憶往昔展未來 AMD能否建立不毀防線？

　　陽光般的貴人

　　但AMD 過去沒真正經(jīng)營過服務(wù)器市場(chǎng)，因產(chǎn)品需更可靠，軟硬體環(huán)境更加復(fù)雜，服務(wù)器的產(chǎn)品驗(yàn)證遠(yuǎn)比個(gè)人電腦嚴(yán)謹(jǐn)，那AMD 如何彌補(bǔ)缺乏經(jīng)驗(yàn)的弱點(diǎn)?

　　無獨(dú)有偶，因Ultra SPARC 逐漸失去競(jìng)爭(zhēng)力，被迫進(jìn)入x86 服務(wù)器市場(chǎng)且在市場(chǎng)開發(fā)階段不斷掙扎的Sun，也許因Opteron 系統(tǒng)架構(gòu)近似于后來取消的幾個(gè)UltraSPARC 處理器專案，優(yōu)先選擇AMD 為x86 服務(wù)器處理器供應(yīng)商，Sun 也是最早推出Opteron 服務(wù)器的一線大廠。Sun 身為客戶的反饋，補(bǔ)強(qiáng)了AMD 過去一直缺乏經(jīng)驗(yàn)的服務(wù)器環(huán)境驗(yàn)證，這影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出很多人的想像。

　　Sun 的選擇，同時(shí)增強(qiáng)了其他服務(wù)器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手與企業(yè)客戶對(duì)AMD 服務(wù)器產(chǎn)品線的信心，AMD 開始懂得如何做好過去一直被系統(tǒng)客戶罵翻的產(chǎn)品品質(zhì)和嚴(yán)苛驗(yàn)證，而且隨著越來越多客戶選擇Opteron，進(jìn)入良性循環(huán)，直到開始有越來越多企業(yè)用戶相信“Opteron 優(yōu)于Xeon”，包括臺(tái)灣以前某個(gè)“有名大站”等。

　　除了從天上掉下來砸到AMD 的幸運(yùn)，已經(jīng)沒有其他可以解釋的理由了。

　　AMD 從此不再是企業(yè)市場(chǎng)的陌生人

　　也許一般個(gè)人電腦玩家無法體會(huì)這種感覺，但當(dāng)看到最普及的商用Unix 作業(yè)系統(tǒng)Solaris，跑在搭載AMD Opteron、由Sun 天字第一號(hào)員工親自設(shè)計(jì)如同藝術(shù)品的Galaxy 系列x86 服務(wù)器上，這對(duì)當(dāng)時(shí)無法把AMD 跟企業(yè)應(yīng)用聯(lián)想在一起的企業(yè)客戶是何等巨大的震撼。

　　別說支援原生雙處理器了，你看過8 顆Opteron 處理器的服務(wù)器嗎?而且上面掛的品牌還是Sun HP 這些大廠(HP 雖貴為Intel 在Itanium 最重要甚至可說是實(shí)際上唯一的伙伴，但后來HP 賣Opteron 服務(wù)器卻是賣最兇的，Intel 應(yīng)該不少人內(nèi)心五味雜陳)。

　　這也是Hector Ruiz 擔(dān)任AMD 執(zhí)行長的最大貢獻(xiàn)，讓AMD 成功進(jìn)入企業(yè)市場(chǎng)，不只服務(wù)器，后來商用電腦與筆電也雨露均沾，AMD 慢慢占有一席之地，在職場(chǎng)隨處可見AMD Inside 的系統(tǒng)。即使近年AMD 比較弱勢(shì)，多數(shù)人也不會(huì)覺得公司配發(fā)給你的生產(chǎn)力工具里面裝著來自AMD 的心臟，是很奇怪的事情。

　　AMD Opteron 的成功，也許可以直接從產(chǎn)品牌價(jià)略見一斑：2003 年的Opteron 846 / 848，曾高達(dá)3，199 美元，直到最近的EPYC 7500，才再度看到這種等級(jí)的價(jià)格標(biāo)簽，整整相隔了近14年。

