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深度剖析AMD產品戰略,能趕上Nvidia和Intel嗎?
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自從2005年左右在高端CPU和GPU領域先後敗給了Intel和Nvidia之後,AMD在接下來的十幾年裡一直苦苦掙紮,以期獲取更好的收益表現,但這一切都沒有獲得更大的進展。但在Lisa Su於2015年擔任AMD CEO以來,公司重構了產品策略,一切似乎變得與眾不同了。
在2015年9月,AMD旗下的Radeon Technologies Group立項開發與Nvidia 競爭的產品,這就是後來的 Polaris GPU,這個新系列的出現,能夠説明AMD搶奪一部分已經被Nvidia佔領的GPU市場。
現在,AMD開始將其重點放在了高端的產品。
在2017年上半年,AMD發佈了其PC CPU品牌Ryzen。近期,他們則為伺服器產品發佈了EPYC品牌。毫無疑問,對AMD來說,2017年是一個產品大年,他們想通過發佈不同的產品去侵佔不同價位的終端市場。
在過去,由於其R&D團隊被不同的產品線割裂,AMD的產品發佈拖延成為常態,但這在Lisa Su入主之後有了顯著的改變。這位女強人將AMD的研發團隊整合,並將其目標瞄準了GPU和CPU的核心技術,並發佈了覆蓋2017到2020的長期產品路線圖。她希望這個在2017財報分析會上發佈的路線圖能夠重新獲取公司投資者的信心。
從上圖我們可以看出,AMD計畫在2017年到2020年間發佈三代Zen 架構處理器,這就意味著每一代處理器的週期為15個月。
到目前為止,AMD已經發佈了七款Ryzen CPU,一個Vega Pro GPU和一個EPYC 伺服器CPU。他們還計畫在今年下半年發佈一系列用於筆記本的Ryzen CPU,用於消費電子的Vega GPU,還有用於企業的EPYC CPU。他們寄望借助這一些列的產品在高端PC和伺服器領域和Intel競爭,同時在高端GPU領域叫板Nvidia。
雖然AMD的前景看起來很明朗,但很多人對他們的未來也是抱有不肯定的態度。我們不妨從其產品和市場現狀入手,去探討一下,現在是否是AMD逆襲的最好時機。
一覽AMD最新的尖端GPU——Vega
AMD正在按部就班地發佈他們的下一代產品,最近發佈的是備受矚目的GPU——Vega。
在2017年6月27日,AMD發佈了他們的Radeon Vega Frontier Edition card,這是一個專業的GPU,瞄準的使用者是科學家,內容創造者和開發者,這個card是專門為那些先進設計、遊戲開發和深度學習演算法而設計的。
 
AMD計畫發佈兩個版本的Radeon Vega Frontier Edition:一個是300瓦的風冷版本,能夠在2017年7月1日面向市場;另一個是375瓦的水冷版本,這個將在2017年第三季度上市。
AMD方面表示,他們將會在今年七月發佈一款面向主流遊戲消費者Vega GPU。根據AMD的計畫,他們將會整合Vega GPU 和Ryzen CPU的優勢,提供一個性能強勁的,擁有PC遊戲體驗的筆記本。Nvidia和Intel也計畫發佈同樣的遊戲本。
AMD的Radeon Vega Frontier Edition card有4096個六處理器,共構成了64個計算單元,能夠支援雙倍的16bit計算。這就讓這個car在FP32單精確度的情況下擁有13.1 TFLOPS,而在一般精度的FP16,則有26.2 TFLOPS。這樣的話就能加速視頻處理、光線追蹤和AI計算。
在時鐘速度方面,AMD表示,Vega晶片有典型的時鐘速度1382Mhz和增強的速度1600Mhz。
Vega晶片能夠支援16GB的HBC存儲。HBC能夠緩存外部記憶體和存放裝置,這就讓Vega晶片可以支援256TB的虛擬記憶體。另外,Vega有NVM快速埠,能夠為這個GPU加速器增加一個2TB的額外快閃記憶體容量。
Vega GPU同樣支援雙模式的驅動,這就允許使用者在專業應用和視頻遊戲加速之間快速切換。從這方面看來,AMD把專業和遊戲驅動融合進了一個單一的封裝,這就然個遊戲開發者很輕易地在這兩種類型下加速。
至於價格方面,根據AnandTech,Vega Frontier的風冷版本售價為999美金,而水冷版本的價格則為1499美金。
APPLE在其最新的iMac Pro產品線中用到了AMD的Vega Frontier GPU,而AMD的目標則是將其推向VR市場。根據TechNavio預測,到2020年,VR內容市場的年平均增長率將為127%,而PC將會產生內容的重要平臺,這會給AMD的GPU系列帶來更大的利好。
 在VR內容製造方面,AMD的Vega能和Nvidia的Titan xp相提並論麼?
