芯片三巨头的50年发展史

三国割据中,一度形成了amd在cpu市场作为中下马对战英特尔的上马、在gpu市场对英伟达的上马的田忌赛马格局,但这种格局在最近五年发生了惊人的反转,曾经的“老大”英特尔落寞、amd复兴、gpu之王英伟达在ai新时代如鱼得水。
芯片巨头的战场从来都不寂寞,在激烈的捉对厮杀中,英特尔、amd、英伟达这场三国大戏已经延续了数十载。
三国割据中,一度形成了amd在cpu市场作为中下马对战英特尔的上马、在gpu市场对英伟达的上马的田忌赛马格局,但这种格局在最近五年发生了惊人的反转,曾经的“老大”英特尔落寞、amd复兴、gpu之王英伟达在ai新时代如鱼得水。
这一点在股价和市值上反应得格外明显。英伟达短短数年即实现了十倍股的传说,5年涨了16.4倍,本年迄今(ytd)涨幅36.1%,amd的五年涨幅(6.8倍)稍显逊色,但今年的表现就算放在所有科技股中也算一骑绝尘(177.6%),相对而言,老牌霸主英特尔5年涨幅仅0.98倍,ytd甚至是-2.73%的收益率。
amd和英伟达之所以在过去两年半的表现惊艳世人,最重要的原因正是两者抓住了大时代之匙。华尔街见闻会员专享文章曾提到,计算和图像处理的能力使得这两家公司在云计算和ai业务上获得更高估值弹性,这是本轮两家“显卡”公司暴涨的最强推手。
正如亚马逊抓住电商零售的时代之匙,沃尔玛“沉沦”;阿里和腾讯抓住im的时代之匙,百度“沉沦”。在10年以上的行业大机遇面前,amd和英伟达的崛起,与英特尔的“沉沦”,正形成鲜明的高低错位趋势,并且很可能仅仅是刚刚开始。
回到最初:1968-1985英特尔登王座,amd稳坐第二把交椅
创立于1968年的英特尔(intel)和创立于1969年的超威半导体(amd),创始人同出仙童半导体公司一门。
英特尔的创始人包括“摩尔定律”的提出者戈登。摩尔(gordon moore)、“集成电路之父”的罗伯特。诺伊斯(robert noyce),而amd的创始人是仙童的销售高管杰里·桑德斯(jerry sanders)。
创始人的不同背景决定了前者重技术和研发(对资金和业内最牛人才天然比后者有号召力)、后者重市场营销的不同基因。比起“5分钟就拉来500万美元”风投的英特尔,花了“500万分钟才拉来5万美金”(桑德斯回忆称)的amd注定会趋利避害选择追随行业头把交椅公司的技术步伐、老老实实做学习和复制者、靠低价和性价比来守住第二大供应商的位置。
cpu时代:老大老二大打出手,新人英伟达摸索成长之路
1)1985-1995年英特尔和amd撕官司;英伟达创立
英特尔吃肉、“第二大供应商”amd抱大腿喝汤这个趋势持续了20年,直到两家陷入了1987-1995年的世纪诉讼大战。
1982年,为了拿下imb的pc外包订单,英特尔被迫和amd合作、签订了5年技术合作协议授权amd代工生产自己的x86系列处理器。然而英特尔很快发现,技术授权给“缺的就是技术”的amd会威胁到自己的地位,于是在1985年单方面撕毁了技术合作协议。踢开amd自己来做当时技术最领先的386处理器,而amd刚推出自己的amd386处理器。
此时的amd,可不是当年一穷二白有大腿抱就够了的小弟了,ibm的单子对英特尔和amd都意味着赚到了重要的一桶金,至少是够打官司的一桶金,于是amd将英特尔告上法庭,两大巨头开始了长达8年的诉讼持久战。
1995年,amd虽然赢了官司,但被英特尔“恶意”拖过了386的技术时代。等到官司落定,amd可以合法销售自己的amd386系列时,英特尔早在1993年就已经推出了吊打386的586奔腾系列处理器了。
后起之秀英伟达此时处在创立后的第3年,刚推出了第一款多媒体加速器nv1。“小透明”英伟达虽然也是芯片公司,但明确提出自己的愿景是研发电子游戏中3d图像的专用芯片、致力于给玩家带来更逼真的视觉体验。
