配圖來自Canva

近日,AMD Zen 3桌面端處理器正式發布,算是把Intel、AMD、NVIDIA三大通用芯片巨頭近幾年的激烈角逐推向了一個高潮。

如今Zen 3處理器正式發布,從紙面參數上來看,Zen 3桌面端CPU已經實現了對Intel十代酷睿的超越。而在GPU市場中,AMD同時也對NVIDIA的霸權構成了巨大威脅,于是9月初發布的RTX3000系列,讓我們罕見的看到了NVIDIA在高端顯卡上的性價比。

AMD明顯已經讓CPU霸主Intel和GPU霸主NVIDIA都感受到了巨大的壓力。那么在通用芯片領域,AMD究竟能掀起多大的變化就成了一個很值得探討的問題。

AMD較Intel優勢更加明顯

Zen 3處理器的發布,讓AMD較Intel的優勢進一步凸顯。

AMD Zen 3在性能方面的進步非常顯著。Zen 3重新調整了CCX與核心布局、緩存體系,再次顯著提升了IPC和最高加速頻率,相比上一代IPC有19%的顯著提升,最高加速頻率從4．7GHz提升到了4．9GHz。對比Intel,在多核性能方面AMD的優勢繼續得到鞏固,在單核性能表現上,AMD進一步縮小了和Intel的差距。

AMD Zen 3的性能提升已經足夠令人感到振奮,但真正令人驚喜的是AMD在能效方面的巨大進步。Zen 3是Zen、Zen+、Zen 2之后的第三代新架構,盡管依然采用了和Zen 2相同的臺積電7nm工藝,但相比初代Zen架構,Zen 3架構實現了每瓦性能2．4倍的大幅提升,把熱設計功耗保持在了105W。對比Intel,據AMD官方介紹,采用Zen 3架構的新款銳龍9處理器能效比是i9-10900K的2．8倍。

從實際體驗來看,基于Zen 3架構的全新一代AMD銳龍5000系列桌面級處理器在重度工作負載方面或將占據領先地位,其中AMD銳龍9 5900X處理器和上代產品相比,在選定游戲中性能提升高達26%。

性能顯著提升、能效比優勢進一步凸顯,重度工作負載和游戲表現大幅提升。AMD Zen 3的這些優異表現,都建立在7nm工藝的基礎上。

說到底,AMD相對Intel最大的優勢,就是率先采用了臺積電7nm先進工藝制程。Intel的桌面級處理器,無論是今年4月發布的10代酷睿Comet Lake,還是明年一季度將要發布的11代酷睿Rocket Lake采用的依然都是Intel的14nm工藝。

所以現在CPU市場的情況,簡單來講就是AMD在臺積電先進制程工藝平臺上有了更好的表現,這使得AMD徹底發揮出先進制程的優勢,并以這種領先優勢不斷動搖Intel在CPU市場的長期霸權。

AMD對NVIDIA構成巨大威脅

GPU市場的情況和CPU市場有些類似。在過去的近20年中,和Intel一樣,NVIDIA同樣逐漸在全球GPU市場中建立起了牢不可破的霸權。到了現在,NVIDIA同樣需要面臨AMD憑借先進制程工藝發起的挑戰。

2000年之后,全球GPU市場中只剩下NVIDIA和AMD兩個玩家,AMD也只在2004-2005年市場份額短暫超過NVIDIA,其余時間NVIDIA一直相對AMD保持著巨大的優勢。數據顯示,在2018年第四季度,兩者的差距擴大到了極致,在當時的GPU市場中,NVIDIA份額超過81%,而AMD的市場份額只有19%。

絕對的市場主導地位,讓NVIDIA直接把RTX2000系列的高端消費級顯卡賣到了上萬元。然而到了2019年,AMD率先推出全球首款7nm游戲顯卡AMD Radeon? Ⅶ,一舉扭轉了局勢。2019年的GPU市場,AMD的份額上漲了近10個百分點,相應的NVIDIA的市場份額下降了近10個百分點,2020年這個趨勢仍在持續。

為了應對AMD的先進制程工藝挑戰,在今年9月1日,NVIDIA正式發布基于全新Ampere架構GPU的GeForce RTX 30系列顯卡。新一代的Ampere GPU在性能和特性上有著飛躍式的進步。在制程工藝方面,也從臺積電的12nm特色工藝變成了三星8nm特色工藝,而在價格方面,NVIDIA更是作出了令人吃驚的讓步。