在前面我們提到,ADM的Vega Frontier Edition是專為VR遊戲開發、先進的設計視覺化和深度學習演算法而打造的。那是因為這個新的Vega GPU能夠支持AMD的ROCm開源軟體平臺。機器學習庫和先進的視覺化工具。
AMD聲稱,Vega GPU能夠不是即時的視覺化和基於物理的渲染,同時支援VR遊戲開發的所有流程和步驟。
PC WORLD在最常用的Open GL標準下對比測試了AMD的Radeon Vega Frontier水冷版本和Nvidia的Geforce Titan XP。他們用了兩個完全相同的專業PC來測試(微軟Win10系統、AMD Ryzen 7 1800X CPUs、32GB DDR4 RAM,戴爾的8K顯示器,外加一個1080P顯示器和一個HTC VIVE VR設備)。
測試結果顯示,相比於Titan XP,Vega在SolidWork方面領先50%,在三維渲染方面領先28%,在Maxon’s Cinebench OpenGL方面,前者則較後者領先14%。其他的協力廠商測試也得到了同樣的結果。但是,在Direct X 遊戲和相似的應用中,PC world發現這兩個GPU並沒有什麼性能區別。
在他的測試報告裡面,PCworld表示,AMD Radeon Vega Frontier是專為商業而設計的,而英偉達的GeForce Titan XP則是為消費應用設計的。雖然這兩個GPU的定價都是1200美金左右,但我們也要明白,這個測試並不是在絕對公平的情況下進行的。更理想的測試我認為是Vega Pro和英偉達的Quadro Pro。兩者的售價也在2000美元到6000美元之間。
除了VR內容開發,Vega Frontier Edition同樣相容執行深度學習演算法,AMD也把Vega GPU應用到這些應用上。
AMD的Vega會比其他產品擁有更強的機器學習加速?
從之前的描述中我們明顯看到,AMD的專業版本Radeon Vega Frontier Edition GPU與英偉達的專業版本GPU相比,是沒有性能優勢的。因此AMD希望通過性價比來叫板英偉達。除了遊戲之外,Vega Frontier在深度學習方面,也有不少的優勢的。
AMD的Vega GPU在百度的DeepBench 神經網路基準上做了測試。AMD用一個配備了加速器的伺服器去訓練一個特別的機器學習模型,測試其時間,最後發現:
AMD的Vega Frontier能夠在88微秒內完成任務。
而Intel的Knights Landing Xeon Phi 7250做相同的任務則需要569微秒,NVIDIA基於Pascal的Tesla P100則需要122微秒。
英偉達即將發佈的Volta GPU也許會比AMD Vega表現更好,光從理論上的對比,就可以得出兩者有巨大的不同。
NVIDIA計畫在2017年第三季度發佈專為資料中心準備的Vlota GPU,這個GPU在FP32單精確度下,可以支援15TFLOPS。筆Vega的23.1 TFLOPS有了明顯的提升。
而且Volta能夠支持16bit Tensor Core的TPU,這就使得在機器學習訓練演算法上,可以達到120TFLOPS,AMD的Vega則根本不支持tensor core。
這兩個GPU都支持16GB HBM2,但是英偉達Volta能夠支援900Gbps的存儲頻寬,這比Vega的483Gbps存儲頻寬高了許多。
另外,英偉達的Volta還支援NVlink2連接。
所以很顯然,和Volta相比,Vega的優勢就在於價格。英偉達的Tesla V100資料中心CPU售價大概是150000美金,但是AMD的Vega只有1000和1500,如此低的價格,我們也不可能要求更多。
AMD能否憑藉Vega重返桌面GPU市場
在前面,我們講到AMD正在憑藉著其最新推出的Vega圖形處理器重返高端GPU市場。在此之前,AMD推出的面向低端和終端市場的產品,由於英偉達GPU優異的性能的碾壓,在2014年的時候喪失了大量的市場份額。
