AMD“咸鱼翻身”，intel措手不及
文/智能相对论（aixdlun）
作者/郭锴
2021年1月1日，是新民法典中的离婚冷静期制度开始实行的日子。2020年的最后一月，国内的离婚风刮起了一波热潮。而这股风，好像也吹到了大洋彼岸的半导体行业，芯片行业似乎也感受到了离婚冷静期的压力，纷纷赶在2020年宣布离婚。而离婚最大的苦主，非intel莫属。
老对手AMD的崛起势不可挡，苹果自研芯片M1大放异彩，移动端对手ARM在PC市场野心锋芒毕露，曾经情比金坚的微软移情ARM，再加上7nm制程难产，intel内外交困的2020年，一如去年的天气，风云突变，格外寒冷。
AMD“咸鱼翻身”，intel措手不及
这几年，半导体行业最大的事件莫过于曾经的“农企”，如今“Yes!”的AMD崛起了。
AMD和intel的创始人师出同源，都来自于仙童半导体。不过AMD的创始人杰里·桑德斯出身销售，intel的创始人戈登·摩尔则是技术大牛，这也造就了两家日后在市场上境遇：A家处理器长期都是高分低能代表，无论是性能还是发热等都被intel碾压。
在各个论坛长久传着这样一句话：i3默秒全。无论AMD在营销上吹的有多厉害，intel酷睿系列处理器中最低端——同代酷睿 i3的实际体验就可以打败A家所有的处理器。
作为intel在传统PC市场最大的，或者说是唯一的竞争对手，长久以来，AMD都在intel的阴影下苟延残喘。在最低谷的2016年，AMD的市场份额已经降至20%以下，而且这些市场份额的来源几乎都是低端处理器。常年处于亏损状态的AMD能够活着，intel对反垄断调查的恐惧功不可没。
然而，这一切都在一个人的到来后发生了变化。
2014年末，苏姿丰在AMD的改组中，成为其历史上首位女性CEO。苏资丰是麻省理工的电机工程博士，是典型的技术出身的领导人，而且她具有极强的领导和谈判能力，被称作是现代科技公司难能寻觅的CEO最佳人选之一。
苏资丰
苏资丰掌权之后便进行了大刀阔斧的改革， 2017年2月，推出新的“Zen”构架Ryzen处理器发布，性能飙升40%，业界一片哗然。同年，AMD全年收入为 53.3 亿美元，较去年增长了25%，年净利润为4300万美元，开始扭亏为盈。
今年2月7日，AMD发布旗舰处理器线程撕裂者TR3 3990X，64核128线程的性能怪兽一经问世问鼎夺得桌面级CPU天梯榜榜首，碾压intel至强 W-3175X，成为视频渲染和3D建模等领域的不二之选。
“智能相对论”看到，面对AMD的咄咄攻势，intel终于有了动作，在4月30号发布十代酷睿处理器，挤出一大管牙膏后，intel通过降价等策略勉强保住了颜面。
然而好景不长，十月初，AMD发布了包括锐龙5950X在内的四款处理器（5950X/5900X/5800X/5600X），此次的新品剑指intel表现强势的游戏性能上，宣称采用了Zen 3架构的Ryzen 5000系列将会是“世界上最佳的游戏处理器”，intel措手不及。
CPU性能天梯图
和性能一起飙升的，还有AMD的市场份额和股价。Mercury Research最新的2020年第三季度x86 CPU市场份额报告显示：在intel处理器有着巨大的市场存量的情况下，AMD已经占据22.4%的市场份额，季度环比增长4.1%，年同比增长6.3%，AMD的股价也来到了最高点。
2004-2020年intel和amd市场份额变化图
AMD的翻身，是采用Foundry（代工厂）模式的成功。
Foundry模式主要的特点如下：每个厂商只负责制造、封装或测试的其中一个环节，这种精细分工的模式，顺应了半导体国际分工明确的潮流。
在代工厂模式下，芯片设计厂商会帮助代工厂在工艺方面进行改进以满足自身制造芯片的要求，而代工厂自身专注与制工艺的改进，而不用涉足芯片设计方面。以台积电为例，在7nm、5nm和3nm制程的领先，受益于整个业界，是几乎整个半导体行业技术的累积堆砌而成的。
将芯片的生产交给台积电等代工厂，AMD能专注在产品研发、设计等工作上，这也是他们能打败intel的关键。
而intel依旧觉得拥有自己的晶圆厂才是真男人，采用的仍然是IDM（Integrated Device Manufacture）模式。