　　得來不易的優(yōu)勢(shì)最終仍慘遭Intel 鐘擺巨輪輾碎

　　但AMD 的攻勢(shì)也就到了盡頭，接著就是Intel 在2006 年重整旗鼓開始帝國大反擊，也是關(guān)心過去10 年處理器市場(chǎng)的讀者所熟悉的“鐘擺(Tick-Tock)戰(zhàn)略”，小步快跑，急起直追，展現(xiàn)了驚人的執(zhí)行力，以服務(wù)器市場(chǎng)為主，Intel 追擊的軌跡可簡(jiǎn)述為：

　　2006年：由以色列海法主導(dǎo)、原本和NetBurst高低檔搭配的Pentium M體系Merom微架構(gòu)，完全取代NetBurst，一統(tǒng)服務(wù)器、桌機(jī)、筆電。這時(shí)Intel靠著Woodcrest奪回單一核心的效能優(yōu)勢(shì)，也再度確定Intel高效能x86微架構(gòu)的發(fā)展基礎(chǔ)，回到起源于1995年P(guān)entium Pro的P6，直到非循序指令執(zhí)行引擎替換成NetBurst系的Sandy Bridge，才替問世于1995年的P6劃下輝煌的句點(diǎn)。

　　沒有原生4 核沒關(guān)系，采用多芯片封裝一次包兩顆湊4 核也可以。當(dāng)時(shí)應(yīng)該也少人預(yù)期到，隔沒幾年，就換AMD 被迫如法炮制昔日嘲諷的“雙餡水餃”，在Socket G34 塞兩顆核心二打一，勉強(qiáng)對(duì)抗占有優(yōu)勢(shì)的Intel。

　　2009年：由Hillsboro主導(dǎo)、在Pentium 4初期曾目標(biāo)“時(shí)脈上看10GHz”的Nehalem，重回以P6體系為基礎(chǔ)后，原生4核加上了同時(shí)多執(zhí)行緒、QPI匯流排、整合式記憶體控制器與相對(duì)應(yīng)的MESIF快取記憶體一致性協(xié)定，基本上已經(jīng)可以視為“Intel世界的K8”，但青出于藍(lán)勝于藍(lán)，AMD K8的多處理器系統(tǒng)架構(gòu)優(yōu)勢(shì)，此時(shí)已蕩然無存(除了Intel多出很燙手有點(diǎn)難散熱的IOH)，支撐AMD不墜的，只有K8重大戰(zhàn)略勝利的剩余動(dòng)量與現(xiàn)有客戶的信心度。

　　對(duì)Intel，開始移植源自Itanium 的系統(tǒng)可靠性技術(shù)至8 處理器Nehalem-EX 最重大的意義是：確立Itanium 邊緣化的命運(yùn)。2006 年啟動(dòng)鐘擺戰(zhàn)略時(shí)，將64 位元x86 指令集從心不甘情不愿的IA-32e 和EM64T 正名為Intel 64，就初露端倪。這重大的戰(zhàn)略決定，也和當(dāng)時(shí)Intel 部分高層離職潮有直接或間接關(guān)系，包括因P6 奇跡而擁有完美“服務(wù)器夏天”感到驕傲的某任Cadence 執(zhí)行長，與18 歲就進(jìn)Intel 上班，后來確定搶不到執(zhí)行長而跳槽VMware 時(shí)還放話“Itanium 業(yè)務(wù)其實(shí)有賺錢”的那位。

　　當(dāng)然，AMD 也沒有閑著坐等Intel 咬上來，但以K8 為基礎(chǔ)的原生4 核K10(Barcelona，Shanghai)與原生6 核K10(Istanbul)，相較于Intel 的鐘擺頻率，進(jìn)步幅度都太小了，而Barcelona 的TLB 臭蟲事件，更傷害了企業(yè)對(duì)Opteron 的信心，以Nehalem 微架構(gòu)與Tylersburg 平臺(tái)為死亡交叉點(diǎn)，即使AMD 再如何對(duì)外宣稱“執(zhí)行力到位”，如2006 年底在德州展示原生4 核，2009 年準(zhǔn)時(shí)推出Istanbul 等，頹勢(shì)已無法挽回。

