六年磨一劍,尋找最強(qiáng)芯:AMD 絕地求生背后的故事
六年磨一劍,尋找最強(qiáng)芯:AMD 絕地求生背后的故事。在科技領(lǐng)域,幾乎沒(méi)有什么“賭博”,能像花費(fèi)數(shù)十億美元從零開始構(gòu)建一個(gè)新的計(jì)算機(jī)處理器那樣大。前AMD董事會(huì)成員羅伯特·帕爾默(Robert Palmer)把它比作俄羅斯輪盤賭:“你拿槍指著自己的頭,扣動(dòng)扳機(jī),四年后你才會(huì)發(fā)現(xiàn)你的腦袋會(huì)不會(huì)炸開。”六年前,AMD上了膛,扣動(dòng)了扳機(jī),為了避免自己制造出來(lái)災(zāi)難,在內(nèi)部進(jìn)行了重組。現(xiàn)在我們已經(jīng)看到了結(jié)果,它沒(méi)有死亡,AMD有了一個(gè)新CPU微架構(gòu)Zen,這是令人震驚的Ryzen系列處理器的基礎(chǔ)。事實(shí)上,它們非常出色,以至于可能會(huì)對(duì)英特爾現(xiàn)有的統(tǒng)治地位構(gòu)成真正的挑戰(zhàn),并改變未來(lái)幾年計(jì)算機(jī)市場(chǎng)的面貌。
“我想英特爾醒來(lái)后會(huì)說(shuō),‘嘿,你知道的,我們突然陷入了一場(chǎng)戰(zhàn)斗’。所以他們不會(huì)對(duì)AMD進(jìn)入市場(chǎng)袖手旁觀?!毙袠I(yè)雜志《Microprocessor Report》的分析師兼編輯林利·格韋納普(Linley Gwenapp)告訴Gizmodo。
今年1月,在拉斯維加斯的消費(fèi)電子展(CES)上,我與兩家公司打了照面,它們的情況非常不同。英特爾的所有時(shí)間似乎都花在了為幽靈(Spectre)和熔毀(Meltdown)的道歉上,這是一系列災(zāi)難性的安全漏洞,影響到了該公司的每一個(gè)CPU。在接下來(lái)的幾個(gè)月里,它基本沒(méi)有時(shí)間去宣傳它在接下來(lái)的幾個(gè)月里將要發(fā)布的所有酷炫的東西。與此同時(shí),AMD則像一只孔雀——揮舞著羽毛,宣揚(yáng)它打算繼續(xù)進(jìn)行CPU史上最具侵略性的發(fā)布。
“我認(rèn)為與一年前相比,他們(AMD)的表現(xiàn)非常成功,”格韋納普在談到AMD時(shí)表示。因?yàn)榫驮谝荒昵?,這家公司的狀況還很糟糕。根據(jù)格韋納普提供的數(shù)據(jù),AMD去年僅占服務(wù)器市場(chǎng)份額的1.5 %。英特爾占據(jù)著其他的98.5 %。當(dāng)然,AMD制造的芯片為每一個(gè)Xbox One和PS4提供動(dòng)力,它也是蘋果電腦的GPU的獨(dú)家供應(yīng)商,但對(duì)任何關(guān)注的人來(lái)說(shuō),AMD看起來(lái)確實(shí)是活在之前影子中。畢竟,該公司曾經(jīng)被認(rèn)為是英特爾在CPU領(lǐng)域的唯一嚴(yán)重競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,在Zen宣布之前,AMD在這方面幾乎一直保持沉默,實(shí)際上是在向數(shù)十億的芯片市場(chǎng)屈服,而這些芯片可以充當(dāng)從計(jì)算機(jī)、到為你喜愛(ài)的網(wǎng)站提供動(dòng)力的服務(wù)器等一切產(chǎn)品的大腦。
AMD在CPU領(lǐng)域的最后一次重大突破,是在2011年推出了一款名為Bulldozer的微架構(gòu)。我們放到行業(yè)中看,這一年,蘋果推出了iPhone 4s,英特爾推出了第二代核心架構(gòu)。英特爾現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入第八代,預(yù)計(jì)將在今年年底推出第九代。自從英特爾和AMD成為直接競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手以來(lái),已經(jīng)有數(shù)十年了。
