2006年的夏天,半导体行业正处在一个微妙的十字路口。6KMednc
彼时的AMD,正享受着其历史上最高光的时刻。6KMednc
凭借着革命性的Athlon 64处理器,它成功地将不可一世的英特尔拉下神坛,在性能和架构上都占据了上风。6KMednc
然而,在硅谷,胜利的香槟泡沫总是消散得特别快。6KMednc
空气中已经弥漫着山雨欲来的气息,一场足以改变整个行业格局的风暴正在酝酿。6KMednc
就在这个关键节点,6KMednc
AMD做出了一个震惊业界的决定:斥资54亿美元,收购图形芯片巨头ATI。6KMednc
这笔交易在当时看来,与其说是一次雄心勃勃的扩张,不如说是一场押上身家性命的豪赌。6KMednc
AMD几乎是以一种近乎绝望的姿态,试图在历史的洪流转向之前,为自己找到一条新的航道。6KMednc
回望历史,这笔收购在接下来的近十年里,几乎被公认为是一场灾难。6KMednc
它让AMD背上了沉重的债务,使其在与英特尔的竞争中步履维艰,推出的融合产品也远未达到预期。6KMednc
然而,历史的吊诡之处在于,6KMednc
最痛苦的抉择,往往通向最彻底的救赎。6KMednc
尽管这笔交易在短期内看是一招不折不扣的“昏招”,让AMD付出了惨痛的代价。6KMednc
但从长远来看,它却歪打正着,成为了AMD历史上最重要、最正确的战略决策。6KMednc
正是这场痛苦、曲折、甚至充满意外的豪赌,6KMednc
为AMD在二十一世纪的第二个十年后绝地重生,奠定了三大核心支柱。6KMednc
完整的产品线组合、6KMednc
卓越的制造模式,6KMednc
以及通往人工智能王国的钥匙。6KMednc
1:
2006年的AMD,表面风光无限。6KMednc
其Athlon 64 X2双核处理器在市场上广受好评,集成内存控制器的设计理念领先业界,让英特尔的奔腾D(Pentium D)相形见绌。6KMednc
然而,AMD的管理层心里清楚,悬在头顶的达摩克利斯之剑已经摇摇欲坠。6KMednc
真正的威胁来自英特尔即将发布的Core 2 Duo处理器。6KMednc
根据当时泄露出的评测和内部消息,酷睿2架构将带来一次性能和能效的量子跃迁。6KMednc
2006年7月,当酷睿2正式发布后,整个市场为之震动。权威硬件媒体Tom's Hardware直接打出了“Game Over”和“新王登基”(The New King)的标题。6KMednc
评测数据显示,即便是中端的酷睿2 E6750,也能轻松击败AMD当时最顶级的Athlon 64 X2 6000+,而且功耗还低得多。6KMednc
英特尔不仅夺回了性能王座,更在能效比上建立了压倒性优势。6KMednc
AMD的领导层预见到了这场海啸的到来。6KMednc
他们明白,仅仅依靠CPU单打独斗的战略即将走到尽头。6KMednc
一旦在核心的CPU性能上失去优势,AMD将没有任何牌可以打。6KMednc
他们迫切需要一个新的故事,一个新的战场,来对冲英特尔在CPU领域的强势反扑。6KMednc
与此同时,牌桌的另一边,ATI的日子也并不好过。6KMednc
作为全球顶级的图形芯片设计公司,ATI的产品力毋庸置疑。6KMednc
其 Radeon X1900系列显卡性能强悍,尤其是在图像质量上,往往能压过老对手英伟达(Nvidia)的GeForce7900系列一头。6KMednc
一个关键的技术优势是,ATI的显卡能够同时开启高动态范围光照(HDR)和抗锯齿(AA),而英伟达的同代产品则无法做到这一点,这在《上古卷轴4:湮没》等当时的大作中带来了显著的画质提升。6KMednc
然而,强大的产品力并不能掩盖其战略上的脆弱性。6KMednc
ATI的“牢笼”在于,它虽然能设计出顶级的GPU,但要构建一个完整的计算平台(主板芯片组+显卡),却处处受制于人。6KMednc
它的主要竞争对手英伟达,下了一步狠棋:在2005年收购了芯片设计公司宇力(ULi)。6KMednc
宇力长期以来是ATI芯片组南桥芯片的关键供应商。英伟达此举如同一把尖刀,精准地插向了ATI的软肋,意图扼杀其平台业务,将ATI孤立成一个单纯的GPU供应商。6KMednc
失去了可靠的南桥伙伴,ATI的芯片组业务岌岌可危。6KMednc
