收購ATI之后，以顯示芯片和處理器為主要產品的AMD并未迎來預期中的振興；相反，長年在兩線與英特爾和英偉達這樣的重量級對手作戰(zhàn)，使得AMD疲態(tài)盡顯。在PC市場逐漸萎縮、移動設備強勢興起的大背景下，英特爾推出了Atom平臺、超極本等一系列應對手段；英偉達也將Tegra系列ARM處理器和Tesla計算卡等新產品投入市場。而AMD的反應則略顯遲鈍，甚至還遇到了制程提升的巨大障礙，以至于CHIP關注PC技術最新進展的“前沿技術”這一欄目很長一段時間都沒有AMD的技術專題了。

不在沉默中爆發(fā)，就在沉默中滅亡。連年虧損的AMD已經沒有繼續(xù)犯錯誤或者停滯不前的機會了。進入2013年以來，AMD接連推出了一系列新品，并且明確了今后針對低能耗、高性能以及特殊處理器產品的發(fā)展策略。AMD希望能夠藉由這一系列策略，扭轉長期虧損的局面，并在未來的競爭中搶得先機。從這些產品的定位來看，AMD準確地抓住了自己的特長——強大的GPU計算能力、異構計算架構和建立在這些基礎上的各類應用優(yōu)勢，正為它描繪出宏偉的復興藍圖。

AMD重組求生

2006年完成對ATI的收購可謂是AMD最為風光的一刻，但此后AMD似乎逐漸陷入了困境。在全球金融危機和PC市場萎縮的雙重影響下，原本以CPU和顯示芯片為主要業(yè)務的AMD受到了較大沖擊，繼2008年分拆制造業(yè)務之后，AMD又相繼爆出高管跳槽、虧損增加乃至將被收購的傳聞。逆境之下，從 2011年年底開始，AMD踏上了艱難的轉型之路，包括大規(guī)模的裁員、重組、出售和并購。

傳統(tǒng)的PC市場已經不再為AMD所看好，它的老對手英特爾也持同樣的態(tài)度。早在數年之前，英特爾就已經致力于拓展Atom處理器、SSD等新興業(yè)務。不過，向英特爾學習并不足以使AMD踏上復興之路：在AMD的新計劃中，傳統(tǒng)業(yè)務——處理器和顯示芯片部分被精簡以節(jié)約成本，而AMD更為看好的業(yè)務——ARM架構處理器、APU、圖形游戲設備等則獲得了更為重要的地位。在大規(guī)模裁員的同時，AMD也在這些方面進行了相應的加強。比如在2013年5月份宣告成立的半定制業(yè)務部門（Semi-Custom Business Unit，SCBU），它的目標是基于AMD在微處理器、圖形核心、多媒體等領域豐富的知識產權和技術為客戶定制開發(fā)獨一無二的專屬方案，涵蓋范圍則包括游戲、機頂盒、智能電視、PC、平板電腦、服務器、高性能計算、基礎架構應用等等。索尼和微軟就是該部門的首批客戶，它們的下一代游戲機PS4和Xbox One所用的處理器都是與AMD共同開發(fā)的。盡管定制芯片的銷售額可能并不很高，但對于困境中的AMD而言，也是相當劃算的一筆買賣。據稱索尼和微軟為了新游戲機的處理器共向AMD支付了近2億美元。預計到2013年年底，AMD將有20%的業(yè)務來自半定制芯片。AMD則期望這些新興業(yè)務部門的營收能夠在2014年占到公司總營收的50%左右，而傳統(tǒng)的CPU和GPU則由目前的85%下降到50%。

異構計算的救贖

在APU處理器推出兩年之后，AMD的努力似乎得到了豐厚的回報。目前，APU已經在游戲機處理器和服務器領域開花結果，而在新興的平板電腦和超便攜/混合筆記本電腦領域，APU也有望獲得一定份額。

游戲機APU唯我獨尊

盡管AMD近年來在PC處理器領域挑戰(zhàn)英特爾的努力遭受了多次失敗，但在家用游戲機這個特殊的戰(zhàn)場上，它無疑是個成功者。2013年年初，多家媒體先后報道了AMD獲得3大游戲機廠商索尼、微軟和任天堂的下一代游戲機處理器的定制合同，這是近年來AMD所獲得的最輝煌勝利。

