AMD、Intel、NVIDIA芯片三巨头内战

配图来自 Canva

近日，AMD Zen 3 桌面端处理器正式发布，算是把 Intel、AMD、NVIDIA 三大通用芯片巨头近几年的激烈角逐推向了一个高潮。 如今 Zen 3 处理器正式发布，从纸面参数上来看，Zen 3 桌面端 CPU 已经实现了对 Intel 十代酷睿的超越。而在 GPU 市场中，AMD 同时也对 NVIDIA 的霸权构成了巨大威胁，于是 9 月初发布的 RTX3000 系列，让我们罕见的看到了 NVIDIA 在高端显卡上的性价比。 AMD 明显已经让 CPU 霸主 Intel 和 GPU 霸主 NVIDIA 都感受到了巨大的压力。那么在通用芯片领域，AMD 究竟能掀起多大的变化就成了一个很值得探讨的问题。

AMD 较 Intel 优势更加明显 Zen 3 处理器的发布，让 AMD 较 Intel 的优势进一步凸显。 AMD Zen 3 在性能方面的进步非常显著。Zen 3 重新调整了 CCX 与核心布局、缓存体系，再次显著提升了 IPC 和最高加速频率，相比上一代 IPC 有 19%的显著提升，最高加速频率从 4.7GHz 提升到了 4.9GHz。

对比 Intel，在多核性能方面 AMD 的优势继续得到巩固，在单核性能表现上，AMD 进一步缩小了和 Intel 的差距。 AMD Zen 3 的性能提升已经足够令人感到振奋，但真正令人惊喜的是 AMD 在能效方面的巨大进步。Zen 3 是 Zen、Zen+、Zen 2 之后的第三代新架构，尽管依然采用了和 Zen 2 相同的台积电 7nm 工艺，但相比初代 Zen 架构，Zen 3 架构实现了每瓦性能 2.4 倍的大幅提升，把热设计功耗保持在了 105W。

对比 Intel，据 AMD 官方介绍，采用 Zen 3 架构的新款锐龙 9 处理器能效比是 i9-10900K 的 2.8 倍。 从实际体验来看，基于 Zen 3 架构的全新一代 AMD 锐龙 5000 系列桌面级处理器在重度工作负载方面或将占据领先地位，其中 AMD 锐龙 9 5900X 处理器和上代产品相比，在选定游戏中性能提升高达 26%。 性能显著提升、能效比优势进一步凸显，重度工作负载和游戏表现大幅提升。AMD Zen 3 的这些优异表现，都建立在 7nm 工艺的基础上。 说到底，AMD 相对 Intel 最大的优势，就是率先采用了台积电 7nm 先进工艺制程。Intel 的桌面级处理器，无论是今年 4 月发布的 10 代酷睿 Comet Lake，还是明年一季度将要发布的 11 代酷睿 Rocket Lake 采用的依然都是 Intel 的 14nm 工艺。 所以现在 CPU 市场的情况，简单来讲就是 AMD 在台积电先进制程工艺平台上有了更好的表现，这使得 AMD 彻底发挥出先进制程的优势，并以这种领先优势不断动摇 Intel 在 CPU 市场的长期霸权。 

AMD 对 NVIDIA 构成巨大威胁 GPU 市场的情况和 CPU 市场有些类似。在过去的近 20 年中，和 Intel 一样，NVIDIA 同样逐渐在全球 GPU 市场中建立起了牢不可破的霸权。到了现在，NVIDIA 同样需要面临 AMD 凭借先进制程工艺发起的挑战。 2000 年之后，全球 GPU 市场中只剩下 NVIDIA 和 AMD 两个玩家，AMD 也只在 2004-2005 年市场份额短暂超过 NVIDIA，其余时间 NVIDIA 一直相对 AMD 保持着巨大的优势。数据显示，在 2018 年第四季度，两者的差距扩大到了极致，在当时的 GPU 市场中，NVIDIA 份额超过 81%，而 AMD 的市场份额只有 19%。 

绝对的市场主导地位，让 NVIDIA 直接把 RTX2000 系列的高端消费级显卡卖到了上万元。然而到了 2019 年，AMD 率先推出全球首款 7nm 游戏显卡 AMD Radeon™ Ⅶ，一举扭转了局势。2019 年的 GPU 市场，AMD 的份额上涨了近 10 个百分点，相应的 NVIDIA 的市场份额下降了近 10 个百分点，2020 年这个趋势仍在持续。 