AMD花了這么長(zhǎng)時(shí)間,才重新競(jìng)爭(zhēng)的最大原因是,上一次大規(guī)模的CPU發(fā)布是災(zāi)難性的?!斑@并不是說(shuō)有人設(shè)計(jì)了一些他們認(rèn)為不會(huì)成功的東西,”Moor Insights & Strategy的創(chuàng)始人兼首席分析師帕特里克·摩爾海德( Patrick Moorhead )告訴Gizmodo 。在成為分析師之前,摩爾海德在AMD擔(dān)任副總裁近10年,并在Bulldozer上市的同時(shí)離職。
摩爾海德表示,Bulldozer一直是一種高辛烷值的CPU,憑借其高時(shí)鐘速率(或稱時(shí)鐘速度)超越了英特爾競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。時(shí)鐘速度越高,一個(gè)CPU在一秒鐘內(nèi)可能進(jìn)行的處理周期就越多。根據(jù)摩爾海德的說(shuō)法,AMD計(jì)劃的時(shí)鐘頻率為5 GHz,即每秒處理50多億次。當(dāng)時(shí)英特爾的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手推出的CPU時(shí)鐘頻率低得多,只有少數(shù)產(chǎn)品能夠達(dá)到4GHz。
“這就是為什么人們說(shuō)‘哦,我們沒(méi)有從Bulldozer中得到我們想要的東西’,因?yàn)檫@應(yīng)該是一個(gè)非常高頻的部分。”摩爾海德說(shuō)。事實(shí)上,在AMD或英特爾一般的芯片生產(chǎn)中,從未出現(xiàn)過(guò)5 GHz或更高的時(shí)鐘頻率。使用如此高的時(shí)鐘頻率投入生產(chǎn)的唯一CPU是2012年發(fā)布的專門供IBM大型機(jī)使用的IBM zec 12。
Bulldozer投入生產(chǎn)時(shí),其基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率僅為4.2 GHz,渦輪時(shí)鐘速率(處理器需要快速處理少量數(shù)據(jù)時(shí)即可啟用)為4.5 GHz。而在相同領(lǐng)域中,令人尊敬的時(shí)鐘速率并無(wú)法與英特爾的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)。評(píng)論家的反應(yīng)是殘酷的。
Anandtech的阿南德·希姆皮(Anand Lal Shimpi )寫道,他“不確定它是否已經(jīng)為黃金時(shí)段做好了充分的準(zhǔn)備”,而且“Bulldozer根本就不能工作”。Tom’s Hardware注意到,它經(jīng)常被前任“擊敗”,而Tweaktown則哀嘆道,“你不得不對(duì)今天發(fā)生的事感到失望。”
當(dāng)CNET對(duì)Bulldozer的評(píng)論進(jìn)行了一輪討論時(shí),它報(bào)道稱,“Bulldozer似乎沒(méi)有給 AMD 帶來(lái)競(jìng)爭(zhēng)性的復(fù)蘇?!钡辽儆幸稽c(diǎn)希望,能讓AMD能留在CPU領(lǐng)域。
然而,后續(xù)情況愈加糟糕。在每一年的迭代過(guò)程中,AMD 從門口走出來(lái)的時(shí)候,它和英特爾之間的差距都會(huì)變得越來(lái)越大。格韋納普告訴Gizmodo,該公司試圖“從一些效果不好的東西開始,然后試圖把它拼湊起來(lái),使它變得更好?!钡敲恳粋€(gè)新的迭代,都是基于性能已經(jīng)表現(xiàn)不佳的Bulldozer架構(gòu),它無(wú)法跟上?!八鼜奈凑嬲哂懈?jìng)爭(zhēng)力過(guò)?!?/p>
這需要勇氣
CPU必須具有競(jìng)爭(zhēng)力——成本更低、速度更快或能效更高。它是核心大腦,為你使用的每一臺(tái)電腦提供動(dòng)力——從手機(jī)到筆記本電腦,再到電視。它是一個(gè)硅晶片,然后有數(shù)十億個(gè)微電路蝕刻到它的表面,并通過(guò)銅離子相互連接。CPU的硅微電路(或晶體管)通過(guò)銅進(jìn)行排列和連接的具體方式稱為“架構(gòu)”。