2)1995-2005官司打完了英特尔和amd正面刚技术;英伟达转型gpu
烧了千万美元诉讼费、被英特尔的拖延战术拖得“虽胜尤败”的amd,在这场世纪官司之后,决心在研发上跟英特尔正面拼,不再在技术上如此被动地受制于人。
于是,从1997年到2005年,半导体市场出现了amd和英特尔你追我赶的快速迭代现象。
1997年,英特尔偷鸡不成蚀把米:为了打击靠socket7兼容插座来解决自身山寨处理器与英特尔平台不兼容问题的各大“蹭饭”竞争对手们(主要是amd),推出了不兼容的slot1插座以及采用slot1插座标准的奔腾ii;这一步“兵行险着”(强迫消费者换掉山寨主机板,否则无法升级cpu到奔腾ii),被amd“见招拆招”当成了抢市场份额的良机,趁势推出基于socket7、比崩腾ii便宜的k6架构。k6的大卖为amd提供了和英特尔正面怼的财政和市场基础。
1999年,英特尔默默翻篇了不允许兼容的事,新插座标准socket370兼容socket7,且发布了最新的奔腾iii处理器
1999年,amd盯着奔腾iii打,推出了性能更强的速龙(athlon)cpu,史上第一次在产品技术上超越英特尔
2000年3月,amd抢先发布了第一款1ghz的cpu速龙1000
2000年底,英特尔上大招推出1.4和1.5ghz的奔腾4。然而很快被消费者发现,奔腾4性价比不如amd的速龙系列,还贼贵
2003年,amd发布速龙64,英特尔继续用更高主频的3.8ghz的奔腾4应对
2004年,英特尔被迫开始开发对标速龙64的产品
2005年,英特尔抢发了双核cpu奔腾d,一周后,amd发布双核速龙64*2。吃瓜消费者发现速龙双核继续吊打奔腾双核
3)老大老二真刀真枪打得热火朝天这几年,英伟达在爬坑的路上
1996年,摸索了3年后,年轻的英伟达把重心转到了图形处理器上,之后开始了顺风顺水的1996年-2000年,英伟达在图形处理器市场做得风生水起,游戏整机厂纷纷下订单。1999年营收破1.5亿美元且顺利在纳斯达克挂牌上市。图形处理、3d技术这个细分行业之中除了ati再无敌手。
然而,凛冬说至就至。随后的2000-2003三年,英伟达一头撞进了艰难岁月:
未能如期如要求完成微软的xbox用图形芯片订单,微软反水投向了英伟达死对头ati的怀抱
日后撑场子的旗舰产品geforce系列此时不停爆出质量事故,多次自燃故障后,英伟ceo黄仁勋(jason huang)喜提“两弹一勋”称号
至此,以在发布会上着皮夹克闻名的黄仁勋,一方面忍辱负重向微软服软认错、争取订单,另一方面和英特尔达成了专利交叉许可协议
天平开始倾斜,英特尔碾压amd;amd被迫双线作战;英伟达死磕高性能图形产品
2005年,英特尔的“钟摆计划”(tick tok)横空出世。时年已经76岁的戈登。摩尔,制定了英特尔处理器微架构和芯片制程更新的时间线(遵循“芯片上的晶体管每24个月翻一倍,即半导体行业的产品性能每两年翻一倍”的摩尔定律)。
amd在2003年还一度有opteron服务器能够在制程上超越英特尔,但钟摆计划一出,amd在技术上直接熄火,开启了被英特尔压制得死死的悲情十年:产品线、售价和品牌形象不得已持续下沉。
2010年,因为bulldozer(“推土机”)架构的名字、以及amd与农产品加工制造商商adm的近似,已经被戏称“农(民)企(业)”amd又衰又丧到了要靠手工磨掉显卡的一角来解决散热bug的地步。10万张上市时间本就已经拖延的hd6970显卡被玩家谑称“每张都是纯手工定制”。这个让全球玩家惊掉下巴的神操作一举奠定了amd“农企”的悲情江湖称号。
2011-2015年,amd连续亏损濒临破产。
