英特爾、AMD、輝達:晶片界50年三國演義史
※來源:華爾街見聞

在晶片界激烈的捉對廝殺中,英特爾、AMD、輝達這場三國大戲,已經延續了數十載。(圖:AFP)
在晶片界激烈的捉對廝殺中,英特爾、AMD、輝達這場三國大戲,已經延續了數十載。(圖:AFP)

晶片巨頭的戰場從來都不寂寞,在激烈的捉對廝殺中,英特爾、AMD、輝達這場三國大戲已經延續了數十載。

三國割據中,一度形成了 AMD 在 CPU 市場作為中下馬對戰英特爾的上馬、在 GPU 市場對輝達的上馬的田忌賽馬格局,但這種格局在最近五年發生了驚人的反轉,曾經的「老大」英特爾落寞、AMD 復興、GPU 之王輝達在 AI 新時代如魚得水。

這一點在股價和市值上反應得格外明顯。輝達短短數年即實現了十倍股的傳說,5 年漲了 16.4 倍,本年迄今(YTD)漲幅 36.1%,AMD 的五年漲幅(6.8 倍)稍顯遜色,但今年的表現就算放在所有科技股中也算一騎絕塵(177.6%),相對而言,老牌霸主英特爾 5 年漲幅僅 0.98 倍,YTD 甚至是 - 2.73% 的殖利率。

AMD 和輝達之所以在過去兩年半的表現驚艷世人,最重要的原因正是兩者抓住了大時代之匙。計算和圖像處理的能力使得這兩家公司在雲端運算和 AI 業務上獲得更高估值彈性,這是本輪兩家「顯卡」公司暴漲的最強推手。

正如亞馬遜抓住電商零售的時代之匙,沃爾瑪「沉淪」;阿里和騰訊抓住 IM 的時代之匙,百度「沉淪」。在 10 年以上的行業大機遇面前,AMD 和輝達的崛起,與英特爾的「沉淪」,正形成鮮明的高低錯位趨勢,並且很可能僅僅是剛剛開始。

輝達、英特爾、AMD 過去 5 年的股價走勢(Yahoo Finance)(深藍線 AMD;淺藍線英特爾;紫線輝達)

輝達、英特爾、AMD 年初至今(YTD)的股價走勢(Yahoo Finance)(深藍線 AMD;淺藍線英特爾;紫線輝達)

回到最初:1968-1985 英特爾登王座,AMD 穩坐第二把交椅

創立於 1968 年的英特爾(Intel)和創立於 1969 年的超威半導體(AMD),創始人同出仙童半導體公司一門。

英特爾的創始人包括「摩爾定律」的提出者戈登. 摩爾(Gordon Moore)、「集成電路之父」的羅伯特. 諾伊斯(Robert Noyce),而 AMD 的創始人是仙童的銷售高管傑里 · 桑德斯(Jerry Sanders)。

創始人的不同背景決定了前者重技術和研發(對資金和業內最牛人才天然比後者有號召力)、後者重市場營銷的不同基因。比起「5 分鐘就拉來 500 萬美元」風投的英特爾,花了「500 萬分鐘才拉來 5 萬美金」(桑德斯回憶稱)的 AMD 註定會趨利避害選擇追隨行業頭把交椅公司的技術步伐、老老實實做學習和複製者、靠低價和性價比來守住第二大供應商的位置。

CPU 時代:老大老二大打出手,新人輝達摸索成長之路

1)1985-1995 年 英特爾和 AMD 撕官司;輝達創立

英特爾 AMD 股價 1985-1995 (Yahoo Finance) (深藍線 AMD;淺藍線英特爾)

英特爾吃肉、「第二大供應商」AMD 抱大腿喝湯這個趨勢持續了 20 年,直到兩家陷入了 1987-1995 年的世紀訴訟大戰。

1982 年,為了拿下 IMB 的 PC 外包訂單,英特爾被迫和 AMD 合作、簽訂了 5 年技術合作協議授權 AMD 代工生產自己的 X86 系列處理器。然而英特爾很快發現,技術授權給「缺的就是技術」的 AMD 會威脅到自己的地位,於是在 1985 年單方面撕毀了技術合作協議。踢開 AMD 自己來做當時技術最領先的 386 處理器,而 AMD 剛推出自己的 AMD386 處理器。

此時的 AMD,可不是當年一窮二白有大腿抱就夠了的小弟了,IBM 的單子對英特爾和 AMD 都意味著賺到了重要的一桶金,至少是夠打官司的一桶金,於是 AMD 將英特爾告上法庭,兩大巨頭開始了長達 8 年的訴訟持久戰。