為何AMD能夠擊敗IBM和英偉達等競爭對手獲得游戲機企業(yè)的青睞呢？或許AMD多年整合CPU和GPU的經驗起到了決定作用。AMD的老對手英偉達曾經聲稱，索尼愿意付出的錢“太少”，它們覺得不值得做這筆買賣；但開發(fā)這樣高整合度和高性能的游戲機處理器，英偉達的確缺乏足夠的經驗。盤點3大廠商的上一代產品，索尼的PS3采用的是Cell處理器搭配英偉達顯示核心，微軟的Xbox 360和任天堂的Wii都采用IBM的Power PC搭配AMD顯示核心。很顯然AMD已經在游戲機領域積累了相當多的經驗，加上英偉達并不生產高性能CPU，英特爾無意這一領域，IBM則不可能去搞圖形處理器，新一代游戲機處理器最后花落AMD家也就不那么令人意外了。

當然，AMD在這一領域也投入了相當大的精力。盡管目前索尼PS4、微軟Xbox One和任天堂Wii U處理器的具體規(guī)格并未全部曝光，但一些媒體已經給出了大致的輪廓：它們都是基于AMD的APU解決方案，其中PS4和Xbox One的APU整合了8個“美洲虎”內核組成CPU部分，GPU部分則為個數不等的GCN渲染架構處理單元。以索尼PS4的APU為例，它擁有18組共1 152個流處理器，浮點計算性能為1.84TFlops，并搭配多通道256bit 8GB GDDR5統(tǒng)一顯存/內存。得益于AMD和索尼共同開發(fā)的技術，GPU數據可以通過一條帶寬約20GB/s的特殊總線直接寫入系統(tǒng)內存，無需經過一級、二級緩存，簡化了CPU、GPU之間的數據同步步驟。此外，PS4 APU在緩存段標記中增加了一個“易變位”（volatile bit），從而令GPU的二級緩存可以更高效地執(zhí)行圖形操作和計算操作。為了更好地滿足異步計算的需求，索尼還將計算指令擴展為64路（GCN架構僅支持一路圖形指令和兩路計算指令）。微軟Xbox One的CPU部分與PS4大致相當，但流處理器減少為768個。AMD聲稱這些芯片年產量可以達到千萬枚以上，完全能夠滿足游戲機廠商的需求。

服務器APU小試牛刀

AMD看好的另一個領域是服務器市場，這一領域利潤足夠豐厚，而且AMD也曾經交出過不錯的成績。不過，服務器市場的競爭壓力也是空前的：除了英特爾和AMD基于x86架構的傳統(tǒng)服務器芯片之外，還有英特爾同樣基于x86架構的Atom處理器以及虎視眈眈的ARM架構和POWER架構處理器芯片。

根據業(yè)界的認識，傳統(tǒng)的x86芯片能耗較高，但在運行數據庫、分析計算等處理大量數據的任務時速度更快；而基于ARM和Atom這類“小核心”的服務器芯片則在搜索引擎和社交網絡應用方面具有更高的“費效”比。在前者的市場上，AMD和英特爾的競爭依然在上演著，而后者所代表的“微服務器”則是一個新興的市場，無論x86處理器還是ARM處理器都擁有機會。

英特爾方面推出的解決方案是高低并進。性能較低但同時能耗也低的Atom S系列處理器S1200已經在2012年年底發(fā)布，2013年還會推出下一代基于Silvermont內核和22nm工藝的Avaton核心Atom處理器。性能更高一點的還有基于主流的Core微架構、低能耗的Xeon E3系列服務器芯片。前者在輕量級應用運算中有優(yōu)勢，后者則在增強計算的應用中表現更好。由于x86架構已經用于服務器多年，因此在集成和應用等方面不會有太多障礙。