它与英特尔的合作也仅仅是“正式认可”的供应商关系 , 充满了不确定性。6KMednc
ATI迫切需要一个拥有CPU的、稳定的、长期的战略盟友,来共同打造一个能与英特尔平台和英伟达平台相抗衡的“第三极”。6KMednc
值得一提的是,ATI这家加拿大科技巨头,是由华裔企业家何国源(Ho Kwok Yuen)于1985年创办的 。6KMednc
他将一家小型初创公司,发展成了能与英伟达分庭抗礼的全球半导体巨头。6KMednc
然而,到了2006年,面对英伟达咄咄逼人的供应链战争和愈发封闭的行业生态,这家公司也走到了命运的十字路口。6KMednc
最终,两家公司的困境让他们走到了一起。6KMednc
这并非一次简单的“强强联合”,而是一场深刻的“战略自救”。6KMednc
AMD预见到自己即将在CPU正面战场上溃败,需要GPU来开辟第二战场。6KMednc
ATI则发现自己的平台生态正被对手釜底抽薪,需要CPU来构建坚固的战略同盟。6KMednc
他们共同的敌人是英特尔和英伟达这两个庞然大物,它们正试图通过定义平台标准来边缘化所有挑战者。6KMednc
因此,这54亿美元的收购价格,买的不仅仅是ATI的Radeon显卡产品线和技术专利,更是买下了一个构建完整计算平台(CPU + 芯片组 + GPU)的机会。6KMednc
这是在当时环境下,唯一能够长期对抗英特尔和英伟达的生存之道。6KMednc
这场交易的本质,是两个昔日的王者在寒冬来临前,选择抱在一起,用彼此的体温来抵御风雪。6KMednc
如果说收购的决策是在对未来恐惧的驱动下完成的,那么收购后的整合之路,则充满了现实的痛苦与挣扎。6KMednc
2:
AMD为这场豪赌付出的第一个,也是最直接的代价,就是财务上的“大出血”。6KMednc
而它向华尔街和消费者描绘的美好蓝图——加速处理器APU,则在理想与现实的巨大鸿沟中,经历了长达十年的煎熬。6KMednc
54亿美元,对于2006年的AMD来说,是一个天文数字。6KMednc
这笔巨款几乎耗尽了AMD的现金流,并使其背上了沉重的债务包袱。6KMednc
收购完成后的几个季度,AMD的财报都极其难看,巨额的收购支出和整合费用,让公司陷入了持续的亏损。6KMednc
这笔债务如同一副沉重的枷锁,在之后近十年的时间里,严重限制了AMD的研发投入和战略灵活性,也为日后一系列“不得已”的决策埋下了伏笔。6KMednc
为了证明这笔天价收购的合理性,AMD向世界宣布了一个激动人心的概念:Fusion(聚变)。6KMednc
其目标是创造一种全新的处理器——APU(Accelerated Processing Unit),将传统上分离的中央处理器(CPU)和图形处理器(GPU)融合到同一块硅片上。6KMednc
这个想法在当时极具前瞻性。CPU擅长处理复杂的逻辑和串行任务,但单核性能的提升已进入瓶颈期;而GPU拥有成百上千个小型处理单元,天生适合大规模的并行计算。6KMednc
AMD的设想是,通过APU,让CPU和GPU协同工作,利用GPU强大的并行处理能力来加速各种日常应用,而不仅仅是游戏和图形渲染。6KMednc
这是一个试图打破传统计算模式,实现“异构计算”的宏伟蓝图。6KMednc
从理论上讲,一旦成功,AMD将拥有独一无二的、能够同时提供高性能CPU和GPU的整合平台,从而在与英特尔的竞争中获得非对称优势。6KMednc
然而,理想很丰满,现实却很骨感。APU的诞生之路远比想象的要坎坷。6KMednc
直到2011年,也就是收购完成五年后,AMD才推出了第一代APU产品,代号“Llano”。6KMednc
紧接着在2012年,推出了第二代APU,代号“Trinity”。6KMednc
这些产品确实兑现了一半的承诺:它们的集成图形性能远超英特尔同期的集成显卡,甚至可以媲美一些入门级独立显卡,为预算有限的用户提供了不错的轻度游戏体验。6KMednc
但问题的关键出在另一半——CPU性能上。Llano使用的是老旧的K10(Stars)架构,而Trinity则搭载了臭名昭著的“推土机”(Bulldozer)及其改进版“打桩机”(Piledriver)架构。6KMednc
推土机架构为了追求高频率,牺牲了至关重要的每时钟周期指令数(IPC),导致其在实际应用中的单线程性能极其孱弱,甚至不及自家的上一代产品。6KMednc