1995 年,AMD 雖然贏了官司,但被英特爾「惡意」拖過了 386 的技術時代。等到官司落定,AMD 可以合法銷售自己的 AMD386 系列時,英特爾早在 1993 年就已經推出了吊打 386 的 586 奔騰系列處理器了。

後起之秀輝達此時處在創立後的第 3 年,剛推出了第一款多媒體加速器 NV1。「小透明」輝達雖然也是晶片公司,但明確提出自己的願景是研發電子遊戲中 3D 圖像的專用晶片、致力於給玩家帶來更逼真的視覺體驗。

2) 1995-2005 官司打完了英特爾和 AMD 正面剛技術;輝達轉型 GPU

燒了千萬美元訴訟費、被英特爾的拖延戰術拖得「雖勝尤敗」的 AMD,在這場世紀官司之後,決心在研發上跟英特爾正面拼,不再在技術上如此被動地受制於人。

英特爾 AMD 股價 1995-2005 (Yahoo Finance)(深藍線 AMD;淺藍線英特爾)

於是,從 1997 年到 2005 年,半導體市場出現了 AMD 和英特爾拳(你)腳(追)相(我)向(趕)爾虞我詐的快速迭代現象。

  • 1997 年,英特爾偷雞不成蝕把米:為了打擊靠 Socket7 兼容插座來解決自身山寨處理器與英特爾平台不兼容問題的各大「蹭飯」競爭對手們(主要是 AMD),推出了不兼容的 Slot1 插座以及採用 Slot1 插座標準的奔騰 II;這一步「兵行險着」(強迫消費者換掉山寨主機板,否則無法升級 CPU 到奔騰 II),被 AMD「見招拆招」當成了搶市場市佔率的良機,趁勢推出基於 Socket7、比崩騰 II 便宜的 K6 架構。K6 的大賣為 AMD 提供了和英特爾正面懟的財政和市場基礎。
  • 1999 年,英特爾默默翻篇了不允許兼容的事,新插座標準 Socket370 兼容 Socket7, 且發布了最新的奔騰 III 處理器
  • 1999 年,AMD 盯着奔騰 III 打,推出了性能更強的速龍(Athlon)CPU,史上第一次在產品技術上超越英特爾
  • 2000 年 3 月,AMD 搶先發布了第一款 1GHz 的 CPU 速龍 1000
  • 2000 年底,英特爾上大招推出 1.4 和 1.5GHz 的奔騰 4。然而很快被消費者發現,奔騰 4 性價比不如 AMD 的速龍系列,還賊貴
  • 2003 年,AMD 發布速龍 64,英特爾繼續用更高主頻的 3.8GHz 的奔騰 4 應對
  • 2004 年,英特爾被迫開始開發對標速龍 64 的產品
  • 2005 年,英特爾搶發了雙核 CPU 奔騰 D,一周後,AMD 發布雙核速龍 64*2。吃瓜消費者發現速龍雙核繼續吊打奔騰雙核

3) 老大老二真刀真槍打得熱火朝天這幾年,輝達在爬坑的路上。

1996 年,摸索了 3 年後,年輕的輝達把重心轉到了圖形處理器上,之後開始了順風順水的 1996 年 - 2000 年,輝達在圖形處理器市場做得風生水起,遊戲整機廠紛紛下訂單。1999 年營收破 1.5 億美元且順利在那斯達克掛牌上市。圖形處理、3D 技術這個細分行業之中除了 ATI 再無敵手。

然而,凜冬說至就至。隨後的 2000-2003 三年,輝達一頭撞進了艱難歲月:

  • 未能如期如要求完成微軟的 Xbox 用圖形晶片訂單,微軟反水投向了輝達死對頭 ATI 的懷抱
  • 日後撐場子的旗艦產品 Geforce 系列此時不停爆出質量事故,多次自燃故障後,輝達 CEO 黃仁勛(Jason Huang)喜提「兩彈一勛」稱號
  • 至此,以在發布會上着皮夾克聞名的黃仁勛,一方面忍辱負重向微軟服軟認錯、爭取訂單,另一方面和英特爾達成了專利交叉許可協議

天平開始傾斜,英特爾碾壓 AMD;AMD 被迫雙線作戰 ; 輝達死磕高性能圖形產品

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三巨頭股價 2005-2014 年(Yahoo Finance)(深藍線 AMD;淺藍線英特爾;紫線輝達)

2005 年,英特爾的「鐘擺計劃」(Tick Tok)橫空出世。時年已經 76 歲的戈登. 摩爾,制定了英特爾處理器微架構和晶片製程更新的時間線(遵循「晶片上的晶體管每 24 個月翻一倍,即半導體行業的產品性能每兩年翻一倍」的摩爾定律)。