1971年,英特爾發(fā)布的第一款微處理器Intel 4004是在一個(gè)只有10000納米的芯片或基礎(chǔ)上制造的。那就像一根很細(xì)的頭發(fā)一樣。Ryzen CPU只有14納米。這意味著它可以更快地在這些銅離子之間移動(dòng)能量——實(shí)際上CPU越小,它就能越快。但是CPU越小,它就變得越精致。因此,為了制造速度最快、功能最強(qiáng)大的處理器,CPU設(shè)計(jì)人員還必須使它們更小、更復(fù)雜。這意味著始終優(yōu)化和尋求更好的效率。
因此,每個(gè)CPU被設(shè)計(jì)用于特定的“指令集”。這是在CPU和設(shè)備軟件之間工作的最基本的代碼。常見(jiàn)的CPU指令集是ARM和x86。ARM CPU通常出現(xiàn)在手機(jī)和平板電腦中——為三星GalaxyS9和iPhone X提供動(dòng)力的CPU是基于ARM的處理器。x86 CPU通常保留給需要更多電源和更少電池壽命的計(jì)算設(shè)備。英特爾和AMD的筆記本電腦、臺(tái)式機(jī)和服務(wù)器的CPU是x86,除非特別說(shuō)明,AMD的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也是如此,包括其新一批Ryzen處理器。
除了指令集CPU之外,它實(shí)際上非常簡(jiǎn)單,僅由幾個(gè)關(guān)鍵組件組成:內(nèi)核、CPU緩存和系統(tǒng)總線。內(nèi)核是CPU的引擎,它們執(zhí)行所有實(shí)際處理的工作,當(dāng)你談到CPU的時(shí)鐘頻率時(shí),你談到的是這些內(nèi)核的運(yùn)行速度。內(nèi)核執(zhí)行CPU所需的所有實(shí)際處理,但它們忙于處理你提供給它們的所有數(shù)據(jù),因此需要緩存其中的位(bits),以便快速引用。
這就是CPU緩存的來(lái)源。它們是記憶。你瀏覽你計(jì)劃購(gòu)買的計(jì)算機(jī)的規(guī)格說(shuō)明時(shí),你可能會(huì)看到提到這些緩存,通常標(biāo)記為L(zhǎng)1、L2和L3。它們之所以重要,是因?yàn)樗鼈兪莾?nèi)核在處理數(shù)據(jù)時(shí)實(shí)際讀取和寫入數(shù)據(jù)的對(duì)象。這些數(shù)據(jù)在CPU高速緩存中處理后,會(huì)被發(fā)送回計(jì)算機(jī)的通用內(nèi)存(也稱為RAM ),然后可能會(huì)被發(fā)送到存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器上,所有這些數(shù)據(jù)都會(huì)通過(guò)圖形處理單元到達(dá)你的眼前。
CPU高速緩存和內(nèi)核通過(guò)系統(tǒng)總線彼此通信。它被稱為總線,因?yàn)樗举|(zhì)上是在將信息從CPU的一部分傳輸?shù)搅硪徊糠?。有時(shí),這不僅僅是在內(nèi)核和CPU緩存之間移動(dòng)數(shù)據(jù)。如果圖形處理器被壓縮到同一個(gè)芯片上,系統(tǒng)總線也會(huì)將數(shù)據(jù)移入和移出圖形處理器。在它最初級(jí)的時(shí)候,把一個(gè)系統(tǒng)總線看作是你用來(lái)把所有的樂(lè)高積木卡在上面的綠色小板。
系統(tǒng)總線種類繁多,各大CPU制造商都有自己的系統(tǒng)總線架構(gòu)。英特爾擁有所謂的Front Side Bus,在Zen之前,AMD使用了一種叫做HyperTransport的技術(shù)。
現(xiàn)在,集中于這些組件中的任何一個(gè)都可以提高CPU的速度。當(dāng)AMD制造Bulldozer時(shí),它把所有的精力都投入到了CPU內(nèi)核的時(shí)鐘上。時(shí)鐘頻率是計(jì)算機(jī)處理單元實(shí)際處理數(shù)據(jù)周期的頻率。更多的進(jìn)程意味著更快的CPU,在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),提高CPU的時(shí)鐘頻率是設(shè)計(jì)人員的主要目標(biāo)。