AMD方面針對微服務器則推出了基于APU的產品，它的官方型號為Opteron X2150，代號為“Kyoto”（京都）， TDP為11W～22W。Kyoto處理器的CPU部分是4個“美洲虎”內核，其性能與英特爾的下一代Silvermont架構Atom在伯仲之間，運行頻率最高可達1.9GHz。它的GPU部分則為128個Radeon HD 8000流處理器，運行頻率最高可到600MHz。此外，Opteron X2150還有一個屏蔽GPU的CPU版本X1150。AMD方面聲稱，Kyoto是“密度最高、能效最好”的小核心x86服務器產品。與英特爾的產品Atom S1200相比，Opteron X2150在規(guī)格和性能上都顯得更強。

在Kyoto處理器之后，APU將會向更高性能的服務器處理器市場進軍。2014年，AMD將會發(fā)布“Berlin”（柏林）處理器，它擁有4個“壓路機”CPU內核，GPU部分則是基于HSA異構計算架構的Radeon流處理器（可能基于下一代顯示核心火山島）。Berlin處理器能夠支持CPU和GPU的統(tǒng)一內存編址和訪問，可實現更高的性能，它預計將取代目前的Opteron X3300系列處理器。

移動/桌面APU任重道遠

平板電腦和能夠觸控操作的混合型筆記本電腦——“變形本”的處理器也是AMD試圖重點發(fā)展的領域，但目前在這一領域的x86處理器中，英特爾旗下的低功耗版Core和Atom處理器占據著相當大的優(yōu)勢。不過，AMD巧妙地瞄準了Core和Atom之間的市場，推出了相應的APU產品。

2013年5月，AMD發(fā)布了Kabini與Temash兩款APU，它們是“山貓”處理器的改進款，都基于最新的“美洲虎”CPU內核，但搭載的GCN GPU運行頻率有所區(qū)別。前者的定位是“主流經典APU平臺”，瞄準入門級筆記本/混合本電腦市場。后者的定位是“至尊移動APU平臺”，面向13英寸以下的入門筆記本、混合本和平板電腦市場。當然，二者主要強調的特點都是卓越的圖形性能：Kabini的圖形性能號稱“同類產品最佳”；而Temash則宣稱圖形性能為“競品的5倍”，能夠讓平板電腦運行PC游戲。不過，盡管廠商對這兩款產品反響較為熱烈，但它們能否成功也要看市場的反應——畢竟大部分用戶在這類平臺上只會運行“憤怒的小鳥”或是“植物大戰(zhàn)僵尸”之類的通用游戲，而非3D游戲大作。此外，英特爾下一代Atom 處理器——Bay Trail在1.46GHz下的性能已經超過上一代產品50%，如果運行在2.4GHz的高頻下，達到或接近Kabini，超過Temash的性能也并非不可能。另外它的TDP將會低于5W，而A6-1450（Temash）和A5-5000（Kabini）的 TDP分別為8W和15W。

更為高端的APU“Richland”則面向主流筆記本電腦和桌面PC平臺，它的對手是英特爾引以為傲的Core處理器。盡管AMD稱之為“高性能至尊APU”，但它的架構和前一代Trinity處理器基本一樣，僅僅是一個改進版本。面對目前的Ivy Bridge處理器，Richland在CPU性能測試上沒有優(yōu)勢，但在支持APU加速的測試項目中，Richland大部分時間的表現都要好于前者。到2014年年初，AMD還將推出全新的Kaveri APU來取代Richland，它采用了全新的“壓路機”內核，CPU部分的性能將會有顯著提高，而GPU部分則將會采用GCN架構，擁有多達512個流處理器并支持異構化計算技術hUMA（heterogeneous Uniform Memory Access，異構統(tǒng)一尋址）。

盡管APU取得了相當顯著的進步，但在完全實現異構計算之前，在高性能處理器領域單憑“壓路機”內核是無法挑戰(zhàn)英特爾的。此外，英特爾的GPU技術也在不斷取得顯著進步，比如Haswell的高端GPU將自帶緩存以進一步提升性能。不過，目前在GPU和CPU的融合過程中，AMD占據先機和GPU性能之利，而英特爾則握有架構和工藝兩大法寶，二者未來的競爭的確頗具看點。