IDC模式主要的特点如下：集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身。这样的好处是不太受上游的制约，如今年在AMD和英伟达芯片长时间缺货状态下，intel依旧有充足的产能供应市场。
但是问题也很明显：一旦在某些工艺方面出现问题，就会让自家整个产业链陷入困境，英特尔近年来被压制很大程度上来源于此，自家技术的发展几乎是在和整个行业对抗。
在尖端制程工艺方面，intel打磨了整整五年的14nm、14nm 和14nm 。而在10nm工艺的节点上，Intel没有选择EUV，而继续使用Ar F DUV，虽然拥有先发优势，但10nm技术直到2019年才面世，足足迟到了3年，良品率不高和频频不断的技术难题，导致在CPU制程上处于劣势。
而在7月份，在管理层宣布下一代7nm制程难产后， intel股价暴跌。intel在尖端制程方面的难题将持续下去，而它的竞争对手AMD将会依托台积电的代工优势，继续抢占市场份额。
2020年七月份，英特尔将要宣布寻求代工。而根据相关消息，intel已经预定了台积电明年18万片6nm芯片产能，这意味着intel开始从IDM到Foundry模式的转变，和众多芯片设计厂商一样，要受到台积电产能的钳制。
貌合神离的Apple与intel分手
和苹果分手可能不是最让intel伤筋动骨的，但一定是面子上最挂不住的。
对于苹果和intel“离婚”事件，许多分析师给出的结论是：长久以来，苹果都对intel移动端处理器的高功耗和高发热感到不满，这对苹果来说是难以忍受的， MacBook需要一款高性能和长续航的芯片。
而另一方面，iPhone的成功得益于A系列芯片和iOS软硬结合的独特优势，苹果可以根据自己的愿景来设计和制造芯片。
现在，苹果要在Mac电脑上复制这种成功了。
在WWDC 2020开发者大会上，苹果展示了其搭载了A13芯片（基于ARM构架）的Mac电脑，它可以流畅的运行诸如Word、Photoshop 2020等软件。同时宣布，将在两年内完成Mac电脑芯片和生态向ARM的转移，苹果给了intel两年的离婚冷静期。
‘“智能相对论”看到，11月11日，苹果正式发布第一款用于Mac的自研电脑芯片M1。如果说A13芯片的Mac电脑让人惊艳，那M1芯片的发布则令intel胆寒。
M1芯片拆解图，左侧为各部分集成，右侧为2x 4 GB的内存
相对于intel的传统CPU，苹果在M1上使用了全新的构架：M1 芯片包含 CPU、GPU、内存、总线等在内的构成一台整体计算机组件，也就是一直在手机处理器中采用的单片系统（即SoC）。苹果还添加专用芯片来完成一些专门的任务，与常规的CPU相比，专用芯片在处理速度和能耗上都更具优势，而且支持单独定制。
M1芯片构成示意图
而采用ARM构架的M1在性能上也没令人失望。根据苹果官方的数据，对比上代搭载intel CPU的产品，M1芯片的CPU性能提升3.5 倍，GPU性能提升5倍，都有着碾压级别的表现。高性能并没有带来高能耗，M1芯片的能耗比相比上代提升了3倍，MacBook Air的续航达到了15小时，MacBook Pro的续航甚至达到了17小时。
苹果在全球PC市场占据的份额并不高，只有8%，而根据相关人士的透露，新Mac发布后，其增速也只是个位数的，况且根据苹果的一贯作风，M1芯片也是不对外销售的。这样看来，和苹果“离婚”对intel的打击似乎没有想象中的那么大。
其实不然，和苹果离婚并不可怕，可怕的是苹果带来的示范效应。
苹果带来的示范效应有两个方面。
第一个是构建ARM生态来提升传统PC的竞争力。以往，由于要针对不同的架构进行编程，同一个应用往往需要开发多个平台进行维护：IOS、Mac OS、Android和Windows等等,给开发者适配上极大的压力。而采用ARM构架的处理器可以让自家产品打通各个平台，试想一下，你不需要任何模拟器就可以在MacBook上使用几乎所有iPhone的应用和游戏。而对开发者来说，同款应用在iPhone、iPad和MacBook上只需要进行简单的界面适配，大大减轻了开发和维护的压力，生态的打通也让Mac电脑更具竞争力。
