被科技大廠「包抄夾擊」,了無新意的 intel 走得下去嗎?
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被科技大廠「包抄夾擊」,了無新意的 intel 走得下去嗎?

2021 年 2 月 7 日


老對手 AMD (Advanced Micro Devices, AMD -US)的崛起勢不可擋,蘋果( Apple , AAPL-US)自研晶片 M1 大放異彩,行動端對手 ARM 在 PC 市場野心鋒芒畢露,曾經情比金堅的微軟(Microsoft, MSFT-US)移情 ARM ,再加上 7nm 製程難產, intel 內外交困的 2020 年,一如去年的天氣,風雲突變,格外寒冷。

AMD “ 鹹魚翻身 ” , intel 措手不及

AMD 和 intel 的創辦人師出同源,都來自於仙童半導體。不過 AMD 的創辦人傑瑞・桑德斯出身銷售, intel 的創辦人高登・摩爾則是技術傑出人物,這也造就了兩家日後在市場上境遇:A家處理器長期都是高分低能代表,無論是性能還是發熱等都被 intel 碾壓。在各個論壇長久傳著這樣一句話: i3 默默秒殺。無論 AMD 在行銷上吹的有多厲害, intel 酷睿系列處理器中最低階——同代酷睿 i3 的實際體驗就可以打敗 A家所有的處理器。

作為 intel 在傳統 PC 市場最大的,或者說是唯一的競爭對手,長久以來, AMD 都在 intel 的陰影下苟延殘喘。在最低谷的 2016 年, AMD 的市場佔有率已經降至 20% 以下,而且這些市場佔有率的來源幾乎都是低階處理器。常年處於虧損狀態的 AMD 能夠活著, intel 對反壟斷調查的恐懼功不可沒。然而,這一切都在一個人的到來後發生了變化。

2014 年末,蘇姿丰在 AMD 的改組中,成為其歷史上首位女性 CEO 。蘇姿丰是麻省理工的電機工程博士,是典型的技術出身的領導人,而且她具有極強的領導和談判能力,被稱作是現代科技公司難能尋覓的 CEO 最佳人選之一。

▲蘇姿丰

蘇姿丰掌權之後便進行了大刀闊斧的改革, 2017 年 2 月,推出新的 “ Zen ” 架構 Ryzen 處理器發布,性能飆升 40% ,業界一片嘩然。同年, AMD 全年收入為 53.3 億美元,較去年成長了 25% ,年淨利潤為 4,300 萬美元,開始轉虧為盈。今年 2 月 7 日, AMD 發布旗艦處理器線程撕裂者 TR3 3990X , 64 核 128 線程的性能怪獸一經問世問鼎奪得桌面級 CPU 天梯榜榜首,碾壓 intel 最強W- 3175X ,成為影片渲染和 3D 建模等領域的不二之選。

面對 AMD 的咄咄攻勢, intel 終於有了動作,在 4 月 30 號發布十代酷睿處理器,擠出一大管牙膏後, intel 透過降價等策略勉強保住了顏面。然而好景不長,十月初, AMD 發布包括銳龍 5950X 在內的四款處理器( 5950X / 5900X / 5800X / 5600X ),此次的新品劍指 intel 表現強勢的遊戲性能上,宣稱採用了Zen 3 架構的 Ryzen 5000 系列將會是 “ 世界上最佳的遊戲處理器 ” , intel 措手不及。

和性能一起飆升的,還有 AMD 的市場佔有率和股價。Mercury Resea(SE-SG)rch最新的 2020 年第三季度 x86 CPU 市場佔有率報告顯示:在 intel 處理器有著巨大的市場存量的情況下, AMD 已經佔據 22.4% 的市場佔有率,季度環比成長 4.1% ,年與上期相比成長 6.3% , AMD 的股價也來到了最高點。

Foundry 模式令 AMD 成功翻身

AMD 的翻身,是採用 Foundry (代工廠)模式的成功。 Foundry 模式主要的特點如下:每個廠商只負責製造、封裝或測試的其中一個環節,這種精細分工的模式,順應了半導體國際分工明確的潮流。在代工廠模式下,晶片設計廠商會幫助代工廠在工藝方面進行改進以滿足自身製造晶片的要求,而代工廠自身專注與製工藝的改進,而不用涉足晶片設計方面。以台積電( 2330-TW )為例,在 7nm 、 5nm 和 3nm 製程的領先,受益於整個業界,是幾乎整個半導體產業技術的累積堆砌而成的。將晶片的生產交給台積電等代工廠, AMD 能專注在產品研發、設計等工作上,這也是他們能打敗 intel 的關鍵。而 intel 依舊覺得擁有自己的晶圓廠才是真男人,採用的仍然是 IDM (Integrated Device Manufacture)模式。

