《电子技术应用》

从CPU到GPU:AMD豪赌新款产品

2017/6/30 15:06:00

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  站在办公室宽大的窗户前,苏姿丰(Lisa Su)可以一览无余地看到AMD奥斯汀办公园区的全貌,其中包括正在对新芯片进行测试的实验室大楼。2016年春季,苏姿丰经常往实验大楼的方向看,更是经常与那座大楼里的公司员工通过短信、消息、电话沟通。她在翘首期盼Zeppelin芯片的诞生。

  Zeppelin是AMD最新款处理器的代号——将应用在PC和服务器中的一款旗舰芯片,AMD的未来依赖于它的成功。苏姿丰本身是微处理器领域的博士,2014年出任AMD首席执行官一职。Zeppelin是她复兴AMD产品线努力的“第一把火”,这是一款全新设计的芯片,能吸引从挑剔的游戏玩家,到运行人工智能和机器学习软件的科技公司在内对计算能力要求颇高的客户。如果Zeppelin获得成功,AMD将有机会扭转连年亏损的颓势,甚至摆脱英特尔、英伟达等竞争对手的阴影。

  但让苏姿丰始料未及的是,当Zeppelin“来到”奥斯汀接受测试时,意外发生了。

  测试工作负责人路易斯·卡斯特罗(Louis Castro),组建了一支80人的团队,对代号为Ryzen 的首款Zeppelin 芯片进行测试。但是,在测试工作开始的前一天晚上——当时是2016年4月,芯片设计团队负责人给卡斯特罗打来了电话,称一个缺陷在设计团队的计算机模拟中蒙混过关,首款Zeppelin 芯片可能会“见光死”,甚至不能启动计算机。如果这一缺陷不能得到迅速修复,Ryzen的发布可能会跳票数周甚至数月时间。更雪上加霜的是,苏姿丰当时远在8000英里和10个时区之外——正在印度进行访问。卡斯特罗回忆说,“在职业生涯中我从未遇到过这样的事,我坐下来沉思:该怎么办?”

  负责Zeppelin的工程师李·鲁斯克(Lee Rusk)立即致电这款芯片的代工制造商,要求对方立即停止生产。首席技术官马克·斐波马斯特(Mark Papermaster)通过电话向苏姿丰汇报了这一坏消息。虽然通话很急迫,但他们两人都没有惊慌失措。苏姿丰的第一反应很是果断:测试工作不能推迟。

  AMD团队迅速进入苏姿丰所谓的“阿波罗13模式”。四支不同的工程师团队通过头脑风暴,制定出避开原型芯片中的缺陷,立即开始对芯片进行测试的方案。一回到奥斯汀,苏姿丰就直奔实验室,给工作人员鼓劲,并提醒他们“只许成功不许失败”。

  作为当前计算机和手机核心的硅芯片极其复杂。5美分硬币大小的Ryzen芯片,集成有500万个晶体管,分布在100个不同的层面上。卡斯特罗团队发现的缺陷,只影响所有电路的不到万分之一。一旦缺陷位于芯片“深处”——在最底下的层面之一上,修复它可能需要耗费大量时间。但AMD运气不错:问题可以在一个月后得到解决。

  无论如何强调AMD急需一款成功的产品——迅速成功的产品,都很难说是夸张。过去10年大多数时间中它依赖的策略——生产一般的芯片,然后每1、2年发布升级产品,以低于对手的价格销售——已经失败。市场研究公司IDC的数据显示,在2007年至2016年期间,AMD在PC芯片市场上的份额由23%下滑到10%以下;服务器芯片市场份额更是下滑到1%以下。与此同时,PC市场萎缩的速度超过人们想象,遭到移动革命的蚕食。AMD基本上与移动革命无缘。AMD已经连续5年亏损,营收在2015年降低到40亿美元(约合人民币272亿元)以下,比2011年的最高点低了39%。

  Fortune表示,AMD的坏消息,是硅谷的一大损失。在半导体大战中,AMD从未接近领头羊的位置,但它在许多方面都是创新者——处理器时钟频率超过1GHz的首家芯片厂商、首家推出双核PC处理器的芯片厂商。作为第二大PC芯片厂商,AMD有助于数不清的对计算能力要求颇高的企业降低成本,获得新技术。惠普企业首席执行官梅格·惠特曼(Meg Whitman)表示,“在我了解的所有市场上,竞争都推动了创新的发展。芯片市场更广泛的生态链,对于整个产业来说是好事。