APU： AMD復興的關鍵

AMD收購ATI之初，雄心勃勃地宣布了著名的“Fusion”計劃，試圖將CPU和GPU兩種內核完美整合在一起。盡管后來“Fusion”的內容不斷與時俱進，但此類異構化計算處理器無疑已經成為AMD的重要目標。2011年，AMD召開了首屆融合開發(fā)者大會（后改名為APU開發(fā)者大會），并推出了第一代APU Llano處理器，在2012年的APU開發(fā)者大會上，AMD又成立了HSA基金會，與多家重量級廠商共同推動HSA異構化計算。AMD認為，CPU和GPU的融合將分為4步進行：第一步是物理整合，將CPU和GPU集成在同一塊硅芯片上，并利用高帶寬的內部總線通訊，集成高性能的內存控制器，借助開放的軟件系統(tǒng)促成異構計算。第二步是優(yōu)化平臺，CPU和GPU之間的互連接口進一步增強，并且統(tǒng)一進行雙向電源管理，GPU也支持高級編程語言。第三步是架構整合，實現統(tǒng)一的CPU/GPU尋址空間、GPU使用可分頁系統(tǒng)內存、GPU硬件可調度、CPU/GPU內存協(xié)同一致。第四步是架構和系統(tǒng)整合，主要特點包括GPU計算環(huán)境切換、GPU圖形優(yōu)先計算、獨立顯示卡的PCI-E協(xié)同、任務并行運行實時整合等等。目前，AMD的APU發(fā)展已經歷經兩步半：第一代的Llano處理器完成了片上融合，第二代的Trinity處理器和剛剛推出的 Richland處理器則實現了AMD提出的“平臺優(yōu)化”目標。用于索尼PS4處理器的APU則部分實現了第三步。

hUMA：統(tǒng)一運算的基石

GPU的浮點運算能力究竟有多強大？2002年時，頻率最高的Pentium 4（Northwood）處理器浮點運算處理能力為12.24GFlops，同時代的Radeon 9700Pro則為31.2GFlops，二者相差不到3倍。而到了2012年， Core i7-3970X浮點運算能力增加到了336GFlops，但此時Radeon HD 7970 GHz Edition的浮點運算能力已經達到4.3TFlops，是前者的十幾倍。如此強大的計算能力，僅僅用于游戲無疑是很大的浪費，讓GPU和CPU一起工作該有多好?。?/p>

盡管讓CPU和GPU共同工作的想法很美好，但具體實現依然需要巨大的努力，其中最重要的就是要實現CPU和GPU統(tǒng)一內存尋址，而非CPU和GPU各干各的。為了解決這一問題，AMD在2012年成立了HAS基金會，與高通、ARM等公司一起尋求解決方案。2013年，AMD正式宣布了“hUMA”技術，為APU的進化鋪平了道路。

根據AMD方面的技術文檔，hUMA的主要特性包括：

（1）雙向一致性內存（Bi-Directional Coherent Memory），不論是GPU還是CPU對內存中的數據做過什么改變，另外一方總是能立即“看到”更改后的數據。

（2）可調頁內存（Pageable Memory），GPU可以處理頁面錯誤，不受頁面鎖定內存的限制。

（3）完整內存空間（Entire Memory Spac），整個內存空間可以被GPU和CPU動態(tài)分配。

AMD聲稱，hUMA可以簡化編程難度并降低編程開發(fā)的成本。它支持主流的編程語言如Python、C++及Java等，開發(fā)者無需專用API即可簡化特殊架構的開發(fā)工作。同時，由于 CPU和GPU的代碼可以互通，APU的能效也進一步提高了。目前，hUMA技術已經在索尼PS4和微軟XBOX One的處理器中投入應用，而在2013年年底推出的 Kaveri將是首款支持這一技術的APU。

4線出擊挽頹勢

在宣布轉型之后，AMD迅速確定了自己的4大發(fā)展方向，也就是按需設計的嵌入處理器、服務器處理器、基于游戲的圖形硬件和針對移動設備的處理器，盡管它不會放棄PC業(yè)務，但在未來的芯片布局中，PC部分將會越來越少。當然，在這4個發(fā)展方向中也不乏對手的強力競爭。