这造成了一个极其尴尬的局面:AMD的APU成了一个“瘸腿巨人”。它拥有一个F1赛车级别的GPU引擎,却配上了一个拖拉机级别的CPU引擎。6KMednc
这种架构上的严重失衡,使得APU在大部分日常应用和对CPU性能敏感的任务中表现不佳,无法对英特尔的主流酷睿处理器构成真正的威胁。6KMednc
在长达数年的时间里,APU非但没能成为AMD攻城略地的利器,反而固化了其“低端”、“廉价”的市场形象。6KMednc
那个曾经寄托了无数希望的“Fusion”梦想,在现实面前摔得粉碎。这笔54亿美元的收购,在当时看来,似乎真的成了一个天大的笑话。6KMednc
APU战略的早期失败,其根源并非来自被收购的ATI技术,6KMednc
恰恰是源于收购方AMD自身核心CPU部门的崩盘。6KMednc
AMD花巨资买来了业界顶尖的GPU,成功地将其整合进产品,6KMednc
却发现自己最根本的CPU基石已经腐朽不堪。6KMednc
这场本应是强强联合的“聚变”,因为自身内功的衰退,变成了一场旷日持久的“消化不良”。6KMednc
只有深刻理解了这一点,才能明白为何这笔收购在长达十年的时间里都看起来像是一个巨大的错误6KMednc
因为在Zen架构横空出世之前,ATI带来的那颗强大GPU核心的全部潜力,始终被AMD孱弱的CPU所封印。6KMednc
如果说APU的曲折发展是AMD为收购付出的“明面上的代价”,6KMednc
那么在这背后,一个由收购间接触发的、更深层次的结构性变革,却在悄然孕育。6KMednc
这场变革起初看似是断臂求生的无奈之举,最终却歪打正着,成为AMD日后翻盘的关键胜负手。6KMednc
3:
收购ATI带来的巨额债务 ,让AMD的财务状况岌岌可危。6KMednc
与此同时,半导体制造的成本正以惊人的速度攀升,建设一座新的晶圆厂动辄需要数十亿美元的投资。对于深陷债务泥潭的AMD来说,这无疑是不可承受之重。6KMednc
在生死存亡的压力下,AMD做出了一个艰难的决定。6KMednc
2009年,它宣布将自己的芯片制造部门分拆出去,与阿布扎比的ATIC投资公司合资成立一家全新的晶圆代工企业——格罗方德(GlobalFoundries),简称GF。6KMednc
从那一刻起,AMD从一家集设计与制造于一身的IDM(Integrated Device Manufacturer)公司,转型为一家只负责芯片设计的无晶圆厂(Fabless)公司。6KMednc
这个决定在当时并非主动的战略选择,而是被财务状况逼上梁山的无奈之举。6KMednc
AMD需要甩掉晶圆厂这个“重资产”包袱,以换取生存下去的现金流。6KMednc
其实,当时AMD为了财务问题,卖掉的不止芯片制造部分。6KMednc
2015年,封装部门卖给了通富微电,从此中国公司有了高性能CPU/GPU的封装技术。6KMednc
2016年,AMD授权给海光生产ZEN架构,从此中国公司在高性能CPU上又打开了了一扇门。6KMednc
AMD为了拯救自己,改善现金流状况,可见付出了不少努力。6KMednc
而中国公司的这几次收购非常的明智,拿到了世界上一流的技术,也迅速提升了能力。6KMednc
不得不说,真是天意。6KMednc
我们说回GF,6KMednc
天下没有免费的午餐。6KMednc
作为分拆的一部分,AMD与GF签订了一份长期婚约。6KMednc
一份约束力的《晶圆供应协议》(Wafer Supply Agreement, WSA)。6KMednc
这份协议规定,在未来很多年里,AMD必须从GF采购其绝大部分CPU和APU所需的晶圆,并且锁定了采购量和价格。6KMednc
这无异于一副“黄金镣铐”。6KMednc
它将AMD的命运与一家刚刚起步、技术和产能都尚待验证的晶圆厂紧紧地捆绑在了一起。6KMednc
如果GF的工艺进展顺利,那么皆大欢喜;6KMednc
但如果GF掉队,AMD的核心产品线将被拖入深渊。6KMednc
在接下来的几年里,这份WSA多次被修订。6KMednc
AMD为了调整采购量,甚至不得不向GF支付数亿美元的违约金,足见其束缚之深。6KMednc
就在所有人都认为AMD被GF锁死的时候,6KMednc