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  目前,AMD破产的可能性大大降低——这在很大程度上要感谢苏姿丰。其战略的中心是彻底地改进设计,这有助于AMD在超级计算机市场上赶超英特尔和英伟达。同时,苏姿丰还在降低AMD对PC市场的依赖,致力于向三大游戏主机厂商——微软、索尼和任天堂——供应芯片。她还通过向一家中国合作伙伴许可服务器芯片设计提高盈利能力。为此,苏姿丰综合利用了其作为工程师的经验、在IBM工作十多年积累的人脉关系,以及从苹果挖来的设计人才。

  首批Ryzen芯片今年3月上市销售,在早期评测中的表现非常棒。它轻松超过AMD的承诺:性能比上一代芯片提升40%。以不到一半的价格,Ryzen芯片性能堪比同类的英特尔芯片。例如,面向台式机的高端Ryzen 7 1800X芯片,售价为499美元(约合人民币3346元),而英特尔酷睿i7-6900K售价为1089美元(约合人民币7411元)。投资者也相当激动,AMD股价由2016年初的不足2美元上涨至目前的约12美元。

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  今年夏季AMD将推出更多芯片。AMD计划推出的下一款芯片,是被称作Epyc的服务器芯片——目标是挑战英特尔在服务器芯片市场上近乎垄断的绝对优势。之后是Vega显卡芯片,这类芯片不仅对于游戏玩家非常重要,也是运行先进的人工智能和机器学习任务最好的方式。确实,虽然PC市场仍然在萎缩,对显卡芯片的需求却还在增长。Vega的性能也引人注目。AMD已经说服苹果为即将发布的iMac Pro配置Vega芯片。

  由于上述产品没有经过市场考验,AMD尚未脱离困境。市场研究公司Bernstein Research芯片产业分析师斯塔西·拉斯冈(Stacy Rasgon)认为,苏姿丰下对了赌注,清理了资产负债表,但她尚未证明AMD能够成功,“考虑到18个月前AMD还被担心是否会破产的背景,她的表现相当棒,但是,长期以来AMD执行能力受到怀疑”。打消外界对AMD执行能力的怀疑是苏姿丰的任务。

  AMD的历史与其强大得多的竞争对手英特尔密切相关。两家公司都是由半导体先驱仙童的工程师和高管创办的。罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)、戈登·摩尔(Gordon Moore)和安迪·格鲁夫(Andy Grove)1968年创办了英特尔。一年后,销售人员杰里·桑德斯(Jerry Sanders)创办了AMD。AMD业务从1980年代开始获得成功,主要原因是IBM决定不能依赖英特尔为其PC提供芯片,并指定AMD为第二家供应商。AMD仍然是唯一一家兼容X86芯片的供应商,但是,即使在2000年代的巅峰时期——占到近四分之一的PC芯片市场,它也一直远远落后于英特尔。

  1990和2000年代,AMD在桑德斯和海克特·鲁伊兹(Hector de Jesus Ruiz)领导下进入黄金发展时期,推出一些速度快和创新性的PC芯片——例如K6,证明它不只会克隆英特尔产品。2006年,AMD股价达到逾42美元的高价,但当年鲁伊兹作出了一个重要决策:斥资54亿美元(约合人民币368亿元)收购显卡芯片厂商ATI。ATI的技术从未向AMD提供它期望的提振作用。而且,这一交易导致AMD数年亏损,因为它为此背上巨额债务,并因合并两家公司业务而减记部分资产。从2008年到2011年,AMD更换了4名首席执行官。

  苏姿丰接手的就是这样一个烂摊子。出生于中国台湾地区的苏姿丰,2岁时随家人来到纽约。父母告诉她可以选择成为一名钢琴家、医生或工程师,第三种选项吸引了经常拆卸弟弟电动汽车玩具并重新装回去的苏姿丰。她在久负盛名的布朗克斯科学高中学习,而后在麻省理工学院读大学。正是在麻省理工学院,苏姿丰确立了对微处理器的兴趣,并先后获得电子工程学士、硕士和博士学位。