但在本世紀(jì)初,英特爾推出了一款時(shí)鐘頻率為3 GHz的CPU,此后幾乎所有的CPU都圍繞著這個(gè)時(shí)鐘頻率徘徊。時(shí)鐘信號(hào)延遲增加的原因之一是時(shí)鐘信號(hào)越高,CPU產(chǎn)生的熱量越多。除去所有的熱量可能會(huì)很昂貴——尤其是如果你想把CPU包裝成超薄無(wú)風(fēng)扇的產(chǎn)品的時(shí)候,比如Surface Pro。
因此,近年來(lái),CPU設(shè)計(jì)人員已經(jīng)將CPU的其他部分轉(zhuǎn)變?yōu)樘岣咚俣?,?dāng)AMD決定基本上廢棄Bulldozer,并將其大部分資源投入到即將到來(lái)的Zen中時(shí),CPU的一個(gè)特定組件將首當(dāng)其沖地成為焦點(diǎn):一種新的系統(tǒng)總線體系結(jié)構(gòu),稱為Infinity Fabric。
但是,在AMD決定采用Infinity Fabric之前,甚至說(shuō),在它決定創(chuàng)建一個(gè)新的CPU并承認(rèn)Bulldozer的故障之前,該公司需要一個(gè)新的CPU設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)。
將力量結(jié)合在一起
現(xiàn)任的AMD 首席技術(shù)官是馬克 · 帕爾馬斯特(Mark Papermaster)。他在2011年末加入了公司,就在Bulldozer推出后不久,據(jù)他說(shuō),“這不是巧合?!芭翣栺R斯特被請(qǐng)來(lái)幫助拯救一家股價(jià)在一年內(nèi)暴跌60 %以上的公司,部分原因是Bulldozer的糟糕表現(xiàn)。
在加入AMD之前,帕爾馬斯特主要因?yàn)閮杉露俗⒛俊?008年,他成為了 IBM 公司一起廣為人知的訴訟的對(duì)象。1982年以來(lái),他一直在IBM工作。IBM擔(dān)心帕爾馬斯特 (當(dāng)時(shí)是蘋果公司的一名新員工)可能會(huì)把商業(yè)秘密從IBM帶到蘋果公司。最后,這個(gè)案子在庭外和解了。2010年,帕爾馬斯特再次登上了頭條,據(jù)報(bào)道,由于與時(shí)任首席執(zhí)行官史蒂夫·喬布斯( Steve Jobs )的分歧,他在僅僅15個(gè)月后就離開了蘋果。
2011年10月,帕爾馬斯特加入AMD,該公司當(dāng)時(shí)似乎處于自由落體狀態(tài),高通、蘋果和三星等主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手紛紛挖走了不滿的員工。雇員的離開使一些人感到不安。AMD創(chuàng)始人杰里·桑德斯( Jerry Sanders )在2012年2月接受《福布斯》采訪時(shí)說(shuō):“這讓我很傷心。”
公司處于混亂之中,帕爾馬斯特自己也在為此做出貢獻(xiàn)。不是因?yàn)樗郧暗穆曌u(yù),而是因?yàn)樗牡谝粋€(gè)任務(wù)就是大幅重組CPU設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)。他看到Bulldozer的性能有多差時(shí),他很清楚,這不是AMD獲取成功所需要的處理器?!拔铱吹绞袌?chǎng)將會(huì)有很高的表現(xiàn),”他告訴Gizmodo 。“為此,我們需要一個(gè)新的CPU?!迸翣栺R斯特確信市場(chǎng)需要一種可以處理游戲、處理大型3D文件或渲染大型4K視頻的設(shè)備,而不是只處理web瀏覽的設(shè)備。