2016年,AMD推出了新的Polaris GPU,它能夠提供與英偉達Maxwell GPU類似的性能,但是在價格上要低很多。這一產品説明AMD在2015年第四季度到2016年第四季度這一年的時間裡,桌面GPU市場份額從之前的20%提升到了28%。
但是這沒有解決AMD所面臨的問題。在2017年第一季度,隨著英偉達大幅度下調老款Titan系列GPU的價格,AMD的市場份額又下降了兩個百分點。而在2017年第二季度,隨著英偉達在3月和4月份分別推出高端的GTX 1080 Ti和Titan xp等新產品,AMD的市場份額可能會進一步下降。與英偉達加速推出產品相反的是,AMD則宣佈推遲Vega GPU的上市時間。
還有什麼能夠推動AMD在2017年第二季度提升市場份額呢?
但是事情仍然存在轉機。AMD在2017年第二季度發佈的Vega遊戲顯卡可能會在2017年第三季度的假日銷售季節迎來熱銷。另一方面,英偉達最新Volta 架構的GPU在2018年之前可能不會推向市場。因此,如果AMD能夠儘快推出基於Vega架構的GPU,就至少在三個月的時間內,是市場上最強大的遊戲GPU。
此外,蘋果也在計畫在其iMac Pro中採用AMD的Vega GPU,這些因素都可以幫助AMD在2017年第二季度提升其桌面GPU市場份額。
AMD還計畫推出下一代伺服器處理器EPYC與英特爾的高端至強伺服器處理器進行競爭。我們將在接下來的部分研究這一問題。
 AMD的Naples CPU能夠幫助AMD從英特爾手中搶得伺服器市場份額嗎?
目前可以看見的一個事實是,AMD的Vega GPU正在幫助AMD重新為獲得桌面GPU的市場份額。但是AMD並不滿足於此,該公司還希望能夠憑藉其最新架構的EPYC伺服器處理器從英特爾手中搶奪一定的伺服器市場份額。
根據IDC的報導,AMD的市場份額從2006年的25%已經下降到2016年的0.4%。AMD所喪失的市場份額幾乎全部都被英特爾獲得。所以英特爾目前在伺服器市場大概佔據了99.4%的市場份額。
如果AMD的Naples伺服器平臺能夠在價格和性能方面與英特爾的伺服器處理器形成強有力的競爭,那麼AMD就能夠搶到一些市場份額。即便AMD只能夠獲得10%左右的市場份額,轉換成公司淨銷售額的話,也有大概7億5000萬美元到15億美元左右。這對於AMD來說是個非常好的消息。但是最大的問題是,AMD能否在伺服器市場取得成功。
經過五年的長期積累和發展,2017年6月20日,AMD終於推出了基於Naples平臺的伺服器處理器EPYC。根據目前的資訊來看,AMD的擁有64執行緒的伺服器處理器EPYC 7000系列比英特爾的伺服器處理器,性能上要更好。這一消息所帶來的影響是,AMD的股價上漲了20%左右,英特爾的股價則相應的下跌了大約3%。
據瞭解,在2017年7月底之前,AMD將會陸續推出剩下的四個版本的伺服器處理器。
AMD EPYC伺服器的策略
英特爾的伺服器處理器擁有一個非常明確的策略:伺服器處理器全部都是基於同一個平臺,主要面向高中低三檔的應用場景,針對著不同的應用場景,英特爾選擇關閉不同的功能。如果AMD想要與英特爾的伺服器處理器進行競爭的話,那麼AMD就需要能夠提供這些功能來與英特爾的處理器行成差異化。
據瞭解,AMD最新的EPYC伺服器處理器採用了新的Infinity Fabric架構,能夠在一定程度上提高CPU的產量,同時降低成本,所以我們看到AMD EPYC 7000系列的價格在400美元到4000美元這一範圍內。
經過測試發現,AMD的EPYC 7251伺服器晶片的性能,大概能夠超越英特爾的至強E5-2620處理器23%左右。EPYC 7601 伺服器處理器能夠超出E5-2699A 47%左右。
同時AMD還為其EPYC伺服器處理添加了一些獨特的功能以與英特爾,我們將在接下來的內容中研究這些特性。
AMD的EPYC處理器如何挑戰英特爾?
