摩爾定律再迷思：Intel的繁榮還是困境？

當(dāng)然，這是完全錯誤的。

Intel還暗示，在此期間，他們可能會讓一些產(chǎn)品組使用外部(非Intel)晶圓廠為他們生產(chǎn)芯片。這讓Intel正走向衰敗的想法變得更加根深蒂固。

有人可能(錯誤地)得出結(jié)論：Intel不僅在技術(shù)上落后了4年，而且他們還在舉旗投降—;—;讓臺積電或三星等競爭對手為其生產(chǎn)芯片。

當(dāng)然，這也是錯誤的。

Intel自成立以來，就與摩爾定律密不可分，畢竟戈登·摩爾是這家公司的創(chuàng)始人之一，而且在半導(dǎo)體的整個現(xiàn)代發(fā)展史上，Intel在“將更多的元件塞入集成電路”中保持著明顯的領(lǐng)先地位。幾十年來，Intel作為一家科技公司，在領(lǐng)導(dǎo)芯片制造發(fā)展和超越摩爾定律方面做了無數(shù)工作。

Intel建立了一個PC處理器的帝國，后來接管并主導(dǎo)了數(shù)據(jù)中心處理領(lǐng)域。數(shù)據(jù)中心的主導(dǎo)地位很可能既代表著未來的機(jī)遇，也可能代表著Intel的挑戰(zhàn)。

Intel的至強(qiáng)處理器系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心擁有絕對領(lǐng)先的市場份額，因此增長空間很小，甚至沒有增長空間，所以需要市場自身的增長來抵消PC市場的長期下滑。他們需要繼續(xù)捍衛(wèi)自己的統(tǒng)治地位，來對抗越來越多有能力的競爭對手。

就數(shù)據(jù)中心市場的增長而言，Intel前景看好。隨著云服務(wù)、人工智能訓(xùn)練和推理的加速，隨著數(shù)據(jù)驅(qū)動應(yīng)用的爆炸式增長，數(shù)據(jù)中心擴(kuò)張的驅(qū)動力是非常豐富、非常給力的。

如果Intel能夠保持其統(tǒng)治地位的市場份額，將迎來巨大的增長浪潮。即使他們的市場份額下滑了幾個點(diǎn)，但也會在全球數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)展和升級中迎接未來二十年的發(fā)展機(jī)遇，從而輕松獲得盈利。這種機(jī)會已經(jīng)體現(xiàn)在了Intel的利潤中，即“以數(shù)據(jù)為中心”的業(yè)務(wù)同比增長了34%。

但是，要在目前的數(shù)據(jù)中心保持市場份額，所涉及的不僅僅是簡單地使至強(qiáng)處理器比最新的AMD芯片快幾個FLOPS。事實(shí)上，擁有一個稍微快一點(diǎn)的處理器，多幾個核心，或者稍微高一點(diǎn)的電源效率，已經(jīng)從數(shù)據(jù)中心的核心技術(shù)問題變成了幾乎無關(guān)緊要的問題。

下一代數(shù)據(jù)中心將不會受到至強(qiáng)等傳統(tǒng)馮·諾依曼處理器的性能驅(qū)動。它將基于CPU、GPU、FPGA、AI加速器等各種類型專用芯片的異構(gòu)架構(gòu)，來處理更大規(guī)模也更為復(fù)雜的數(shù)據(jù)計(jì)算。

從歷史發(fā)展來看，Intel從三個維度建立了保障其數(shù)據(jù)中心領(lǐng)導(dǎo)地位的屏障。

第一個是在“市場營銷”方面的保障，這一點(diǎn)基本上可以歸結(jié)為“沒有人會因?yàn)橘徺IIntel而被解雇。”如果你在運(yùn)營一個數(shù)據(jù)中心，而你購買的系統(tǒng)當(dāng)中有90%都是Intel的數(shù)據(jù)中心，那么你的職業(yè)生涯就真的沒有任何大風(fēng)險(xiǎn)。

第二種防御是x86指令集架構(gòu)，幾十年來它一直是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也是大多數(shù)軟件編譯器的默認(rèn)目標(biāo)，這使得大多數(shù)舊軟件都可在x86的環(huán)境下持續(xù)兼容運(yùn)行。離開x86范圍，比如ARM，你總會遇到一個大問題：你要確認(rèn)是否所有的軟件都能正常工作。

第三點(diǎn)則是他們在芯片制造上的領(lǐng)導(dǎo)地位。Intel的芯片通常比競爭對手略勝一籌，僅僅是因?yàn)樗鼈儾捎昧烁冗M(jìn)的半導(dǎo)體工藝制造。