對(duì)于帕爾馬斯特來(lái)說(shuō),新的CPU意味著對(duì)AMD設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行重大重組。傳統(tǒng)上,CPU設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)分為兩個(gè)基本團(tuán)隊(duì)。多倫多大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程教授娜塔莉·杰格(Natalie Jerger )告訴Gizmodo說(shuō):“在Zen架構(gòu)之前,他們確實(shí)有兩個(gè)平行的設(shè)計(jì)軌跡?!逼渲幸豢钐幚砥鲗榈凸墓P記本電腦和臺(tái)式機(jī)設(shè)計(jì),是最便宜的。另一個(gè)用于服務(wù)器和高端臺(tái)式機(jī)。服務(wù)器級(jí)處理器是Bulldozer,低功率CPU被稱為Bobcat系列。
AMD公司副總裁兼產(chǎn)品首席技術(shù)官喬·麥克里(Joe Macri)告訴Gizmodo :“帕爾馬斯特的做法是將這兩個(gè)團(tuán)隊(duì)合并在一起?!丙溈死沁@個(gè)新的、更大的團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)者之一。
聽(tīng)他這么說(shuō),這兩個(gè)團(tuán)隊(duì)合并(并裁掉多余的人),似乎是帕爾馬斯特開展工作的必要條件?!拔覀儾恍枰獜念^開始,”麥克利說(shuō)。“因此,這實(shí)際上是一次合并,而不是將現(xiàn)有團(tuán)隊(duì)拆分,然后重新組合在一起。但是在這個(gè)過(guò)程中,我們的效率得到了提升。我們能夠?qū)⒏嗟娜藨?yīng)用到單個(gè)功能中,并獲得更多的‘設(shè)計(jì)帶寬’?!睅捠菍?shí)現(xiàn)帕爾馬斯特的目標(biāo)所必需的,即構(gòu)建一個(gè)在各方面都優(yōu)于剛剛發(fā)布的垃圾的CPU。
帕爾馬斯特很快得到了AMD另一位新高管的幫助:麗莎·蘇( Lisa Su ),她于2012年1月加入AMD,擔(dān)任高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理。蘇來(lái)自另一家CPU制造商Freescale,該公司后來(lái)與恩智浦半導(dǎo)體合并。她首先關(guān)注的是AMD的圖形和游戲市場(chǎng)——該公司在這方面確實(shí)取得了一些成功。蘇和時(shí)任首席執(zhí)行官羅利·里德( Rory Read )與索尼和微軟達(dá)成協(xié)議,為Playstation 4和Xbox One制造芯片。
這些交易是巨大的,許多消息來(lái)源援引AMD為索尼和微軟定制芯片的工作,作為該公司在CPU“干旱”中幸存下來(lái)的原因之一,并以其當(dāng)前的架構(gòu)Zen實(shí)際上成功地生產(chǎn)出了如此有效的CPU。
蘇的工作很快就引起了注意,到2014年10月,在她加入AMD兩年多一點(diǎn)后,她被提升為首席執(zhí)行官。蘇、帕爾馬斯特隨后開始為 Zen 的發(fā)展投入資源。據(jù)麥克利說(shuō),在過(guò)去的四年里,超過(guò)了兩百萬(wàn)個(gè)工時(shí)。
對(duì)于帕爾馬斯特來(lái)說(shuō),將所有這些資源投入到一個(gè)新的CPU設(shè)計(jì)中,并讓這個(gè)團(tuán)隊(duì)有效地忽略Bulldozer及其后續(xù)的迭代是絕對(duì)重要的。他需要一個(gè)有喘息空間的團(tuán)隊(duì),來(lái)獲得他們所擁有的那些聰明的想法。“他覺(jué)得AMD對(duì)于新的CPU的一些最酷的想法已經(jīng)被擱置了,因?yàn)樵谛碌男抻喼笥腥绱丝量痰男滦抻啎r(shí)間表?!?/p>
“你知道有時(shí)候你可以得到一個(gè)‘讓我們從頭開始,把一切都扔掉的設(shè)計(jì)’。團(tuán)隊(duì)沒(méi)有這樣做?!跋喾矗@個(gè)團(tuán)隊(duì)從 AMD 廣泛的后備目錄中抽出一些多年來(lái)沒(méi)有得到很多關(guān)注的想法。其中一個(gè)想法是改進(jìn)系統(tǒng)總線體系結(jié)構(gòu)HyperTransport,并創(chuàng)建一個(gè)新的架構(gòu): Infinity Fabric。