據瞭解,AMD最新推出的伺服器處理器擁有兩個比較創新的功能:低能耗和Infinity Fabric架構。
AMD的處理器具有工作量感知電源管理設計,處理器能夠通過感知某一部分的高電壓來預估其工作量,從而將高電壓的工作量轉移到低電壓的內核當中,以降低工作強度。
AMD的EPYC處理器是基於Infinity Fabric最新架構,能夠允許靈活的調用計算,從而提升處理資訊流的速度。
AMD晶片的另一個優點是安全性。在AMD的EPYC處理器當中,為了保證處理器的安全性主要在兩個層次進行了處理:SME(安全存儲加密),在DRAM當中進行加密存儲。和SEV,虛擬化對資料進行安全加密。在虛擬機器當中,每一個虛擬機器都有一個單獨的加密金鑰,它能夠允許用戶靈活地選擇他們想要加密的虛擬機器。這種靈活性在目前的伺服器產品當中並不存在。
但是需要知道的是加密可能會影響伺服器的性能,從而降低伺服器的運行速度,因此,AMD為用戶提供了一種選擇,允許用戶打開或者關閉安全功能中的某一部分。當然,這些硬體安全特性只有在Linux的支持下才能夠起作用。
AMD single-socket伺服器和英特爾dual socket伺服器
AMD希望其single-socket伺服器能夠提供與英特爾的dual socket伺服器更好的或者類似的性能。
目前那些需要更高記憶體頻寬的客戶,就不得不購買英特爾的dual socket至強處理器,這些處理器一般都具有NVLink和PCI-E功能,即使使用者不需要PCI-E加速器,他們也不得不購買這些功能,這就在一定程度上增加了客戶的成本和功耗。
考慮到這一點,AMD將這兩個介面單獨的放到一個socket伺服器當中。其EPYC伺服器晶片提供128通道的PCI-Express,能夠直接連接外部的設備。這樣的處理器就能夠在一定程度上降低成本。
所以說,AMD能夠以英特爾至強處理器一半的功耗成本提供大概75%左右的性能,在性價比方面AMD具有一定的優勢,也吸引客戶來使用AMD的處理器。
從目前市場的反響來看來看,AMD EPYC處理器晶片正在被越來越多的頂級伺服器廠商所歡迎,例如戴爾、聯想、惠普以及其他一些軟體公司,例如微軟、百度、三星等等。
接下來我們看看AMD是如何推廣EPYC處理器。
AMD會採取什麼樣的策略來推廣EPYC處理器呢?