一个至关重要却常常被忽略的历史遗产,成为了AMD的救命稻草。6KMednc
这个遗产,正是来自被收购的ATI。6KMednc
在被AMD收购之前,ATI作为一家独立的GPU公司,其主要的晶圆代工伙伴一直是行业领袖——台积电(TSMC)。6KMednc
收购完成后,这个合作关系被完整地保留了下来。6KMednc
因此,AMD形成了一个独特的双轨制制造模式:6KMednc
CPU和APU主要由GF生产,6KMednc
而独立的GPU(Radeon显卡)则继续由台积电代工 。6KMednc
这条与台积电之间长达十余年的、为GPU业务建立起来的合作关系,在当时看起来只是业务的延续,却在未来成为了AMD的战略“逃生舱”。6KMednc
4:
命运的转折点出现在2018年8月。6KMednc
格罗方德(GF)突然公开宣布,将无限期搁置其7纳米工艺的研发。6KMednc
这个消息对整个行业来说都是一枚重磅炸弹,但对被WSA捆绑的AMD来说,本应是灭顶之灾。6KMednc
这意味着AMD最核心的CPU和APU产品,将被困在老旧的12/14纳米节点上,眼睁睁地看着英特尔和台积电在更先进的工艺上高歌猛进。6KMednc
然而,AMD并没有坐以待毙。6KMednc
它启动了那个隐藏的“逃生舱”。6KMednc
凭借着从ATI继承而来、并由GPU业务持续维护了十多年的与台积电深厚而稳固的合作关系。6KMednc
AMD成功地与GF修订了WSA协议,获得了在7纳米及以下节点自由选择代工厂的权利。6KMednc
站在GF的角度,也没有什么好办法,6KMednc
自己满足不了伴侣的需求,如果还不允许伴侣离婚,只能耽误人家一生,6KMednc
这个怎么也说不过去,只能好聚好散。6KMednc
和GF离婚后,AMD做出了其最英明的一个决定:6KMednc
将革命性的Zen 2架构CPU,全面转向台积电世界领先的7纳米工艺进行生产。6KMednc
这一惊天大逆转,让AMD不仅摆脱了GF工艺停滞的困境,更是一举在制造工艺上超越了多年来一直领先的英特尔。6KMednc
正是这一步,开启了Ryzen和EPYC处理器波澜壮阔的逆袭史诗。6KMednc
整个事件的因果链条充满了戏剧性。6KMednc
正是因为收购ATI带来的巨大财务压力,才迫使AMD不得不剥离晶圆厂成为一家Fabless公司。6KMednc
而也正是因为收购了ATI,AMD才继承了与台积电的合作关系这一宝贵遗产。6KMednc
当AMD名义上的GF在关键技术节点上掉队时,6KMednc
这个从ATI继承来的台积电关系,却成为了最终的救世主。6KMednc
可以说,收购案本身,通过一系列复杂的、长达十年的连锁反应,无意中为自己铺就了一条通往最终胜利的道路。6KMednc
如果说剥离晶圆厂是收购案带来的“结构性”红利,那么ATI本身的技术基因,则为AMD的未来埋下了更具想象力的种子。6KMednc
这颗种子在十余年后生根发芽,不仅解决了图形计算领域的一个根本性难题,更意外地为AMD叩开了通往人工智能这个价值数万亿美元新世界的大门。6KMednc
5:
随着GPU的性能以摩尔定律的速度飞速发展,一个古老而顽固的瓶颈再次出现——“内存墙”(Memory Wall)。6KMednc
GPU内部拥有数千个计算核心,对数据的吞吐量要求极高。6KMednc
而传统的GDDR显存技术,其带宽增长速度已经远远跟不上GPU算力的增长速度。6KMednc
数据传输的延迟和带宽成为了限制GPU性能发挥的最大障碍 。就像一个拥有无数个工人的超级工厂,却只有一条狭窄的运输带供应原材料,导致大部分工人都在闲置等待。6KMednc
早在2008年,也就是收购完成仅两年后,AMD内部那支继承自ATI的顶尖研发团队,就开始着手解决这个行业性难题。6KMednc
他们提出的方案极具颠覆性,彻底改变了内存与处理器协同工作的方式。这个方案就是“高带宽内存”(High-Bandwidth Memory, HBM)。6KMednc
HBM的核心思想是“堆叠”和“靠近”。6KMednc
它不再将内存颗粒(DRAM)平铺在GPU周围的PCB板上,而是通过先进的封装技术,将多个DRAM芯片像盖楼一样垂直堆叠起来,然后通过一块被称为“硅中介层”(Silicon Interposer)的基板,将这个内存堆栈与GPU核心封装在同一块基板上。6KMednc