馬克·帕爾馬斯特告訴Gizmodo,AMD稱之為“隱藏的寶石”,吉姆·安德森(Jim Anderson)告訴Gizmodo,這是“秘密的調(diào)味料”。
Infinity的關(guān)鍵先生
這就是一位名叫吉姆·凱勒(Jim Keller)的天才工程師進(jìn)來(lái)的地方。在AMD內(nèi)部,他是一個(gè)神話般的人物。我采訪過(guò)的幾乎每一個(gè)人,都提到凱勒是Zen設(shè)計(jì)成功背后的主要人物之一,也是Infinity Fabric 設(shè)計(jì)背后的重要人物之一。
帕爾馬斯特在2012年聘請(qǐng)凱勒,讓他負(fù)責(zé)處理器組。凱勒對(duì)AMD并不陌生。上世紀(jì)90年代,他曾在那里工作過(guò)。他短暫的任期,在網(wǎng)絡(luò)極客處理器領(lǐng)域獲得了傳奇般的地位,他被認(rèn)為是AMD K8微架構(gòu)背后的主要人物,該架構(gòu)使AMD在90年代末和2000年代初與英特爾展開了激烈的競(jìng)爭(zhēng)。
凱勒和帕爾馬斯特曾一起在蘋果工作,大家都認(rèn)為,凱勒為蘋果的iPhone和iPad設(shè)計(jì)了第一個(gè)CPU。當(dāng)他來(lái)到AMD時(shí),他和他的新雇主都同意簽訂一份有限期的合同。他將在AMD工作三年,在合同結(jié)束后,他將離開。他現(xiàn)在為特斯拉汽車的自動(dòng)駕駛功能設(shè)計(jì)芯片,并拒絕就此事置評(píng)。(最新消息:英特爾宣布吉姆·凱勒已經(jīng)加入該公司作為硅工程的SVP。情節(jié)變得更復(fù)雜了?。?/p>
凱勒,特別是他在移動(dòng)CPU方面的工作和之前在 HyperTransport 上的工作是關(guān)鍵。來(lái)自AMD高管都對(duì)他熱烈贊揚(yáng),如馬克·帕爾馬斯特和吉姆·安德森,以及來(lái)自分析師林利·格韋納普,他們說(shuō):“我認(rèn)為吉姆和他的團(tuán)隊(duì)真的從技術(shù)角度扭轉(zhuǎn)了公司的局面?!?/p>
2014年,在一次罕見(jiàn)的公開采訪中,你可以感受到凱勒的熱情和動(dòng)力。“我加入AMD是因?yàn)槲蚁矚g處理器設(shè)計(jì),我喜歡復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì),而AMD正著眼于在下一代產(chǎn)品上取得巨大進(jìn)展,”凱勒說(shuō)。
凱勒看起來(lái)很冷靜,在小舞臺(tái)上表現(xiàn)得很優(yōu)雅,當(dāng)他談?wù)摷軜?gòu)、管道和內(nèi)核以及我們大多數(shù)人都會(huì)打哈欠的其他極其技術(shù)性的東西時(shí),他會(huì)變得越來(lái)越敏銳,越來(lái)越活躍。
這次采訪是對(duì)2014年的Zen的一個(gè)很好的展示——距離發(fā)布還有三年。當(dāng)時(shí),它剛剛開發(fā)了大約兩年,并且仍與K12 ( AMD計(jì)劃的下一代ARM CPU )一起設(shè)計(jì)。在采訪中,凱勒實(shí)際上將這種協(xié)同開發(fā)稱為Zen的資產(chǎn),特別是每個(gè)Zen CPU內(nèi)核的資產(chǎn)。
然而,凱勒直到15分鐘會(huì)話接近尾聲時(shí),才提到最重要的組件,他提到了下一代“Fabric”,這可以在從移動(dòng)設(shè)備到服務(wù)器的每個(gè)CPU中找到,并允許AMD以令人羨慕的速度擴(kuò)展性能。到2017年,這種Fabric將被稱為Infinity Fabric。
他解釋說(shuō),這種結(jié)構(gòu)將允許AMD采用“chiplet”方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。AMD可以將一系列處理器封裝在一起,而不是在單個(gè)芯片上構(gòu)建一個(gè)處理器——通過(guò)Infinity Fabric系統(tǒng)總線連接它們。這將使CPU的生產(chǎn)成本更低,理想情況下與CPU一樣快,就像AMD以前的CPU和大多數(shù)來(lái)自英特爾的CPU一樣,包括一個(gè)管芯上的所有內(nèi)核。