AMD 在 2003 年還一度有 OPTERON 服務器能夠在製程上超越英特爾,但鐘擺計劃一出,AMD 在技術上直接熄火,開啟了被英特爾壓製得死死的悲情十年:產品線、售價和品牌形象不得已持續下沉。

2010 年,因為 Bulldozer(「推土機」)架構的名字、以及 AMD 與農產品加工製造商商 ADM 的近似,已經被戲稱「農(民)企(業)」AMD 又衰又喪到了要靠手工磨掉顯卡的一角來解決散熱 bug 的地步。10 萬張上市時間本就已經拖延的 HD6970 顯卡被玩家謔稱「每張都是純手工定製」。這個讓全球玩家驚掉下巴的神操作一舉奠定了 AMD「農企」的悲情江湖稱號。

2011-2015 年,AMD 連續虧損瀕臨破產。

2006 年,AMD 做出買下 ATI(英偉達在 GPU 的死對頭)的戰略決策,開創了 CPU 整合 GPU 的新解決方案。然而,買下 ATI 意味著曾經的戰友 AMD 和輝達變成了對手,AMD 開始了在 CPU 線挑英特爾、在 GPU 線對壘英偉達(且還 ATI 消化不良)雙線作戰的苦日子。

而 AMD 不是唯一一個被夾擊的,輝達處境也一樣。2006-2012 年,輝達遭遇了 AMD 翻臉、英特爾停止專利交叉共享自己擼袖子進入 3D 圖形加速器領域、投入大量人力財力研發的 CUDA(通用並行計算平台)燒錢又沒有短期收益等「N 連擊」,股價一度從 37 美元跌到 6 美元

2012 年,隨著人工智慧、深度神經網路技術的突破發展,提供算力基礎設施的輝達總算熬到了鹹魚翻身的機會,基於 CUDA 架構的大規模並行運算晶片 Tesla 可謂為 AI 時代而生。黃仁勛在 CUDA 上的堅持開始產生回報。

AMD 天降奇蹟上演絕地反攻;英特爾的看家本領摩爾定律失效;輝達熬到了深度學習風口

眼看着要撲街的 AMD 在 2014 年迎來了新任 CEO Lisa Su,開始了絕地大反彈: 32251870615_a617570a3e_o.jpg

AMD 上一輪高潮是 2015 年到 2017 年初兩年七倍的高增長,接着的 2017 年其推出了在高性能處理器上直接對標英特爾、且價格更低廉的銳龍處理器和 EPYC 系列,硬生生從英特爾嘴裡搶回了部分 CPU 市場市佔率。

今年 7 月 AMD 發布了高端桌面 Threadripper 系列 CPU,試圖改變自己和低端產品劃等號的名聲,並直接衝擊英特爾壟斷的高端 CPU 處理器市場。當然,最重磅的是今年 AMD 公布了 7 納米的集成顯存,宣稱開始為客戶提供 7 納米 Radeon Vega 架構的 Radeon Instinct 樣片。

與 AMD 這一路絕地反彈相對應的是,英特爾的「鐘擺威懾」失效了。2014 年後,作為鐘擺計劃理論基礎的「摩爾定律」遭遇了元件晶體管的物理極限天花板。業內人士如英偉達 CEO 黃仁勛甚至宣稱「摩爾定律已死」。英特爾雖然死鴨子嘴硬不承認摩爾定律失效,但別說 7 納米,英特爾的 10 納米晶片已經跳票三年,一再拖延上市日期。

已經走到 7 納米的 AMD 則完全扭轉了被壓制局面,甚至相對英特爾有了一到兩年的製程優勢。

除了在服務器市場奮力追趕英特爾並獲得突破以外,AMD 在 GPU 市場的潛力和競爭力也一直被重點關注。儘管 2017 年在 GPU 產品領域進展緩慢,但是 7nm GPU 的發布意味著 AMD 將進入 AI 計算的超前領域,專注在人工智慧和深度學習的 Rdeon Vega GPU 晶片為 AMD 產品提供了多樣性,第一款 Radeon Instinct 加速器已經向首批客戶提供樣片,下半年開始出貨,根據 AMD 的描述,這款加速器是「世界上最快的訓練加速器」,針對大規模並行應用進行優化,滿足大型數據集機器智能和 HPC 級系統工作負載需求。數據也顯示,計算和圖像部門的營收是驅動 AMD 過去幾個季度持續高增長和毛利率改善的重要武器。