但現(xiàn)在，Intel所建立起來的優(yōu)勢屏障正在被逐漸瓦解。

獨(dú)立于指令集架構(gòu)的計(jì)算的興起，以及數(shù)據(jù)中心對異構(gòu)計(jì)算需求的巨大增加，減少了對x86軟件環(huán)境的依賴。

Intel自身也在通過oneAPI計(jì)劃擁抱異構(gòu)架構(gòu)，為x86防御系統(tǒng)的消亡而做出打算，oneAPI允許軟件開發(fā)并可將其輕松地定位到各種混合計(jì)算架構(gòu)中。

當(dāng)涉及到指令集時(shí)，虛擬機(jī)和容器以及其他如今流行的主流技術(shù)的普及已基本拉平了競爭環(huán)境。而且，由于下一代數(shù)據(jù)中心的異構(gòu)性質(zhì)，跨越多個體系結(jié)構(gòu)和指令集架構(gòu)的工作負(fù)載的復(fù)雜重定向是基本要求。在新的數(shù)據(jù)中心中，x86不再像以前那樣代表“鎖定”，這種趨勢只會在未來繼續(xù)下去。

就制造和工藝技術(shù)優(yōu)勢而言，摩爾定律已經(jīng)走向了終結(jié)，任何一家依賴于率先生產(chǎn)一種新的、更密集的工藝的企業(yè)，都會逐漸發(fā)現(xiàn)這種優(yōu)勢正在減弱。

事實(shí)上，在最近幾代工藝制程中，集成更多晶體管所帶來的回報(bào)是遞減的，工藝技術(shù)的巨大進(jìn)步來自于FinFET晶體管等創(chuàng)新，以及其他和晶體管縮小的技術(shù)進(jìn)步。

正如我們在之前的文章中所討論的，7nm、10nm、5nm等術(shù)語都是虛假的。從目前來看，越來越多的收益已經(jīng)從提升制程轉(zhuǎn)向了更先進(jìn)的技術(shù)，比如封裝，而在這一領(lǐng)域，Intel具備無可比擬的技術(shù)優(yōu)勢，如嵌入式多晶片互連橋接技術(shù)（EMIB）以及Foveros 3D堆疊技術(shù)。

但是，在半導(dǎo)體技術(shù)的競爭中，Intel究竟處于什么樣的地位？確切地解釋這個問題有點(diǎn)困難。

從功耗、性能、面積的角度來看，Intel 10nm節(jié)點(diǎn)與臺積電7nm節(jié)點(diǎn)非常相似。如果Intel 7nm與臺積電剛剛投產(chǎn)的5nm相似，那么根據(jù)Intel最近宣布的7nm因良品率問題而推遲量產(chǎn)的消息來看，Intel比臺積電落后了幾個月到一年。

當(dāng)然，臺積電在數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)上并不是Intel的直接競爭對手，但他們?yōu)锳MD生產(chǎn)芯片，后者是Intel在數(shù)據(jù)中心傳統(tǒng)的主要競爭對手。

Intel似乎是未雨綢繆，宣布他們可能依賴于其他晶圓廠—;—;當(dāng)然，這種外包制造對于Intel來說實(shí)際上不是新鮮事，因?yàn)榕_積電一直在生產(chǎn)Intel的FPGA等產(chǎn)品，比如Arria已經(jīng)使用了好幾年。

這意味著，即使Intel的芯片工廠遇到了新的和未預(yù)料到的問題，他們?nèi)匀豢梢允褂肁MD所用的相同技術(shù)來生產(chǎn)芯片。

在數(shù)據(jù)中心的競爭中，AMD表示，他們預(yù)計(jì)將在2022年底前推出采用臺積電5nm工藝的“Genoa”(熱那亞)處理器。Intel則表示，他們的7nm CPU要到“2022年底或2023年初”才能上市。

因此，從單純的工藝節(jié)點(diǎn)角度，或者CPU角度來看，他們兩者之間的時(shí)間表可能會非常接近。與此同時(shí)，Intel也正在交付其10nm Xeon處理器，所以這兩家公司在未來幾年的處理器性能可能接近相同。

通過與臺積電(或三星)達(dá)成CPU生產(chǎn)協(xié)議，Intel對沖了他們的風(fēng)險(xiǎn)。未來，無論是臺積電還是三星在更先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)中取得勝利，Intel都可以選擇更具優(yōu)勢的晶圓廠來制造他們的CPU。