“從歷史上看,”分析師帕特里克·摩爾海德告訴Gizmodo,“當(dāng)你把東西包裝在一起時(shí),它會(huì)減慢這個(gè)過(guò)程。但是,AMD已經(jīng)找到了一種方法,讓這種封裝設(shè)置具備非常高的性能?!?/p>
這種封裝還意味著AMD正在設(shè)計(jì)一種與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手截然不同的CPU,根據(jù)AMD的說(shuō)法,這種CPU采用了一種不同的、效率更高的方法?!拔覀兿氤隽艘粋€(gè)非常規(guī)則的結(jié)構(gòu),”喬·麥克利告訴Gizmodo。“我們基本上有一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)和一個(gè)控制點(diǎn),每個(gè)人都以同樣的方式連接到Infinity Fabric ?!?/p>
麥克利聲稱, Infinity Fabric實(shí)際上加快了處理器的設(shè)計(jì)。它給Zen架構(gòu)的模塊化設(shè)計(jì),意味著AMD不需要為每一種CPU重新發(fā)明輪子?!霸O(shè)計(jì)內(nèi)核的最大挑戰(zhàn)之一是實(shí)際驗(yàn)證它,”麥克利說(shuō)。得益于Infinity Fabric,AMD能夠快速驗(yàn)證或確認(rèn)一系列稍有變化的設(shè)計(jì),這些設(shè)計(jì)涵蓋了Zen處理器的全部產(chǎn)品。
把Infinity Fabric想象成樂(lè)高積木中的小折扣,把CPU的所有組件想象成積木本身。AMD可能只需要幾個(gè)塊來(lái)構(gòu)建臺(tái)式機(jī)CPU,或者使用更多塊來(lái)創(chuàng)建大的多核服務(wù)器處理器,或者使用GPU來(lái)制作專為筆記本電腦設(shè)計(jì)的超高速芯片。
或者,就像在2016年發(fā)生的那樣,AMD 是一種全新的 CPU。
突破性進(jìn)展
2017年發(fā)布的Threadripper,可能是AMD在Zen基礎(chǔ)上推出的最引人注目的CPU,它從未出現(xiàn)在帕爾馬斯特咄咄逼人的路線圖中。相反,這是一個(gè)非常小的工程師團(tuán)隊(duì)的激情項(xiàng)目——可能有四個(gè)人。APU和CPU的AMD布道者羅伯特·哈洛克(Robert Hallock)說(shuō),這是一個(gè)“非常非常小的團(tuán)體”。他和他們共用同一排小隔間。
該公司曾一度想做一個(gè)真正強(qiáng)大的臺(tái)式機(jī)CPU,但從技術(shù)上或財(cái)務(wù)上來(lái)說(shuō),它都是不可行的。然而,這一小部分工程師意識(shí)到,他們可能會(huì)利用Infinity Fabric提供的小芯片設(shè)計(jì),構(gòu)建一個(gè)功能強(qiáng)大得令人難以置信的臺(tái)式機(jī)CPU,與英特爾廣受歡迎的高端至強(qiáng)CPU相抗衡。然而,Threadripper 將不再使用 Xeon 處理器上的8個(gè)內(nèi)核,而是16個(gè)——這是大規(guī)模生產(chǎn)的臺(tái)式機(jī)CPU中放置內(nèi)核最多的。
這樣的CPU應(yīng)該需要數(shù)年的時(shí)間來(lái)設(shè)計(jì)、測(cè)試和推向市場(chǎng),對(duì)嗎?據(jù)吉姆·安德森說(shuō),這個(gè)小團(tuán)隊(duì)直到2016年1月才與他接洽,當(dāng)時(shí)他們?cè)诶咕S加斯的消費(fèi)電子展上將他拉到一邊。他說(shuō),他立即意識(shí)到這些芯片的絕對(duì)酷炫的因素,并堅(jiān)持把項(xiàng)目放在一個(gè)快速的軌道上,從他們的概念到生產(chǎn)僅僅花了一年多一點(diǎn)的時(shí)間。