發(fā)展嵌入式處理器

受限于產能，AMD在出售自己的芯片工廠之后，已經完全從芯片制造公司轉化為芯片設計公司。按需設計芯片則是AMD最新的業(yè)務之一，AMD為此成立了半定制部門，下一代游戲機處理器就是他們的杰作。除了此類芯片之外，各類車載芯片、工業(yè)控制芯片等特殊用途的嵌入式處理器也是AMD關注的對象，并且與多家廠商展開了合作。兩年多前，海爾的智能數字電視就已經開始采用AMD的嵌入式APU。

目前在AMD的官方網站上，嵌入式處理器已經擁有豐富的種類。比如在圖形和數字應用方面，AMD能夠提供的嵌入式處理器就包括R系列APU、G系列APU和Radeon E系列獨立嵌入式GPU。AMD還為這些產品提供開發(fā)板、開發(fā)軟件包和開發(fā)人員支持等內容。當然，Athlon、Opteron等處理器以及相應的芯片組也屬于嵌入式處理器之列。在AMD官方網站上列出的嵌入式處理器的諸多用途中，AMD著重談及了圖形圖像方面的應用，包括工業(yè)監(jiān)控、數字游戲和數字標牌、機頂盒、通信和基礎設施等等，這也和AMD的傳統(tǒng)強項有著很大的關系。

兼顧ARM和x86平臺

在服務器處理器領域AMD已經浸淫多年，也有不少經典的產品。但傳統(tǒng)的服務器處理器市場增長有限，“小核心”處理器則正處在高速發(fā)展時期，ARM陣營，AMD和英特爾都瞄準了這一領域?？雌饋恚瑑赡昵癆MD在困難的情況下依然斥巨資收購服務器企業(yè)SeaMicro已經為今天的機遇和挑戰(zhàn)做了充分的準備。

AMD方面認為，APU能夠滿足此類處理器的需求。從前文所述的“京都”和“柏林”兩款處理器的規(guī)格來看，它們在這一領域有足夠的競爭力。除了推出x86架構的服務器APU之外，AMD還與ARM在服務器領域展開了深入合作。2013年6月AMD公布的服務器路線圖顯示，它將在2014年推出新款采用ARM內核的處理器以取代Opteron X2150/1150。新處理器的代號為“Seattle（西雅圖）”，它基于ARM的64位內核Cortex A57設計，擁有8～16個ARM內核，運行頻率超過2GHz。它能夠支持最大128GB內存，并且支持AMD的“Freedom Fabric”技術，可將多個處理器組合成簇，令它們能夠更有效率地運行。在未來AMD的藍圖上，將是x86 APU主打中端、ARM主打低端的格局，它們將對 Atom形成圍剿之勢，同時也力爭排除其他使用ARM架構的潛在競爭對手。

布局平板和混合本

毫無疑問，APU在平板電腦和混合本領域有著相當大的發(fā)展?jié)摿?，但AMD的高層也不止一次表示AMD目前尚不準備進軍手機處理器領域。一方面如AMD所說，手機芯片利潤微薄，如果不能形成規(guī)模只有虧損的份兒；但另一方面，無論是x86架構還是ARM架構，AMD都無法在短時間內拿出合格的手機用處理器，在平板電腦平臺上，AMD的第三代APU Temash已經可以交出一份相當不錯的答卷，但距離令人滿意還有相當一段距離，特別是續(xù)航時間和發(fā)熱等參數。當然，這也和廠商的設計理念有關，比如采用Temash處理器A4-1200的技嘉S10A平板電腦居然配有500GB機械硬盤和VGA接口，無論在厚度還是續(xù)航能力上都因此而有了較大的犧牲。

在混合型/輕薄型筆記本電腦平臺上，APU可望有所作為，但它也面臨著超低電壓版Core i3處理器和新一代Atom處理器Bay Trial的強勁打壓。前者的CPU架構遠遠優(yōu)于目前移動APU所能達到的水平，而且核芯顯卡的進步也相當顯著。2013年5月，英特爾破天荒地提前首發(fā)了超低電壓版的Haswell處理器，它的TDP也只有15W，功耗水平與Kabini幾乎處在同一水平線上；新一代Atom則在待機時間等指標上表現優(yōu)異且有著不錯的性能。如果讓超低電壓版Core i3處理器始終把持著利潤豐厚的高端市場，那么APU在低端市場上表現再優(yōu)秀也很難達到AMD的期望?；蛟SAMD下一代移動APU“Mullins”（Temash的后續(xù)產品）和“Beema”（Kabini的后續(xù)產品）在實現HSA之后，能夠有更加出色的表現。