2006年,amd做出买下ati(英伟达在gpu的死对头)的战略决策,开创了cpu整合gpu的新解决方案。然而,买下ati意味着曾经的战友amd和英伟达变成了对手,amd开始了在cpu线挑英特尔、在gpu线对垒英伟达(且还ati消化不良)双线作战的苦日子。
而amd不是唯一一个被夹击的,英伟达处境也一样。2006-2012年,英伟达遭遇了amd翻脸、英特尔停止专利交叉共享自己撸袖子进入3d图形加速器领域、投入大量人力财力研发的cuda(通用并行计算平台)烧钱又没有短期收益等“n连击”,股价一度从37美元跌到6美元。
2012年,随着人工智能、深度神经网络技术的突破发展,提供算力基础设施的英伟达总算熬到了咸鱼翻身的机会,基于cuda架构的大规模并行运算芯片tesla可谓为ai时代而生。黄仁勋在cuda上的坚持开始产生回报。
amd天降奇迹上演绝地反攻;英特尔的看家本领摩尔定律失效;英伟达熬到了深度学习风口
眼看着要扑街的amd在2014年迎来了新任ceo lisa su,开始了绝地大反弹:
amd上一轮高潮是2015年到2017年初两年七倍的高增长,接着的2017年其推出了在高性能处理器上直接对标英特尔、且价格更低廉的锐龙处理器和epyc系列,硬生生从英特尔嘴里抢回了部分cpu市场份额。
今年7月amd发布了高端桌面threadripper系列cpu,试图改变自己和低端产品划等号的名声,并直接冲击英特尔垄断的高端cpu处理器市场。当然,最重磅的是今年amd公布了7纳米的集成显存,宣称开始为客户提供7纳米radeon vega架构的radeon instinct样片。
与amd这一路绝地反弹相对应的是,英特尔的“钟摆威慑”失效了。2014年后,作为钟摆计划理论基础的“摩尔定律”遭遇了元件晶体管的物理极限天花板。业内人士如英伟达ceo黄仁勋甚至宣称“摩尔定律已死”。英特尔虽然死鸭子嘴硬不承认摩尔定律失效,但别说7纳米,英特尔的10纳米芯片已经跳票三年,一再拖延上市日期。
已经走到7纳米的amd则完全扭转了被压制局面,甚至相对英特尔有了一到两年的制程优势。
除了在服务器市场奋力追赶英特尔并获得突破以外,amd在gpu市场的潜力和竞争力也一直被重点关注。华尔街见闻会员专享文章还提到,尽管2017年在gpu产品领域进展缓慢,但是7nm gpu的发布意味着amd将进入ai计算的超前领域,专注在人工智能和深度学习的rdeon vega gpu芯片为amd产品提供了多样性,第一款radeon instinct加速器已经向首批客户提供样片,下半年开始出货,根据amd的描述,这款加速器是“世界上最快的训练加速器”,针对大规模并行应用进行优化,满足大型数据集机器智能和hpc级系统工作负载需求。数据也显示,计算和图像部门的营收是驱动amd过去几个季度持续高增长和毛利率改善的重要武器。
而熬到了自己时代的英伟达,2012年与google的人工智能团队合作,建造了当时最大的人工神经网络,之后各深度学习团队开始广泛大批量使用英伟达显卡。2013年,英伟达与ibm在建立企业级数据中心达成合作。2017年,英伟达发布了面向l5完全无人驾驶开发平台pegasus。英伟达股价自2014年至今翻了9倍多。
英伟达成长为gpu霸主;英特尔和amd竟然为了应对英伟达结盟
过去的2年半,英伟达在高端gpu、高性能计算hpc和数据中心等业务依然保持一骑绝尘,坊间也称英伟达是深度学习(海量数据和训练集都需要高算力的gpu支撑)得以突破发展的三大元勋之一。
2014年,英伟达的收入为41.3亿美元,而2018财年,这个数据是97.1亿美元,这2.35倍的增长对应的英伟达gpu(含内置gpu的cpu)市场份额增长仅为3.4%,可见英伟达吃到嘴的是市场里最肥的一块肉。