另一个示范效应，则来自于产品设计。
长久以来，戴尔、联想、惠普等产业链下游的整机厂商，都需要看intel的脸色行事（虽然现在可能要加一个AMD了），只有intel发布新处理器后他们才能拿出有竞争力的新品，而在大家使用同款处理器的情况下，芯片带来竞争力也很有限。而在产能紧张的情况下，等待他们的就是长期的缺货。
以搭载M1芯片的最新款MacBook Air，和在高端笔记本市场表现极为亮眼的戴尔XPS 13为例：两者价格相似，从拆解图可以看出，MacBook Air不需要风扇散热，这会很安静，更轻，更省电，在寸土寸金的笔记本中，节约了大量空间。而采用intel处理器的XPS则需要两个风扇进行散热，在续航上也和MacBook Air有较大的差距。
M1款MacBook Air拆机图，没有散热风扇
戴尔XPS拆机图，左右侧各有一个风扇
苹果笔记本越来越强的性能和续航，恐怕会直接威胁到戴尔、联想、华硕和惠普等在中高端笔记本领域的地位。新款MacBook Air 的价格下探到7999元，在官方的教育优惠后，甚至只需要7199元。抛开系统不谈，新MacBook在轻薄本最大的痛点——性能和续航方面，对一众Windows本都有着极大的优势。戴尔等厂商自然不会坐以待毙，而intel处理器在移动端短时间内很难有大的改善，戴尔等厂商会不会移情别恋ARM？
上次错失了移动通讯市场，如今再失去移动PC市场，对intel来说恐怕是难以接受的。
Wintel联盟或将垮塌，ARM恐成未来
X86构架和ARM构架谁是未来尚未可知，但ARM在占领了智能手机设备的几乎所有份额后，向PC市场发起的冲击，给intel带来的风险却是实实在在的。
‘“智能相对论”看到，在智能手机领域，ARM已经没有可以匹敌的对手了，当年intel拒绝苹果，错失了移动市场后，再也没有补课的机会。
但是长久以来，相对于X86架构的芯片，ARM芯片的处理器在能耗上占有绝对优势，可以以很低的功率运行，但在性能上也处于绝对劣势，不过苹果M1的出现似乎结束了这段历史，ARM构架的芯片也可以拥有强劲的性能。
而在芯片整体算力方面也已经改天换地，世界上最大的算力架构变成了ARM平台，基于ARM指令的处理器总算力输出达到全球82%。整个过程呈加速的发展趋势。”
ARM的多数芯片采用大小核心设计：以最新发布的高通骁龙888为例，其采用 1 x 2.84GHz (Cortex X1 核心) 3 x 2.4GHz (Cortex A78) 4 x 1.8GHz (Cortex A55)的构架，大核心性能高，能耗高，在高强度工作时运行，小核心性能弱但功耗低，在待机等低功耗模式下运行。这种模式是专为移动平台设计的，可以达到功耗和性能上的平衡。
在2018年台北电脑展上，高通发布了用于笔记本的骁龙850处理器，华为、联想和三星等OEM厂商都推出了搭载骁龙850的笔记本电脑，且均取得了不错的反响。
ARM采用的是IP授权模式，芯片设计厂商可以根据自身的需求来购买合适的构架，进行改造和优化后交由芯片代工厂来生产——这在半导体分工愈加明显的当下存在有很大的可能性，像苹果这样的厂商可能越来越多。
比如，微软。
微软和Intel，这对情比金坚的恋人，恐怕也要分手了。Wintel曾经是PC市场最坚固的联盟，而现在这个联盟或将垮塌。
根据彭博社报道，微软正在为服务器设计自己的ARM处理器，未来还可能发布搭载该处理器的Surface设备。如果失去微软，intel将失去了在X86构架上长久以来的绝对领先权。
对intel来说，今年的所有好消息都是对手的，而坏消息，几乎都是来自于合作伙伴的。曾经的小弟如今起势的AMD不断搅局，貌合神离的Apple彻底分居，再加上曾经情比金坚的微软在向ARM抛媚眼，英特尔像一个彷徨的中年人，眼看着自己和世界脱节却无能为力。
参考文献：
Erik Engheim：为什么苹果芯片如此之快？
*本文图片均来源于网络
深挖智能这口井，同好添加vx：zhinengxiaoyan
此内容为【智能相对论】原创，
仅代表个人观点，未经授权，任何人不得以任何方式使用，包括转载、摘编、复制或建立镜像。
部分图片来自网络，且未核实版权归属，不作为商业用途，如有侵犯，请作者与我们联系。