IDC 模式主要的特點如下:集晶片設計、晶片製造、晶片封裝和測試等多個產業鏈環節於一身。這樣的好處是不太受上游的製約,如今年在 AMD 和輝達(NVIDIA, NVDA-US)晶片長時間缺貨狀態下, intel 依舊有充足的產能供應市場。但是問題也很明顯:一旦在某些工藝方面出現問題,就會讓自家整個產業鏈陷入困境,英特爾( intel , INTC-US)近年來被壓制大幅地來源於此,自家技術的發展幾乎是在和整個產業對抗。

在尖端製程工藝方面, intel 打磨了整整五年的 14nm 、 14nm +和 14nm ++。而在 10nm 工藝的節點上, intel 沒有選擇EUV,而繼續使用Ar F DUV,雖然擁有先發優勢,但 10nm 技術直到 2019 年才面世,足足遲到了 3 年,良品率不高和頻頻不斷的技術難題,導致在 CPU 製程上處於劣勢。

而在 7 月份,在管理層宣布下一代 7nm 製程難產後, intel 股價暴跌。 intel 在尖端製程方面的難題將持續下去,而它的競爭對手 AMD 將會倚靠台積電的代工優勢,繼續搶占市場佔有率。2020 年七月份,英特爾將要宣布尋求代工。而根據相關消息, intel 已經預定了台積電明年 18 萬片 6nm 晶片產能,這意味著 intel 開始從 IDM 到 Foundry 模式的轉變,和眾多晶片設計廠商一樣,要受到台積電產能的箝制。

貌合神離的 Apple 與 intel 分手

和蘋果分手可能不是最讓 intel 傷神的,但一定是面子上最掛不住的。對於蘋果和 intel “ 離婚 ” 事件,許多分析師給出的結論是:長久以來,蘋果都對 intel 行動端處理器的高功耗和高發熱感到不滿,這對蘋果來說是難以忍受的, MacBook 需要一款高性能和長續航的晶片。而另一方面, iPhone 的成功得益於A系列晶片和 iOS 軟硬結合的獨特優勢,蘋果可以根據自己的願景來設計和製造晶片。現在,蘋果要在 Mac 電腦上複製這種成功了。

在WWDC 2020 開發者大會上,蘋果展示了其搭載了 A13 晶片(基於 ARM 架構)的 Mac 電腦,它可以流暢的運作諸如Word、Photoshop 2020 等軟體。同時宣布,將在兩年內完成 Mac 電腦晶片和生態向 ARM 的轉移,蘋果給了 intel 兩年的離婚冷靜期。11 月 11 日,蘋果正式發布第一款用於 Mac 的自研電腦晶片 M1 。如果說 A13 晶片的 Mac 電腦讓人驚艷,那 M1 晶片的發布則令 intel 膽寒。

▲M1 晶片拆解圖,左側為各部分集成,右側為 2x ​​ 4 GB的內處理器

相對於 intel 的傳統 CPU ,蘋果在 M1 上使用了全新的架構: M1 晶片包含 CPU 、GPU、內處理器、總線等在內的構成一台整體電腦組件,也就是一直在手機處理器中採用的單片系統(即SoC)。蘋果還添加專用晶片來完成一些專門的任務,與常規的 CPU 相比,專用晶片在處理速度和能耗上都更具優勢,而且支持單獨訂製。

而採用 ARM 架構的 M1 在性能上也沒令人失望。根據蘋果官方的數據,對比上代搭載 intel CPU 的產品, M1 晶片的 CPU 性能提升 3.5 倍,GPU性能提升 5 倍,都有著碾壓級別的表現。高性能並沒有帶來高能耗, M1 晶片的能耗比相比上代提升了 3 倍, MacBook Air的續航達到了 15 小時, MacBook Pro的續航甚至達到了 17 小時。

蘋果在全球 PC 市場佔據的比例並不高,只有 8% ,而根據相關人士的透露,新 Mac 發布後,其成長也只是個位數的,況且根據蘋果的一貫作風, M1 晶片也是不對外銷售的。這樣看來,和蘋果 “ 離婚 ” 對 intel 的打擊似乎沒有想像中的那麼大。

蘋果帶來的示範效應有多可怕?