目前,英伟达主要两块业务是游戏和数据中心。数据中心业务虽然目前体量只有游戏业务的三分之一,但处在深度学习和云计算的大型风口上,后续发展潜力巨大。根据天风证券的测算,目前全球服务器用gpu市场,英伟达占掉了96%的份额,而amd愉快地占掉了剩下的4%。
目前数据中心业务已经是英伟达第二大业务,从17年2季度开始保持每个季度100%+的同比增长。今年前9个月英伟达数据中心收入已打13.26亿美元,同比增长148%。
英特尔和amd对英伟达的牛气冲天自然不会视而不见,“敌人的敌人就是朋友”,2017年11月,英特尔甚至宣布和amd结盟。为了打压“共同的敌人”英伟达,英特尔和amd撕了这么多年竟然能做到联手、将amd的半定制图形芯片集成到英特尔的某款cpu中,吃瓜群众也是吃了一大惊。
可结盟的消息宣布没几天,英特尔挖走了amd的核心技术负责人之一、图形主管raja koduri。刚结盟就插盟友一刀,这反转打得吃瓜群众猝不及防,只能感叹三巨头的世界真是波诡云谲暗流汹涌。
田忌赛马的过去ai大时代的未来
2014年,知乎上关于英特尔、amd、英伟达有一个问题是这么提的:“amd显卡卖不过nvidia,cpu卖不过intel,为什么还能生存到现在?”
有一条不起眼的回答是这样:“因为农企(amd)显卡做得比英特尔好,cpu做得比英伟达好”。
这条狡黠又完美概述了彼时三巨头生存现状的答案竟然只有89个赞,真是英雄蒙尘。而4年后的现在,田忌赛马的格局,正在发生变化。
根据专注于gpu市场的jpr咨询的最新gpu市场(含内置gpu的cpu)份额数据,2018年1季度,amd的市场份额冲到了4年的高点14.9%,可惜受数字货币市场转寒冬的影响,这个数字2季度马上回落到了13%。目前看来,amd今年虽然在服务器、gpu、云计算全面往前追赶,但似乎把2019年重心调到了半定制和游戏机市场(主要为微软、索尼和任天堂供货),而不是消费级图形产品。
天风证券认为,在gpu+cpu市场万年老二的amd“作为唯一拥有gpu和x86硅芯片技术的公司”,极有可能发挥gpu+cpu的协同效应、上移自己的产品线、重回高端市场。如果amd这么做,那么田忌赛马的三国格局或将再次改写。
而没有搭上数据中心这班车、自己技术的制程出现了停滞的英特尔,也没有坐以待毙,采取了收购他山之石以为己用上的策略。据天风证券的统计,过去5年,英特尔旗下的intel capital是全球ai投资最激进的机构之一。人工智能时代的重要细分领域,英特尔目前都有布局:fpga芯片巨头altera、深度学习公司nervana、无人驾驶行业领导者mobileye、机器视觉芯片厂商movidius都已经被英特尔收入囊中。
三国故事的新一季,我们拭目以待。

lora自组网的实现 两个lora模块如何配对
泰克示波器工频干扰怎么消除?
俄罗斯武器制造商Kalashnikov又推出了自杀式炸弹袭击无人机
新品速递 | 希荻微推出适用于智能手表和TWS充电盒等的双LDO充电芯片
Veredus实验室VereMTB多路复用分子诊断芯片
芯片三巨头的50年发展史
纳米数据致力于为体育媒体、体育产品提供专业的数据服务
物联网领域中边缘计算的应用价值
Python的组成和缩进介绍
物联网智能博物馆应该是怎样子的
一文解析光纤的原理、制造、熔接
贵飞总装分厂已完成了多架山鹰改飞机总装交付
TOPSwitch-GX的工作原理
电动滑板车行驶测试数据介绍
MAX2510中频收发器,内置MAX5183 DAC
华为p50最新官方消息配置
无人机专业词汇解析,打包全都给你!
Snubber Circuits Suppress Volt
扫地机器人让你轻松释放双手
进气压力传感器输出特性_进气压力传感器原理