游戲圖形力爭上游

AMD方面在PC游戲圖形市場中已經有著相當不錯的表現，它的“中等核心”策略相當靈活，和老冤家英偉達的大核心各擅勝場。2013年10月，AMD將會發(fā)布下一代GPU“Volcano Island”（火山島），其中的旗艦型號為“Hawaii（夏威夷）”，它將采用GCN 2.0架構，目前Hawaii GPU的具體參數尚不得而知，但比較靠譜的推斷是它的性能將與GeForce GTX 780類似，略低于GeForce GTX Titan，但雙核心交火的戰(zhàn)績將會超出GeForce GTX Titan。

盡管經典的N/A顯示卡大戰(zhàn)已經延續(xù)了10年之久，但中高端獨立GPU的市場份額卻在日益縮小，留給英偉達和AMD的發(fā)揮空間也越來越小。令人恐怖的性能和同樣令人恐怖的發(fā)熱量以及高昂的售價，使得中端獨立GPU如同白堊紀的霸王龍。盡管在有限的時間內，獨立GPU依然會存在，但它們也需要其他出路。英偉達目前在通用計算領域取得了不錯的成績，而AMD在這方面的表現卻不如人意。

在移動圖形方面，AMD可以期待更大突破。它采取了半定制的策略并得到3大游戲機廠商的支持。在取得ARM的授權之后，AMD也可以和其他廠商一起合作設計手機和掌上游戲機的處理器，而它的老對手英偉達則放開了Kapler架構的授權。當然，在這一領域，Imagination的Power VR和高通的Adreno還占據著相當大的優(yōu)勢。

制造工藝短板有望解決

多年來AMD屢落下風的一個重要因素就是半導體制造工藝。在出售芯片廠之后，AMD更和其他競爭者一樣，面臨著這一挑戰(zhàn)。目前在半導體業(yè)界，英特爾、三星和臺積電是公認的3大巨頭。而其中的佼佼者則是英特爾，它的工藝領先其它競爭對手2～4年，由此帶來的能耗紅利是相當可觀的。反觀AMD的“本家”GlobalFoundries卻離先進水平越來越遠，除了在32nm SOI工藝中消耗了大量時間外，還要面臨著SOI工藝向Bulk工藝（28nm）轉換的挑戰(zhàn)。目前一些人士認為，GlobalFoundries的28nm工藝產能將首先分配給PS4和Xbox One的定制處理器，然后才會輪到Kaveri，這將導致Kaveri的大規(guī)模上市會推遲到2014年2月，而低功耗APU Kabini和Temash則已經在早些時候直接交給臺積電來代工。

當然，即使是臺積電的28nm工藝也不足以挑戰(zhàn)英特爾已經成熟的22nm 3D晶體管工藝，更不用說即將到來的14nm工藝。而臺積電的20nm工藝將于2013年下半年到2014年投產，到2015年（如果順利的話）將進一步提升到16nm。屆時臺積電與英特爾的工藝差距將縮短到1年左右，AMD或許可以期望 APU能夠有更好的表現。此外，近來GlobalFoundries又連連釋放出20nm和14nm工藝進展順利的利好消息，如果屬實的話，AMD在制造工藝上的短板也有望得到解決。

AMD迎來復興曙光

毋庸置疑，過去數年AMD幾乎都在困境中度過，但如今它似乎迎來了復興的曙光。AMD手中的王牌就是經過多年研發(fā)的APU，它在移動設備、嵌入式設備和服務器等領域有相當廣闊的發(fā)展前景，而且很可能會改變某些游戲規(guī)則。但是競爭對手依然強大，制程問題也如同達摩克利斯之劍一樣懸在AMD頭上。未來將會發(fā)生什么的確很難預測。