为了应对 AMD 的先进制程工艺挑战，在今年 9 月 1 日，NVIDIA 正式发布基于全新 Ampere 架构 GPU 的 GeForce RTX 30 系列显卡。新一代的 Ampere GPU 在性能和特性上有着飞跃式的进步。在制程工艺方面，也从台积电的 12nm 特色工艺变成了三星 8nm 特色工艺，而在价格方面，NVIDIA 更是作出了令人吃惊的让步。 举例来说，传统性能方面 RTX 3080 能超越上代旗舰显卡 RTX 2080 Ti 28%左右，而且首发价格差不多只有 RTX 2080ti 的一半。 NVIDIA 之所以突然变得如此具有“性价比”显然并不是因为“良心发现”，而是受到了 AMD 实实在在的市场威胁。 

在 AMD 近日处理器发布会的最后阶段，AMD 还披露了新显卡的一些信息，苏姿丰博士在会上表示，RX 6000 系列 Big Navi 将是 AMD 打造的性能最强的游戏 GPU，这无疑是 AMD 在显卡市场吹响了又一轮向 NVIDIA 发起进攻的冲锋号。 背后的晶圆代工暗战 从苏姿丰博士 2014 年 10 月上任 AMD CEO 到 2019 年的 5 年里，AMD 在 CPU 和 GPU 市场双线作战，2019 年同时在两大市场双双丰收。AMD 的这一波逆袭，被称为“硅谷最伟大的卷土重来之一”。 

不容忽视的是，AMD 的“卷土重来”建立在先进制程工艺的基础上。更确切地讲，正式配合台积电先进制程工艺不断革新架构，才有了 AMD 近年来在通用芯片市场的巨大成功。 同样的，Intel 和 NVIDIA 的市场霸权之所以被 AMD 动摇，最根本的原因也是因为他们在先进制程方面的相对保守。 

Intel 在先进制程方面的落后，归根结底是因为其所坚持的 IDM 模式，被台积电的 Foundry 模式所超越。而 NVIDIA 在先进制程方面的保守，则是因为 NVIDIA 在市场中的巨大成功，令其缺乏更新制程工艺的动力。 

如今 AMD 凭借先进制程工艺“卷土重来”，引发了通用芯片巨头们在先进制程工艺领域的“鲶鱼效应”。现在无论是 NVIDIA 抑或是 Intel 都明显加快了各自在先进制程工艺领域的布局，NVIDIA 联合起了三星半导体，而 Intel 则加快了其 10nm 生产线建设。 所以通用芯片巨头间的这些明争暗斗，其实也对全球晶圆代工行业产生了显著影响。当然，这些通用芯片巨头间的争斗，和中国同样也有紧密的联系。 

国产芯任重道远 目前来看，虽然 Intel、AMD 和 NVIDIA 都是三家美国企业，但对他们之间的竞争态势，我们却不能只是看热闹。 一方面，我们目前无法摆脱对这些通用芯片巨头的依赖。 无论是 CPU 还是 GPU，目前全球也只有这三家公司能够设计生产，国产自研芯片虽然有了一些成果并且已经可以投入市场，比如说龙芯、兆芯的一些产品已经可用，但想要做到完全替代 Intel、AMD 和 NVIDIA 的产品，目前还并不现实。 

而这些通用芯片除了应用于消费级市场，用在台式机电脑和笔记本电脑上，还被大规模的应用于服务器中。更进一步说，其实目前蓬勃发展的云计算技术，就需要大量的服务器支持，并不能摆脱对 Intel、AMD 和 NVIDIA 这些通用芯片巨头的依赖。 

另一方面，这些通用芯片巨头早已不是单纯只做通用芯片。 Intel、AMD 和 NVIDIA 三大通用芯片巨头固然是做 CPU、GPU 这类通用芯片起家的，目前主要做得也还是这些，但却绝不局限于此。 

Intel 从 2014 年就开始做 AI 芯片，目前其 AI 芯片发展已经进入成熟阶段。除了自研基于 CPU、GPU 的 AI 芯片外,还收购了 Moviduis、Nervana 及 Habana 等 AI 芯片公司。AMD 在 AI 芯片方面同样也在努力进取。 NVIDIA 的 GPU 之前被大量应用于人工智能计算，目前 NVIDIA 无论硬件、抑或软件算法在人工智能领域都颇为领先。除此之外，NVIDIA 近期努力推进收购 ARM 的事项，一旦 NVIDIA 完成对 ARM 的收购，那么国产自研基于 ARM 指令集的芯片都会大受影响。 

总之，我们既没有摆脱对这些通用芯片巨头的依赖，Intel、AMD 和 NVIDIA 三巨头的影响力又不仅限于通用芯片。三巨头之间的大战，最后终将对我国产生直接影响。而要想摆脱这种局面，归根结底还是需要国产芯片、国产半导体产业尽快发展。

文 / 刘旷公众号，ID：liukuang110