　　2011~2012年：AMD一拖再拖、由IBM Power4總架構(gòu)師Chuck Moore操刀的Bulldozer，與Intel同樣一再延宕的Sandy Bridge在服務(wù)器市場(chǎng)頂上決戰(zhàn)，從內(nèi)到外每個(gè)環(huán)節(jié)幾乎都輸人的AMD，就如同在衛(wèi)城作戰(zhàn)失敗后的德軍，從此一蹶不振，連續(xù)4個(gè)世代叢集多執(zhí)行緒微架構(gòu)都被Intel“后P6時(shí)代”鐘擺壓垮，低耗電微架構(gòu)Jaguar與ARM Cortex-A57的Opteron，對(duì)大局完全無足輕重，直到2017年Zen微架構(gòu)的EPYC問世前，沒有一絲一毫翻身的可能性。

　　對(duì)了，為何AMD 沒有K9?因?yàn)镵9 的英文發(fā)音是“犬類”，AMD 不想當(dāng)敗家之犬，只可惜本名K8L 的K10 也沒有成功阻止AMD 退潮。

　　走音出錘的推土機(jī)工地秀

　　Intel 有鐘擺，AMD 當(dāng)然也有，只是跟Intel 相比，AMD 連續(xù)4 個(gè)世代的叢集多執(zhí)行緒微架構(gòu)，完全是小巫見大巫，而AMD 為了異質(zhì)多核心大計(jì)預(yù)先鋪設(shè)的暗樁，也被Intel的鐘擺巨輪輾成碎片。

　　2011年：推土機(jī)(Bulldozer)，32nm制程，出師不利的先鋒，因?yàn)橥仆翙C(jī)設(shè)定集里面的預(yù)定對(duì)手不是Sandy Bridge，而是前一代Westmere甚至是更早的Nehalem。“剛剛好”經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)K7救世主的Dirk Meyer就在2011年初從執(zhí)行長大位下臺(tái)一鞠躬，代表AMD經(jīng)營階層對(duì)采取雙軌路線(推土機(jī)搭配山貓)投下的不信任票。

　　2012年：打樁機(jī)(Piledriver)，32nm制程(SOI晶圓)，微幅改進(jìn)微架構(gòu)，主要著眼在分支預(yù)測(cè)和指令排程，但聊勝于無。這時(shí)候，已經(jīng)傳聞AMD準(zhǔn)備全面棄守現(xiàn)有產(chǎn)品時(shí)程表，全力投入全新x86微架構(gòu)與開辟ARM服務(wù)器戰(zhàn)線。

　　2014年：壓路機(jī)(Steamroller)，28nm制程，AMD終于真正對(duì)癥下藥，疏通指令管線前端的塞車問題，改進(jìn)指令快取的命中率(2路64kB升級(jí)為3路96kB)，新增微指令回圈緩沖區(qū)，也讓叢集多執(zhí)行緒的兩個(gè)整數(shù)邏輯運(yùn)算核心擁有專屬的指令解碼器，但為時(shí)已晚，AMD連早已不再閃亮的金雞母Opteron產(chǎn)品線都放棄導(dǎo)入“新”核心了，僅APU產(chǎn)品線有幸一親芳澤。

　　2015年：Excavator(挖土機(jī))，28nm制程(當(dāng)然有所改進(jìn))，在設(shè)計(jì)工具端，因引進(jìn)源自于GPU產(chǎn)品線的高密度函式庫，所以有更小的芯片面積和更好的電力效率，至于支援AVX2指令集與DDR4記憶體就不值得特別著墨了。

　　AMD原始如意算盤：用比較簡(jiǎn)單的微架構(gòu)跟你拼核心數(shù)和電力效率(類似RV770 GPU的概念)，日后將雙核心共用的浮點(diǎn)運(yùn)算單元換裝成GPU更有巨大的應(yīng)用彈性，大概萬萬沒想到Intel真的就脫下褲子跟你拼了。推土機(jī)家族留下的遺產(chǎn)，只有在Zen微架構(gòu)開花結(jié)果的先進(jìn)動(dòng)態(tài)分支預(yù)測(cè)技術(shù)。