這個(gè)項(xiàng)目被嚴(yán)格保密,只被稱為 Summit P3——許多人認(rèn)為這是Ryzen的一個(gè)小分支——然后稱之為Summit Ridge,根據(jù)哈洛克的說(shuō)法,“你甚至不被允許發(fā)送關(guān)于這個(gè)項(xiàng)目的電子郵件”。從外觀到速度結(jié)果,一切都受到嚴(yán)密保護(hù),直到發(fā)布。甚至連試圖說(shuō)服戴爾等PC制造商采用CPU的團(tuán)隊(duì),也幾乎沒(méi)有產(chǎn)品本身的詳細(xì)信息。
然而,當(dāng)Threadripper終于在2017年夏天推出時(shí),震驚了批評(píng)家和消費(fèi)者,并很快被世界上一些最大的PC制造商采用,包括Alienware等頂級(jí)游戲臺(tái)式機(jī)。
但引起人們興趣的不僅僅是 Threadripper 大膽的設(shè)計(jì)。是的,在任何人都能構(gòu)建的臺(tái)式PC上運(yùn)行32個(gè)線程的16核處理器,給人留下了深刻印象,但Threadripper推出兩周后,英特爾宣布推出18核i9處理器。不過(guò),令人驚訝的是,Threadripper 很便宜——英特爾18核處理器的價(jià)格從1000美元到2000美元不等——而且它的速度也一樣快。
最重要的是,這讓觀察人士對(duì)AMD最新的CPU架構(gòu)感到驚訝:這些芯片比英特爾的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更便宜,而且通常更快。
然而,AMD不僅僅是生產(chǎn)快速、廉價(jià)的處理器,它還以驚人的速度突然發(fā)布了這些處理器。2017年,AMD發(fā)布了基于Zen的四種類型的CPU : Ryzen臺(tái)式機(jī)CPU、Threadripper、面向服務(wù)器的Epyc CPU和面向筆記本電腦的Ryzen APU ( APU是AMD對(duì)集成顯卡的CPU的稱呼)。2018年剛過(guò)去四個(gè)月的時(shí)間,AMD已經(jīng)發(fā)布了速度驚人、價(jià)格低廉的臺(tái)式機(jī)APU、更多的筆記本電腦移動(dòng)APU,甚至還有第二代臺(tái)式機(jī)Ryzen CPU。
吉姆·安德森告訴Gizmodo,他預(yù)計(jì)到今年年底,將會(huì)有60多臺(tái)內(nèi)置Ryzen的新筆記本電腦和臺(tái)式機(jī)推出,其中大部分是筆記本電腦,大部分將在未來(lái)幾個(gè)月推出?!斑@將是您在AMD公司歷史上見(jiàn)過(guò)的最廣泛使用的高端筆記本電腦系統(tǒng)。”
這些筆記本電腦有多好還有待觀察。到目前為止,市場(chǎng)上實(shí)際上只有少數(shù)基于AMD的筆記本電腦,與英特爾等競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比,我們?nèi)匀徊惶宄苿?dòng)Zen處理器的處理能力。
英特爾已經(jīng)清楚地注意到AMD在CPU領(lǐng)域的進(jìn)步,并做出了相應(yīng)的回應(yīng)。去年,英特爾的頂級(jí)臺(tái)式機(jī)CPU達(dá)到4核,但在AMD發(fā)布6核處理器后,英特爾迅速做出了反應(yīng),推出了自己的6核設(shè)備。當(dāng)AMD用16核Threadripper 讓我們大吃一驚時(shí),英特爾立即將18核i9推向市場(chǎng)。
兩家公司之間的競(jìng)爭(zhēng),只會(huì)對(duì)我們所有人尋找下一臺(tái)電腦有好處。“你知道,”娜塔莉·杰格告訴Gizmodo,“如果我們有很多個(gè)人試圖在這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新,世界將會(huì)更加令人興奮?!?/p>
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