这块中介层内部集成了数千条微小的、垂直的硅通孔(TSV)线路,用于连接内存和GPU。6KMednc
这种设计带来了三大好处:6KMednc
超高带宽:数千条连接线路提供了比传统GDDR显存宽几个数量级的总线位宽,从而实现了惊人的内存带宽。6KMednc
更低功耗:数据传输距离极短,信号驱动所需功耗大幅降低。
更小尺寸:垂直堆叠大大节省了PCB板的占用面积。
2015年,AMD率先将这项革命性技术商业化,推出了全球首款搭载HBM1显存的显卡——Radeon R9 Fury X。6KMednc
尽管这款显卡本身的商业表现毁誉参半,但它所展示的HBM技术却震惊了整个行业。6KMednc
不久之后,老对手英伟达也在其数据中心GPU Tesla P100上采用了HBM2技术,这标志着HBM正式成为高性能计算领域的金标准。AMD再一次扮演了技术先行者的角色。6KMednc
历史的巧合总是如此迷人。就在AMD为解决图形渲染瓶颈而发明的HBM技术逐渐成熟时,一场席卷全球的AI革命悄然兴起。6KMednc
深度学习、大语言模型等新兴应用,其核心需求与HBM的特性完美契合:它们都需要在海量的并行计算单元和巨大的数据集之间进行超高速的数据交换。6KMednc
AMD为游戏显卡准备的“屠龙之技”,意外地成为了AI时代的“金钥匙”。6KMednc
这项技术遗产,成为了AMD构建其现代AI战略的基石。6KMednc
首先,在GPU架构上,AMD做出了一个关键的战略决策。6KMednc
它将源自ATI时代的最后一个统一架构GCN(Graphics Core Next),分化成了两条截然不同的演进路线:6KMednc
一条是为游戏优化的RDNA(Radeon DNA),6KMednc
另一条则是专为数据中心和高性能计算打造的CDNA(Compute DNA)。6KMednc
CDNA架构剥离了光栅化、纹理映射等传统图形硬件,变成了一个纯粹的、为AI和科学计算而生的“计算猛兽”。6KMednc
其次,这条CDNA架构的血脉,直接催生了AMD Instinct系列AI加速器(如MI100、MI200、MI300系列。6KMednc
这些产品搭载了最新的HBM显存和为AI优化的Matrix Core(矩阵核心),成为了在AI芯片市场上挑战英伟达霸主地位的核心力量。6KMednc
今天AMD销售的每一块AI芯片,都可以追溯到当年收购ATI时所获得的图形技术和研发团队。6KMednc
6:
回首2006年那场惊心动魄的收购,我们可以给出一个清晰而明确的结论了。6KMednc
我们必须坦诚地承认这步棋的巨大代价和风险。6KMednc
在收购后的近十年时间里,它几乎被所有人视为一个历史性的错误。它让AMD背负了沉重的债务,几乎动摇了公司的根基 。6KMednc
它也让AMD寄予厚望的“Fusion”融合产品,因CPU性能的拖累而长期处于不温不火的尴尬境地,难以在主流市场立足。6KMednc
在那些最黑暗的日子里,这笔交易看起来确实像是一招将公司推向悬崖边缘的昏招。6KMednc
然而,当我们把视线拉长,从更宏大的战略层面复盘,会发现正是这着“险棋”,通过一系列意想不到的连锁反应,最终盘活了AMD的全局。6KMednc
CPU+GPU的全系产品,芯片制造模式的转变与拥抱TSMC,以及从HBM技术开始的人工智能之星星之火。6KMednc
AMD对ATI的收购,是一次典型的“险中求胜”。6KMednc
它不是一个经过完美规划、执行优雅的教科书式案例,而更像是一次在黑暗中痛苦而幸运的摸索前行。6KMednc
它的过程充满了挣扎、妥协和意外,但最终,它把AMD带向了正确的方向。6KMednc
没有当年那笔巨额债务所倒逼的Fabless转型,没有ATI团队所奠定的并行计算和先进封装的技术基石,就没有今天这个能够与英特尔和英伟达在多个战场上全面抗衡的AMD。6KMednc
2006年的那场豪赌,尽管让AMD在悬崖边上走了近十年,但最终,它重置了整个行业的棋局,让AMD这盘棋,满盘皆活。6KMednc
这是一步代价高昂、过程痛苦,但最终无比正确的险棋。6KMednc
上述内容部分引用自《芯术-算力驱动架构变革》第二章GPU和光影计算。6KMednc
责编:Ricardo