其實不然,和蘋果離婚並不可怕,可怕的是蘋果帶來的示範效應。蘋果帶來的示範效應有兩個方面。第一個是構建 ARM 生態來提升傳統 PC 的競爭力。以往,由於要針對不同的架構進行寫程式,同一個應用往往需要開發多個平台進行維護: iOS 、 Mac OS、Android和 Windows 等等,給開發者適配上極大的壓力。而採用 ARM 架構的處理器可以讓自家產品打通各個平台,試想一下,你不需要任何模擬器就可以在 MacBook 上使用幾乎所有 iPhone 的應用和遊戲。而對開發者來說,同款應用在 iPhone 、 iPad 和 MacBook 上只需要進行簡單的界面適配,大大減輕了開發和維護的壓力,生態的打通也讓 Mac 電腦更具競爭力。

另一個示範效應,則來自於產品設計。長久以來,戴爾(DELL, DVMT-US)(Dell, DELL-US)、聯想( 0992-HK )、惠普(HP Company, HPQ-US)等產業鏈下游的整機廠商,都需要看 intel 的臉色行事(雖然現在可能要加一個 AMD 了),只有 intel 發布新處理器後他們才能拿出有競爭力的新品,而在大家使用同款處理器的情況下,晶片帶來競爭力也很有限。而在產能緊張的情況下,等待他們的就是長期的缺貨。

以搭載 M1 晶片的最新款 MacBook Air,和在高端筆記本市場表現極為亮眼的戴爾XPS 13 為例:兩者價格相似,從拆解圖可以看出, MacBook Air不需要風扇散熱,這會很安靜,更輕,更省電,在寸土寸金的筆記本中,節約了大量空間。而採用 intel 處理器的XPS則需要兩個風扇進行散熱,在續航上也和 MacBook Air有較大的差距。

蘋果筆記本越來越強的性能和續航,恐怕會直接威脅到戴爾、聯想、華碩( 2357-TW )和惠普等在中高端筆記本領域的地位。新款 MacBook Air的價格下探到 7,999 元(人民幣,下同),在官方的教育優惠後,甚至只需要 7,199 元。拋開系統不談,新 MacBook 在輕薄本最大的痛點——性能和續航方面,面對一眾 Windows 都有著極大的優勢。戴爾等廠商自然不會坐以待斃,而 intel 處理器在行動端短時間內很難有大的改善,戴爾等廠商會不會移情別戀 ARM ?上次錯失了行動通訊市場,如今再失去行動 PC 市場,對 intel 來說恐怕是難以接受的。

Wintel 聯盟或將垮塌, ARM 恐成未來

X86 架構和 ARM 架構誰是未來尚未可知,但 ARM 在佔領了智慧型手機設備的幾乎所有比例後,向 PC 市場發起的衝擊,給 intel 帶來的風險卻是實實在在的。在智慧型手機領域, ARM 已經沒有可以匹敵的對手了,當年 intel 拒絕蘋果,錯失行動市場後,再也沒有補課的機會。

但是長久以來,相對於 X86 架構的晶片, ARM 晶片的處理器在能耗上佔有絕對優勢,可以以很低的功率運作,但在性能上也處於絕對劣勢,不過蘋果 M1 的出現似乎結束了這段歷史, ARM 架構的晶片也可以擁有強勁的性能。而在晶片整體算力方面也已經改天換地,世界上最大的算力架構變成了 ARM 平台,基於 ARM 指令的處理器總算力輸出達到全球 82% 。整個過程呈加速的發展趨勢。 ”

ARM 的多數晶片採用大小核心設計:以最新發布的高通(Qualcomm, QCOM-US)驍龍 888 為例,其採用 1 x 2.84GHz (Cortex X1 核心)+ 3 x 2.4GHz (Cortex A78 )+ 4 x 1.8GHz (Cortex A55 )的架構,大核心性能高,能耗高,在高強度工作時運作,小核心性能弱但功耗低,在待機等低功耗模式下運作。這種模式是專為行動平台設計的,可以達到功耗和性能上的平衡。

在 2018 年台北電腦展上,高通發布用於筆記本的驍龍 850 處理器,華為、聯想和三星等OEM廠商都推出了搭載驍龍 850 的筆記型電腦,且均取得了不錯的反響。

ARM 採用的是IP授權模式,晶片設計廠商可以根據自身的需求來購買合適的架構,進行改造和優化後交由晶片代工廠來生產——這在半導體分工愈加明顯的當下存在有很大的可能性,像蘋果這樣的廠商可能越來越多。比如,微軟。微軟和 intel ,這對情比金堅的戀人,恐怕也要分手了。 Wintel 曾經是 PC 市場最堅固的聯盟,而現在這個聯盟或將垮塌。

根據彭博社報導,微軟正在為伺服器設計自己的 ARM 處理器,未來還可能發布搭載該處理器的 Surface 設備。如果失去微軟, intel 將失去了在 X86 架構上長久以來的絕對領先權。對 intel 來說,今年的所有好消息都是對手的,而壞消息,幾乎都是來自於合作夥伴的。曾經的小弟如今起勢的 AMD 不斷攪局,貌合神離的 Apple 徹底分居,再加上曾經情比金堅的微軟在向 ARM 拋媚眼,英特爾像一個徬徨的中年人,眼看著自己和世界脫節卻無能為力。

36氪》授權轉載

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