地位。

在筆記型電腦市場,Ryzen Mobile 在性能、能效以及 OEM 廠商採用率方面取得了顯著進展。然而,AMD 距離取代 Intel 在行動市場的領導地位仍有不小的距離。大多數 OEM 廠商仍不願在其最高階的消費者和企業筆記型電腦中採用 AMD 處理器,使 Intel 能夠穩坐頂端市場。

這仍是一個不斷變化的目標,但我們開始看到 AMD 所謂的「Advantage 筆記型電腦」——配備 AMD CPU 和 GPU 的設備——逐漸增多。即便 AMD 為行動端帶來了像 Ryzen AI 這樣的創新技術,與其在桌面和伺服器市場的穩定進展相比,AMD 在行動市場的市占率仍然有限。

儘管 Ryzen 系列在技術上取得了很大進步,但 AMD 在行動端仍然難以構建一個完整的生態系統,尤其是相較於 Intel。後者的 Evo 平台通過為高階筆記型電腦設立標準,牢牢鞏固了客戶的忠誠度,而 AMD 缺乏類似的認證計畫,這使得 OEM 廠商在高階行動市場中難以向消費者推銷其產品。這些挑戰顯示,即便 AMD 在許多領域取得成功,仍有許多障礙需要蘇博士克服。

人事變動回顧

過去十年,在蘇姿丰博士的領導下,AMD 經歷了一系列的人事變動,其中並非所有變動都順利。2015 年,一位關鍵人物——AMD 的主要架構師之一吉姆·凱勒(Jim Keller)離開了公司。他在 AMD 的 CPU 復甦中扮演了重要角色。儘管 Zen 團隊成功地延續了技術規畫藍圖,但凱勒的離職意味著 AMD 失去了一位備受尊敬的工程師。

另一位重要架構師是邁可·克拉克(Mike Clarke),他是 AMD CPU 設計團隊的核心人物,被譽為「Zen 之父」。克拉克曾短暫離開 AMD,但後來回歸,協助推動 Zen 家族的進一步發展。他的離職一度造成了暫時的不穩定,但他的回歸鞏固了 AMD 按計劃交付產品的能力。

在圖形技術方面,領導 Radeon 技術集團的拉賈·柯杜里(Raja Koduri)於 2017 年底離職,轉投 Intel。柯杜里在重組 AMD 的圖形部門和啟動 RDNA 架構方面發揮了關鍵作用。他的離職正值 AMD 開始在 GPU 市場重新獲得動能之時。雖然 RDNA 架構的發展仍在穩步進行,並成為 AMD 提升競爭力的核心,但在遊戲和 AI 市場,AMD 與 Nvidia 的領導地位差距依然存在。柯杜里的離職可能對 AMD 在圖形領域的動能造成了一定程度的干擾。

其他值得注意的離職還包括 2019 年離開 AMD 嵌入式和 Pro 部門的邁可·雷菲爾德(Mike Rayfield)。

然而,AMD 成功挽留了佛瑞斯特·諾羅德(Forrest Norrod)。他於 2014 年加入 AMD,在此之前曾在 Dell 工作 13 年。他是 Epyc 和伺服器領導團隊中的關鍵人物,在推動 AMD 的資料中心與伺服器業務發展中發揮了重要作用。

至於圖形領域,傑克·黃(Jack Huynh)是 AMD 的核心領導之一。他擁有超過 20 年的公司資歷,於去年被任命為計算與圖形部門的資深副總裁兼總經理。當被問及 AMD 在資料中心的成功是否會影響其在遊戲與圖形產品線上的努力時,黃表示,AMD 不會為了爭奪旗艦產品市場的一小部分而分散注意力。他在 9 月接受《Tom's Hardware》採訪時說:「我目前的首要任務是擴大規模,讓我們更快地達到 40% 到 50% 的市場佔有率。我想要的是 80% 的目標市場(TAM),而不是 10%,因為我不希望 AMD 成為一個只有能負擔得起保時捷和法拉利的人才能購買的公司。」

十年中的起伏

在過去十年中,AMD 雖然出現了一些失誤,但就增長而言,無疑發生了顯著的變化。AMD 不僅在桌面市場推出了一個又一個成功的產品,也在行動和資料中心領域取得了亮眼的成績。

在市場佔有率方面,AMD 開始取得實質性進展。2014 年,AMD 在桌面市場的市佔率僅約 20%,而現在已提升至約 29%。報導稱,與一年前相比,AMD 的市佔率增加了近十個百分點——從 2023 年第三季度的 19.2% 增至今年同期的 28.7%,其中一半的增幅出現在過去一個季度。

根據 Mercury Research 的綜合市場數據,AMD 目前出貨的 x86 處理器約佔全球總量的四分之一,包括伺服器和桌面 CPU,也涵蓋用於遊戲主機等設備的 IoT 晶片和半客製產品。

AMD 最近最大的成功是其在伺服器市場的市佔率。過去 AMD 在這一領域幾乎毫無存在感,而現在其市佔率約為 24%,這是一個巨大的進步。Epyc 處理器在核心數量上的優勢相比 Intel,勢必會在未來幾年進一步推動 AMD 的市場佔有率提升。在 2024 年第三季度的財報電話會議中,蘇姿丰表示:「Epyc 已成為現代資料中心的首選 CPU,我們的多代產品組合在幾乎每個企業和雲端工作負載中提供領先的性能和顯著的總擁有成本優勢。」

但 AMD 仍需保持警惕。正如我們所述,伺服器 CPU 出貨量的增長並非 AMD 獨享,Intel 也在資料中心和網路通信領域取得了增長。Mercury 分析師指出:「由於增長率非常相近,AMD 的總市佔率僅略有增長。我們注意到,Intel Xeon SP 的出貨增速略微超過了 AMD Epyc,這得益於 Intel 的 NEX 出貨量的回升。」

未來的市場競爭充滿變數,一切仍有待觀察。

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作者

一個老派的科技媒體工作者,對於最新科技動態、最新科技訊息的觀察報告。

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