AMD推出最新架構的伺服器處理器的主要目的就是能夠與英特爾進行競爭,為客戶提供更高性價比的產品。在AMD看來,32核心64執行緒的伺服器晶片是高性能計算所需要的。
AMD的營收策略是通過批量銷售獲得利潤,但是目前來看,超級電腦的銷量並不足以支撐這一目標,因此,該公司正在著眼於一個更大的市場,就是通用型高性能計算伺服器市場。這一市場主要用於工業和資料分析等應用。在AMD看來,AMD的512位八通道64 PCIe處理器是高性能計算的理想選擇。
為了加速伺服器的普及,AMD正在與伺服器製造商進行合作。例如,AMD正在試圖與HPE達成合作夥伴。據瞭解,根據IDC資料統計顯示,HPE目前是伺服器市場的領導者,在2017年第一季度大概佔有24.2%的市場份額。
在2002年的時候,HPE就希望成為4P和8P市場的領導者。在當時他就是AMD Opteron伺服器晶片的合作夥伴之一。而現在他們又為了同一個目標走到了一起。
HPE將會在2017年8月份推出第一個基於AMD EPYC處理器的存儲伺服器產品,該產品主要用於快速的雲存儲、大資料的即時分析以及各種流媒體和電子商務的應用。HPE還計畫在2017年下半年和2018年推出更多的基於AMD晶片的伺服器產品。一些分析師認為AMD的晶片將會成為HPE第十代產品的主要特徵之一
當然,在AMD努力的推廣伺服器處理器的時候,也面臨著來自於英特爾強大競爭。目前AMD的伺服器處理器的主要競爭對手是英特爾的Broadwell架構晶片。英特爾計畫在2017年7月推出基於下一代架構的SkyLake至強處理器,預計其價格將會比AMD的要低,從而保證其市場份額。
除了英特爾之外,高通、Cavium、英偉達也將會在2017年的下半年推出自己的資料中心產品。Cavium公司計畫推出第二代14nm 64位CPU。高通計畫為資料中心推出10nm的驍龍處理器。英偉達則計畫推出Volta GPU的資料中心產品“Tesla V100”。
而縱觀AMD之前的產品,我們發現在性能方面Radeon Vega Frontier GPU並不比英偉達的Tesla V100產品要出色,同時AMD的最新架構也不支持雙精度浮點和糾錯記憶體,但是這兩個標準對於高性能計算來說非常重要。
在AMD公佈其伺服器晶片的時候,AMD的股價在一天之內也下跌了4.5%,接下來這種下降到底是短暫還是長期的,也能夠反映出市場對其新產品的看法如何。
英偉達、AMD與數位貨幣
在之前,我們看到AMD正在緊鑼密鼓的發佈一系列的新產品。但是其競爭對手也並沒有閑著,英偉達也在尋求與汽車廠商進行合作。
但是AMD和英偉達在2017年6月28日公佈這些有利資訊之後,他們的股票依然下跌了4.5%和3.5%。
Jim Cramer表示,這兩家公司的股票主要是受到比特比和乙太幣的影響。在過去的三個月裡,比特幣和乙太幣的價格已經上漲了325%和2240%。數位貨幣價格的暴漲,使得更多的人開始去開採這些數位貨幣。而這些開採者所使用的主要工具就是AMD和英偉達的GPU。隨之而來的影響就是GPU市場的缺貨愈加嚴重。
資料顯示,這些開採者在短短的11天之內就購買了價值1億美元的英偉達GPU。但是相比較而言,開採者會優先選擇AMD的GPU,這就意味著AMD的銷售要比英偉達更高。
因為英偉達和AMD的GPU能夠用於開採數字貨幣,所以最近投資者都非常熱衷於購買這兩家公司的股票。所以我們注意到在此之後,AMD和英偉達公司的股票分別上漲33%和15%。
Jim Cramer說,即便如此,我們應該瞭解到這樣的漲勢並不是可持續的。他認為購買AMD和英偉達股票的那些人最好是基於看好未來核心業務的發展和人工智慧領域,而不是僅僅為了數位貨幣。
CNBC的一份報告顯示,顯卡廠商華碩和藍寶石正在準備推出基於AMD和英偉達GOU的專門用於挖掘數位貨幣的產品。
對於開採者來說,這些gpu能夠幫助其以低廉的操作獲取高額的利潤,他們只需要一個GPU就能夠以最低的成本獲得最高的挖掘速度。為了滿足這些礦工的需求,相關廠商所推出的產品將只提供很少的介面,刪除了顯示介面和其他一些特性,已使得這些產品更加便宜,同時還減少了90天的保修期。因為這些GPU一般都是24小時持續運作,這在一定程度上會降低這些產品的壽命。
總結
從多個層面看,AMD似乎都在挽回失地,但橫亙在他前面的兩座大山無疑是有點高不可攀的,AMD想逆襲,似乎有點難度,但AMD最終會給這個市場帶來什麼新的變化?讓我們拭目以待。
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