  在德州仪器工作很短一段时间后,苏姿丰跳槽到了IBM,在之后十多年时间里,她一直致力于开发更快、更廉价的芯片。苏姿丰还遇到了一名关键的良师益友尼古拉斯·多诺里奥(Nicholas Donofrio)——IBM传奇人物,曾参与包括大型主机和第一代PC在内的多个项目的研发工作。苏姿丰被安排担任时任IBM首席执行官郭士纳(Lou Gerstner)的特别技术助手,帮助后者了解最新技术进展,确保缺乏技术训练,不会影响郭士纳的决策。

  Fortune称,苏姿丰渴望管理一家公司,她感觉到在IBM实现不了自己的愿望。2007年,从摩托罗拉剥离成立的飞思卡尔半导体邀请苏姿丰出任首席技术官,她抓住了这一机会。苏姿丰的工作地点是奥斯汀,并最终管理飞思卡尔10亿美元(约合人民币68亿元)的网络芯片部门,帮助公司在2011年上市。

  当时,多诺里奥从IBM退休,加入AMD董事会,帮助制定一项复兴战略。在奥斯汀参加一次董事会会议时,多诺里奥邀请苏姿丰共进晚餐,并邀请她加盟AMD。AMD问题虽然根深蒂固,但也有了不起的技术人才和独特的知识产权。多诺里奥说,“你加盟AMD的时机已经成熟。”苏姿丰在2012年加盟AMD,2014年出任首席执行官。

  当时,AMD已经组建了一支能再造其芯片的设计梦之队。多诺里奥挖来了IBM芯片设计大腕斐波马斯特——目前是AMD首席技术官,苹果已故前首席执行官史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)曾有意请他为iPhone设计芯片。斐波马斯特为AMD招聘了其他明星级芯片设计师,其中最受关注的是2013年的拉贾·科杜里(Raja Koduri)。科杜里被广泛认为是显卡芯片设计方面的奇才,当时已经在苹果任职,开发使iPhone能支持视网膜屏幕的图形芯片。

  在科杜里的亲友看来,离开如日中天的苹果,加盟困难重重的AMD似乎是疯狂的。但科杜里认为,一定会有其他平台取代手机,成为一个可供创新的平台。科杜里认为人工智能是未来的方向,它将推动对高性能计算的需求。AMD的复兴战略,意味着它适合科杜里设计符合未来发展方向的芯片。科杜里说,“只要永往直前,就可以获得一些有趣的成果。”

  这一“永往直前”的思想开始显现出威力。去年,AMD营收相比前年增长7%至42亿美元(约合人民币286亿元)。2015年,苏姿丰把AMD所有芯片业务合并成一个被称作Radeon技术集团的部门,并任命科杜里为负责人。此后,Radeon技术集团员工数量已增长60%至3200人,成为AMD内部最大的部门。苏姿丰称,过去AMD的PC芯片“万众瞩目。现在我们要说图形业务也已经成为一等公民”。

  随着采用Vega芯片的产品今年夏季上市销售,AMD的战略将迎来真正的考验。由黄仁勋担任首席执行官的英伟达,是一家重要的图形芯片厂商,尤其是在软件方面享有优势,其专有的CUDA(统一计算设备架构)在大数据分析工具市场上占有支配地位。虽然分析师所谓的“GPU计算”市场相对较小,但增长很快。拉斯冈估计,GPU计算市场规模将由去年的不足5亿美元(约合人民币34亿元),增长至2020年的接近90亿美元(约合人民币613亿元)。

  英特尔远没有放弃PC和服务器芯片市场的意思。首席执行官科再奇(Brian Krzanich)关心的是数据中心客户。5月份,英特尔公布了一款被称作酷睿i9的高性能台式机芯片。英特尔PC芯片部门新任负责人格雷格·布莱恩特(Greg Bryant)说,“一段时间前,我们真正踩下了油门。”

  惠特曼认为,惠普企业核心服务器业务将是AMDEpyc芯片的一大受益者和客户,“在其他人失败的地方,苏姿丰为什么能成功呢?她致力于使公司能开发出色的产品”。


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