但是，正如我們在上面指出的，對于數(shù)據(jù)中心和一般計(jì)算來說，先進(jìn)工藝為處理器帶來的性能提升只是整個領(lǐng)域的一個縮影。總而言之，這不再是納米的問題了。

未來在數(shù)據(jù)中心取勝的服務(wù)器將是那些具有支持針對不同工作負(fù)載的異構(gòu)架構(gòu)服務(wù)器，它們將大量內(nèi)存資源放在本地，并在為這些處于云邊端的芯片提供高帶寬。

在那個世界里，封裝技術(shù)、芯片架構(gòu)、GPU、FPGA等加速器、專用的人工智能引擎、先進(jìn)的內(nèi)存和存儲技術(shù)以及整個計(jì)算系統(tǒng)的架構(gòu)將成為驅(qū)動性能的主要因素，而這種性能提升將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過由先進(jìn)制程所帶來的進(jìn)步。

Intel清楚地認(rèn)識到這一點(diǎn)，并采取了更全面的方法來保護(hù)其在數(shù)據(jù)中心的地位，還大量收購了AI和FPGA相關(guān)的公司和技術(shù)，開發(fā)Optane傲騰非易失性存儲器，開發(fā)了用于嵌入式高密度互連異構(gòu)芯片的嵌入式多芯片互連橋（EMIB），推出了用于3D芯片堆疊的Foveros技術(shù)，以及開展oneAPI計(jì)劃。Intel這一系列基于非納米技術(shù)的布局，令人印象深刻。

未來幾年，Intel在數(shù)據(jù)中心的市場份額還會下降嗎？這幾乎是可以肯定的。當(dāng)你在一個有價(jià)值且不斷增長的市場上占有絕對的市場份額時(shí)，你真的別無選擇。對競爭對手來說，想辦法擠入市場、分一杯羹的動機(jī)太強(qiáng)烈了。

Intel的數(shù)據(jù)中心收入會繼續(xù)快速增長嗎？同樣，這幾乎也是可以肯定的。即使Intel的市場份額縮水，但整體市場仍將以驚人的速度保持增長，在這個過程當(dāng)中，最大的增長將會發(fā)生在市場份額最大的公司的身上—;—;這很可能就是Intel。

其中，最值得關(guān)注的是數(shù)據(jù)中心架構(gòu)變化所帶來的影響。這里有兩種對立的力量在起作用。首先，大量新架構(gòu)的出現(xiàn)為眾多新玩家打開了市場的大門，開發(fā)各種人工智能加速器的初創(chuàng)公司的數(shù)量猛增就可以證明這一點(diǎn)。而且，為了適應(yīng)這些新的處理器而開放的架構(gòu)將消除過去幾十年的技術(shù)“鎖定”。

數(shù)據(jù)中心最大的七個客戶與其他用戶之間的差別，也是一件值得關(guān)注的事。對數(shù)據(jù)中心需求量最大的七個企業(yè)是Facebook、Google、微軟、亞馬遜、百度、阿里巴巴、騰訊。

這些公司擁有充足的資金，從經(jīng)濟(jì)上來說，它們幾乎可以做任何事情來獲得數(shù)據(jù)中心容量、吞吐量或效率方面的優(yōu)勢。他們有能力開發(fā)自己定制的芯片和處理器，創(chuàng)建自己的服務(wù)器平臺，并與前沿創(chuàng)業(yè)公司合作以獲得新技術(shù)。

數(shù)據(jù)中心市場的其他用戶則正好相反。他們希望用最標(biāo)準(zhǔn)化、可互換、支持良好的平臺來構(gòu)建數(shù)據(jù)中心，并希望每五年左右進(jìn)行一次更新。因此，即使是其中一家初創(chuàng)公司接到了7巨頭的訂單，這也并不意味著他們將占領(lǐng)更大的數(shù)據(jù)中心市場份額。

在未來的數(shù)據(jù)中心市場中，任何擁有和控制在分散異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)上運(yùn)行應(yīng)用程序的硬件和軟件架構(gòu)的公司，以及可以在標(biāo)準(zhǔn)化的、可互換的、支持良好的平臺上進(jìn)行交付的企業(yè)，都將擁有巨大的影響力。

至于誰將推動行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，誰將擁有關(guān)鍵非摩爾技術(shù)的制造，例如在存儲器與這些尚未定義的異構(gòu)計(jì)算之間遷移數(shù)據(jù)所需的高級封裝/小芯片生態(tài)系統(tǒng)，我們還沒有明確的方向，但很明顯，Intel正試圖在大批用戶到來之前占領(lǐng)這一市場，并且他們不會毫無競爭力。這很值得業(yè)界去關(guān)注。