　　同場(chǎng)加映Intel 的鐘擺，AMD 戰(zhàn)線不全面崩盤還真的沒有天理：

　　2011年(Tock)：Sandy Bridge，32nm制程，AVX指令集，微指令快取堪稱Intel從NetBurst那激進(jìn)至極的Trace Cache一路摸石過河的最佳集大成，換裝NetBurst系非循序指令執(zhí)行引擎，也結(jié)束了光榮的P6時(shí)代。這時(shí)候，AMD用兩倍的核心數(shù)勉力抗衡，還稍有喘息空間。

　　2012年(Tick)：Ivy Bridge，22nm制程(Intel不動(dòng)聲色導(dǎo)入3D電晶體)，如過去的Tick，充滿了一堆看起來好像很沒什么但又好像很厲害的“微幅改進(jìn)”，但原生15核心版本，幾乎就是釘在AMD Opteron棺材上的第一根釘子，讓AMD已經(jīng)沒有靠雙餡水餃以量取勝的希望。

　　2013年(Tock)：Haswell，22nm制程3D電晶體，AVX2指令集，Intel主力x86微架構(gòu)發(fā)展史上最大的執(zhí)行單元橫向擴(kuò)張，最大核心數(shù)擴(kuò)張到18核，AMD連核心數(shù)量優(yōu)勢(shì)都沒了，棺材再打上一根釘子。值得注意的是，從Haswell開始，Intel開始虛擬化功能，加入更精細(xì)的快取存取QoS機(jī)能。

　　2014年(Tick)：Broadwell，14nm制程3D電晶體，還是依循優(yōu)良傳統(tǒng)，充滿一堆看起來好像很沒什么但又好像很厲害的“微幅改進(jìn)”，最大22核心和有點(diǎn)走火入魔的快取存取QoS機(jī)能，讓已經(jīng)被埋在土里的Opteron就算躺著中槍也不會(huì)喊痛了。不過Broadwell世代的整合內(nèi)顯處理器卻隱藏了Intel未來在服務(wù)器與高效能運(yùn)算市場(chǎng)可能隨時(shí)上場(chǎng)的超級(jí)武器：可能用來當(dāng)L4快取的高容量嵌入式DRAM，這在過去是IBM和日本廠商的強(qiáng)項(xiàng)，未來卻可能變成Intel的王牌。

　　2015年(Tock)：Skylake，14nm制程3D電晶體，鐘擺巨輪終于停下，Intel恐怕也被太過頻繁的制程升級(jí)搞到人仰馬翻了，產(chǎn)品持續(xù)推陳出新對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)造成的銷售壓力大概也不足為外人道也，開始轉(zhuǎn)型成牙膏商，一次Tock擠一次不夠，你可以擠三次。Intel開始好整以暇，慢條斯理的將過去不同插槽的多種服務(wù)器平臺(tái)，與FPGA、HPC專用高速介面Omni-Path等特殊應(yīng)用，畢其功于一役整合在Skylake-SP“Purley”上(只差沒趕上3DX Point NVDIMM的Apache Pass)，也讓服務(wù)器用處理器有差異化(AVX-512指令集，Mesh匯流排)──然后就被AMD EPYC一口咬上。

　　洋洋灑灑一大篇，重點(diǎn)只有一句話：AMD的研發(fā)資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及Intel，沒有任何犯錯(cuò)的空間，Intel以“擅于站在巨人肩膀上”的以色列海法與“持續(xù)追求激進(jìn)創(chuàng)新”的奧勒岡Hillsboro兩大軸心擔(dān)綱創(chuàng)新的“Tock”，搭配數(shù)個(gè)負(fù)責(zé)改良“Tick”或?qū)Ｗ⒂谔厥鈶?yīng)用的輔助研發(fā)中心(像總部Santa Clara、加州Folsom、德州Austin、印度Bangalore等)，才足以支撐x86單一微架構(gòu)開發(fā)案，因指令集先天毫無道理可尋的高度復(fù)雜性與其帶來的驗(yàn)證復(fù)雜度，動(dòng)輒3到5年，卻如此密集的產(chǎn)品更新頻率。

　　反過來說，鐘擺戰(zhàn)略強(qiáng)迫每個(gè)研發(fā)中心“有效分工”，也徹底解放了Intel 的處理器研發(fā)潛能，至于有沒有趁機(jī)解決內(nèi)部政治問題的家務(wù)事，就不是外人可以置喙的了。