舉例來說,傳統性能方面RTX 3080能超越上代旗艦顯卡RTX 2080 Ti 28%左右,而且首發價格差不多只有RTX 2080ti的一半。

NVIDIA之所以突然變得如此具有“性價比”顯然并不是因為“良心發現”,而是受到了AMD實實在在的市場威脅。

在AMD近日處理器發布會的最后階段,AMD還披露了新顯卡的一些信息,蘇姿豐博士在會上表示,RX 6000系列Big Navi將是AMD打造的性能最強的游戲GPU,這無疑是AMD在顯卡市場吹響了又一輪向NVIDIA發起進攻的沖鋒號。

背后的晶圓代工暗戰

從蘇姿豐博士2014年10月上任AMD CEO到2019年的5年里,AMD在CPU和GPU市場雙線作戰,2019年同時在兩大市場雙雙豐收。AMD的這一波逆襲,被稱為“硅谷最偉大的卷土重來之一”。

不容忽視的是,AMD的“卷土重來”建立在先進制程工藝的基礎上。更確切地講,正式配合臺積電先進制程工藝不斷革新架構,才有了AMD近年來在通用芯片市場的巨大成功。

同樣的,Intel和NVIDIA的市場霸權之所以被AMD動搖,最根本的原因也是因為他們在先進制程方面的相對保守。

Intel在先進制程方面的落后,歸根結底是因為其所堅持的IDM模式,被臺積電的Foundry模式所超越。而NVIDIA在先進制程方面的保守,則是因為NVIDIA在市場中的巨大成功,令其缺乏更新制程工藝的動力。

如今AMD憑借先進制程工藝“卷土重來”,引發了通用芯片巨頭們在先進制程工藝領域的“鯰魚效應”。現在無論是NVIDIA抑或是Intel都明顯加快了各自在先進制程工藝領域的布局,NVIDIA聯合起了三星半導體,而Intel則加快了其10nm生產線建設。

所以通用芯片巨頭間的這些明爭暗斗,其實也對全球晶圓代工行業產生了顯著影響。當然,這些通用芯片巨頭間的爭斗,和中國同樣也有緊密的聯系。

國產芯任重道遠

目前來看,雖然Intel、AMD和NVIDIA都是三家美國企業,但對他們之間的競爭態勢,我們卻不能只是看熱鬧。

一方面,我們目前無法擺脫對這些通用芯片巨頭的依賴。

無論是CPU還是GPU,目前全球也只有這三家公司能夠設計生產,國產自研芯片雖然有了一些成果并且已經可以投入市場,比如說龍芯、兆芯的一些產品已經可用,但想要做到完全替代Intel、AMD和NVIDIA的產品,目前還并不現實。

而這些通用芯片除了應用于消費級市場,用在臺式機電腦和筆記本電腦上,還被大規模的應用于服務器中。更進一步說,其實目前蓬勃發展的云計算技術,就需要大量的服務器支持,并不能擺脫對Intel、AMD和NVIDIA這些通用芯片巨頭的依賴。

另一方面,這些通用芯片巨頭早已不是單純只做通用芯片。

Intel、AMD和NVIDIA三大通用芯片巨頭固然是做CPU、GPU這類通用芯片起家的,目前主要做得也還是這些,但卻絕不局限于此。

Intel從2014年就開始做AI芯片,目前其AI芯片發展已經進入成熟階段。除了自研基于CPU、GPU的AI芯片外,還收購了Moviduis、Nervana及Habana等AI芯片公司。AMD在AI芯片方面同樣也在努力進取。

NVIDIA的GPU之前被大量應用于人工智能計算,目前NVIDIA無論硬件、抑或軟件算法在人工智能領域都頗為領先。除此之外,NVIDIA近期努力推進收購ARM的事項,一旦NVIDIA完成對ARM的收購,那么國產自研基于ARM指令集的芯片都會大受影響。

總之,我們既沒有擺脫對這些通用芯片巨頭的依賴,Intel、AMD和NVIDIA三巨頭的影響力又不僅限于通用芯片。三巨頭之間的大戰,最后終將對我國產生直接影響。而要想擺脫這種局面,歸根結底還是需要國產芯片、國產半導體產業盡快發展。