来源：半导体产业纵横

AMD通过专注于节能服务器芯片，成功挑战了英特尔在数据中心CPU领域的主导地位。

AMD计划通过推出更先进的CPU和加速器来进一步扩大其在数据中心的影响力。AMD对IT买家和数据中心客户的承诺是，在计算性能密度方面实现代际飞跃，并在能效方面取得相应的进步。

Chiplets是一个成功的策略？

AMD 最近在提供数据中心方面取得成功的关键，是其在服务器CPU上实施的高度模块化的方法。该公司没有设计和制造多个大型单片芯片，而是进一步发展多芯片技术。用AMD的话来说，就是使用更多小芯片使AMD既可以降低其设计工作量（它的工程资源和英特尔的工程资源相比，只有一小部分），又可以提高制造能力，尤其是在尖端芯片制造技术方面。

AMD 的方法与市场领导者英特尔大相径庭，后者目前领先的服务器产品（代号 Ice Lake）多达40个内核，并和所有其他功能（内存控制器、片内和片外系统互连）集成在一块硅片上。相比之下，AMD的主流服务器CPU最多包含9个芯片：其中8个是计算核心集群（每个8个核心）和一个连接到内存、其他CPU和外设的连接集线器。它的计算芯片比苹果iPhone中的系统芯片要小。

AMD 的设计选择有一些工程上的权衡，主要是封装成本，还有一些依赖于CPU内核之间快速、高度统一的数据共享的大量扩展应用程序（例如，数据库处理）的性能方面。然而，尽管在21世纪10年代初期，AMD 在服务器领域几乎没有市场份额，但通过专注于增长更快的横向扩展基础架构领域（主要是云计算和高性能计算），AMD 能够承受这些最初的不利影响。

AMD逐步领先

尽管英特尔多年来一直在努力为服务器CPU提供有意义的性能提升，但 AMD 与其芯片代工合作伙伴台积电一起在很多方面都取得了飞跃式进步，并且在大多数工作负载上都大幅领先。自 2017 年以来，根据行业标准能效基准 SPECpower_ssj2008数据，AMD 将其服务器芯片的性能密度提高了两倍，并将服务器级效率提高了 60%。相比之下，英特尔提高了约 40% 的性能，但效率却停滞不前。

AMD 的高核心数服务器CPU现在深受云计算和其他IT服务提供商，高性能计算机用户，以及拥有桌面虚拟化和事务处理等大型应用程序的企业的欢迎。

在2022 年底，AMD计划推出其第四代模块化CPU产品中的第一款（代号Genoa），该产品将在单个封装中集成多达12个计算芯片，最多96个内核。在2023年上半年，AMD计划发布一个专门针对云基础设施的型号（Bergamo），该产品有128个效率优化的内核，用于运行横向扩展的容器化工作负载。新一代产品更新了CPU的架构设计，并采用了台积电最新的制造技术。

尽管AMD尚未披露能源效率和性能密度的预期提升，但由于核心设计和新的制造技术的更新，这些新部件很可能会给这两个指标带来飞跃。Uptime Institute Intelligence估计，这些新芯片适用于各种可扩展工作负载，效率提高20%至40%，性能密度提高40%至80%。

不懈探索的AMD

除了在服务器CPU领域不断提高能效外，AMD还在探索研究光子技术。光子技术的发展是意料之中的，因为光子学是经典计算和量子计算系统的新兴技术领域之一，AMD在光子技术的布局也代表着其触达到了一个全新的领域。

AMD布局光子领域的信息来自最近公布的一项专利，在该专利中，AMD描述了一种系统，该系统允许基于光子学的通信系统直接连接到芯片。

光子学利用了光速，可以实现更快的信息传输速率并提高能源效率。AMD将光束直接连接到芯片上的举动将改善延迟，降低功耗，进而提高性能和可扩展性。

该专利描述了基于光子的输入和输出的芯片所需的制造步骤。这种芯片的制造必然与现如今的芯片制造技术不同，将在有机再分布层 (ORDL) 上集成光子芯片和硅芯片。

在这个有机层的顶部添加一个SoC，使其能够接收重新分配的光脉冲，这些光脉冲将数据输入和输出到芯片本身。SoC 计算这些数据并通过有机层本身将其传递给放置在其旁边的光子芯片。然后，该光子芯片将通过光纤电缆将数据传输到它需要去的任何地方。根据 AMD 的专利，这三个组件都可以分别在晶圆基板上制造，之后再被封装在一起。

 

在AMD的专利图上，105是SoC，110是光子芯片，120是连接的光缆，140为有机再分布层，145是将SoC和光子芯片连接到ORDL的微凸块；160为典型的BGA（球栅阵列），分层在衬底135上。

AMD 的专利表明，其正在寻找提高可扩展性的方法。近年来，随着越来越密集的晶体管带来的性能提升有所下降，而计算需求却只增不减，芯片设计人员不得不开始寻找其他的方法来提高性能，尤其是提高能效。

这些技术不太可能很快成为产品，但是技术有办法降低成本规模。虽然光子学和经典 SoC 的最初混合应用可能要在几年后才能实现，但这样的芯片设计场所对于在高性能计算 (HPC)环境中进一步扩展是必不可少的。

英特尔能赢回来吗？

英特尔不会停滞不前。通过部署其庞大的工程资源，英特尔正在努力制定加速技术路线图，以期在2024年之前缩小与AMD芯片的差距，并重新确立自己在服务器计算技术的领导者的地位。

与此同时，AMD至少在未来两到三年内仍将是IT能源效率和性能密度的领头羊，并将因此获得丰厚的回报。然而，在这场CPU厂商之间的新一轮竞争中，最大的赢家将是数据中心客户。