而熬到了自己時代的輝達,2012 年與 Google 的人工智慧團隊合作,建造了當時最大的人工神經網路,之後各深度學習團隊開始廣泛大批量使用輝達顯卡。2013 年,輝達與 IBM 在建立企業級數據中心達成合作。2017 年,輝達發布了面向 L5 完全無人駕駛開發平台 Pegasus。輝達股價自 2014 年至今翻了 9 倍多。

三巨頭股價 2012 - 至今(Yahoo Finance)(深藍線 AMD;淺藍線英特爾;紫線輝達)

輝達成長為 GPU 霸主;英特爾和 AMD 竟然為了應對輝達結盟

過去的 2 年半,輝達在高端 GPU、高性能計算 HPC 和數據中心等業務依然保持一騎絕塵,坊間也稱輝達是深度學習(海量數據和訓練集都需要高算力的 GPU 支撐)得以突破發展的三大元勛之一。

2014 年,輝達的收入為 41.3 億美元,而 2018 財年,這個數據是 97.1 億美元,這 2.35 倍的增長對應的輝達 GPU(含內置 GPU 的 CPU) 市場市佔率增長僅為 3.4%,可見輝達吃到嘴的是市場裡最肥的一塊肉。

目前,輝達主要兩塊業務是遊戲和數據中心。數據中心業務雖然目前體量只有遊戲業務的三分之一,但處在深度學習和雲端運算的大型風口上,後續發展潛力巨大。根據天風證券的測算,目前全球服務器用 GPU 市場,輝達占掉了 96% 的市佔率,而 AMD 愉快地占掉了剩下的 4%。

目前數據中心業務已經是英偉達第二大業務,從 17 年 2 季度開始保持每個季度 100%+ 的年增率增長。今年前 9 個月輝達數據中心收入已打 13.26 億美元,年增率增長 148%。

輝達和 AMD 對英偉達的牛氣沖天自然不會視而不見,「敵人的敵人就是朋友」,2017 年 11 月,英特爾甚至宣布和 AMD 結盟。為了打壓「共同的敵人」英偉達,英特爾和 AMD 撕了這麼多年竟然能做到聯手、將 AMD 的半定製圖形晶片集成到英特爾的某款 CPU 中,吃瓜群眾也是吃了一大驚。

可結盟的消息宣布沒幾天,英特爾挖走了 AMD 的核心技術負責人之一、圖形主管 Raja Koduri。剛結盟就插盟友一刀,這反轉打得吃瓜群眾猝不及防,只能感嘆三巨頭的世界真是波詭雲譎暗流洶湧。

田忌賽馬的過去 AI 大時代的未來

2014 年,知乎上關於英特爾、AMD、輝達有一個問題是這麼提的:「AMD 顯卡賣不過 NVIDIA,CPU 賣不過 Intel,為什麼還能生存到現在?」

有一條不起眼的回答是這樣:「因為農企(AMD)顯卡做得比英特爾好,CPU 做得比輝達好」。

這條狡黠又完美概述了彼時三巨頭生存現狀的答案竟然只有 89 個贊,真是英雄蒙塵。而 4 年後的現在,田忌賽馬的格局,正在發生變化。

根據專注於 GPU 市場的 JPR 諮詢的最新 GPU 市場(含內置 GPU 的 CPU)市佔率數據,2018 年 1 季度,AMD 的市場市佔率衝到了 4 年的高點 14.9%,可惜受數位貨幣市場轉寒冬的影響,這個數字 2 季度馬上回落到了 13%。目前看來,AMD 今年雖然在服務器、GPU、雲端運算全面往前追趕,但似乎把 2019 年重心調到了半定製和遊戲機市場(主要為微軟、索尼和任天堂供貨),而不是消費級圖形產品。

天風證券認為,在 GPU+CPU 市場萬年老二的 AMD「作為唯一擁有 GPU 和 x86 硅晶片技術的公司」,極有可能發揮 GPU+CPU 的協同效應、上移自己的產品線、重回高端市場。如果 AMD 這麼做,那麼田忌賽馬的三國格局或將再次改寫。

而沒有搭上數據中心這班車、自己技術的製程出現了停滯的英特爾,也沒有坐以待斃,採取了收購他山之石以為己用上的策略。據天風證券的統計,過去 5 年,英特爾旗下的 Intel Capital 是全球 AI 投資最激進的機構之一。人工智慧時代的重要細分領域,英特爾目前都有布局:FPGA 晶片巨頭 Altera、深度學習公司 Nervana、無人駕駛行業領導者 Mobileye、機器視覺晶片廠商 Movidius 都已經被英特爾收入囊中。

三國故事的新一季,我們拭目以待。


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