CPU/GPU 集體發力:AMD 要逆襲 Intel、NV

08-26

那條打不倒的紅色巨龍又回來瞭!AMD 從成立至今近 50 餘載,一直在與老冤傢 Intel 鬥爭,在 2006 年收購 ATi 後,AMD 又開始瞭與 NVIDIA 的漫長鬥爭,其不得不在 CPU 和 GPU 兩條線上分別與不同的強敵競爭,並且這無形中拉近瞭 Intel 和 NVIDIA 的關系,AMD 卻不得不在兩條線上疲於奔命。其結果就是對研發資源和市場資源都不占優的 AMD 來說,CPU 在今年之前一敗塗地,GPU 也是被 NVIDIA 壓著打。

令人欣喜的是,隨著 AMD 現任掌門人 Dr. Lisa Su 於 2015 年出任 AMD CEO,AMD 重構瞭產品策略,其不再把 PC 當成唯一的出入,嵌入式、半定制業務成瞭 AMD 最成功也是最賺錢的業務,彌補瞭 CPU 和 GPU 業務上的虧損。

2015 年 9 月,AMD 新成立的 Radeon Technologies Group 著手開發更有競爭力的 GPU 產品,這就是去年大火的 Polaris 傢族 GPU,這個能耗比優秀的 14nm 新產品成功幫助 AMD 的獨顯市場份額從 20% 提至 30%,AMD 的股價也隨之大漲。

轉眼到瞭 2017 年,AMD 終於在上半年放出瞭籌備多年,采用 Zen 架構的全新 Ryzen 系列 CPU 讓 AMD 重拾業界領導者的風范,在性能不輸甚至勝過 Intel 同級別酷睿的同時,價格低至腰斬,這讓 Intel 徹底亂瞭陣腳,以至於 Intel 剛剛發佈的八代酷睿處理器全部在價格未大漲的基礎上多加兩個核,通過 " 越級 " 的方式來提升產品競爭力

此後,AMD 又相繼發佈瞭 VEGA、EPYC、ThreadRipper 等極具競爭力的產品,真可謂是遍地開花。對 AMD 來說,2017 年是一個產品大年,他們想通過發佈不同的產品去占領不同價位的終端市場,因為 AMD 深知,沒有時間再拖延瞭,十年偃旗息鼓隻為今天的一步登天,這種志向可以從其 CPU 產品以龍命名,GPU 產品以星系命名看出。

為瞭讓公司的投資者對 AMD 持續抱有信心,Dr. Lisa Su 一改 AMD 以前的拖延問題,將研發團隊整合,按計劃接二連三地發佈 CPU 和 GPU 新品。此外,AMD 還發佈瞭覆蓋 2017 到 2020 的長期產品路線圖,以 CPU 為例,其計劃在 2017 年到 2020 年間發佈三代 Zen 架構處理器,這就意味著每一代處理器的研發上市周期僅為 15 個月。

就目前來看,AMD 的前景非常可觀,但仍有許多人持否定和觀望的態度,那麼 AMD 到底能否憑借這些新品重回巔峰?筆者從其 GPU 產品和市場現狀入手,去探討一下,現在是否是 AMD 逆襲的最好時機

Instinct:全面進軍深度學習領域

去年年末,AMD 發佈瞭采用 VEGA 架構的首款 GPU,它不是專業卡也不是遊戲卡,而是主打深度學習的加速卡,其名為 Radeon Instinct MI25,這也是 AMD 頭一次為加速卡單獨開辟一個系列。

Radeon Instinct 其實準確說來是一個完整的體系,底層基於新的硬件加速卡,結合 ROCm 開源軟件平臺 ( 支持 x86/ARM/Power 平臺並可導入 CUDA 應用 ) ,再輔以優化的機器學習和深度學習框架、應用,可廣泛服務於雲、大規模數據中心、金融服務、能源、自動駕駛等領域。Radeon Instinct 系列的誕生表明 AMD 也要緊跟時代潮流,全面進軍機器智能和人工智能的市場。

Radeon Instinct MI25 作為 Instinct 傢族的最強音,其性能也是對得起頭牌之名。在百度開源深度學習硬件基準 DeepBench GEMM 對比圖上我們可以看到,Radeon Instinct MI25 的性能高出 NVIDIA TITAN X Pascal 約 46%,由於當時 NVIDIA TITAN Xp 還沒有發佈,根據性能推測,MI25 還是要超過後者約 10% 的。

之所以能有這麼大的領先優勢,主要原因是 AMD 的 VEGA 架構加入瞭快速堆疊運算 ( Rapid Packed Math/RPM ) ,其可以在單個 FP32 ALU 內處理一對 FP16 浮點操作,如果兩個 FP16 操作彼此兼容的話,就可以打包到一起作為 FP32 進行處理,由此帶動峰值吞吐能力的翻倍。因此我們看到,MI25 的 FP16 高達 25 TFLOPS,達到瞭 FP32 的兩倍。

AMD 本以為勝券在握,可沒想到 NVIDIA 在今年 5 月便放出瞭更新更快的加速卡—— Tesla V100,這款加速卡不僅有著高達 15 TFLOPS 的史上最高單精度性能,還有著專為深度學習打造的 Tensor Core,其可提供 120 TFLOPS 的浮點張量運算性能,具體來說,在深度學習的推斷方面,相比於 Tesla P100 上的 FP16 操作,其可以實現最高 6 倍速的峰值 TFLOPS,這也就是說在深度學習能力上,V100 是有著壓倒性的優勢的。

此外,這兩個 GPU 都支持 16GB HBM2,但是 V100 能夠支持 900Gbps 的存儲帶寬,這幾乎是 MI25 的 484Gbps 存儲帶寬的 2 倍,更不用說 NVLink 帶來的性能加成瞭,而 MI25 同 V100 相比唯一的優勢就剩價格瞭。綜上所述,Instinct 的確為 AMD 開辟瞭一條順應時代的新出路,但同深耕 AI 和深度學習多年的 NVIDIA 相比,這隻能算是起步。

Pro:攀登專業卡的巔峰

Radeon Pro 顯卡系列的前身是 FirePro 系列,主要面向專業圖形工作站領域和加速計算領域,隨著 VEGA 架構的引入,AMD 將 FirePro 一分為二,加速計算由全新的 Instinct 負責,而專業圖形則更命名為 Radeon Pro,並將配色從標志性的紅色改為藍色。隨著 Polaris 系列核心的引入,性價比頗高的 Radeon Pro 讓 AMD 扳回瞭一些專業卡領域的市場份額。

今年 6 月,AMD 正式發佈瞭采用 VEGA 架構的首款專業卡—— Radeon Vega Frontier Edition,這款卡瞄準的用戶是科學傢,內容創造者和開發者,專門為那些先進設計、遊戲開發和深度學習算法而設計。 我們可以將該卡理解為 VEGA 的集大成者,其有著超越 MI25 的浮點運算性能,在 Gaming 模式下也兼具旗艦級顯卡的遊戲性能,在 Radeon Pro 模式下也有著超越 WX 9100 的專業圖形性能。

經過測試,Radeon Vega Frontier Edition 在 Maya 2014 測試中甚至可以領先 NVIDIA TITAN Xp 約 172%;在百度 DeepBench 深度學習神經網絡性能中,該卡相比於 NVIDIA Tesla P100 快最多 33%;其 SteamVR 跑分相比於上代雙芯 Radeon Pro Duo 也能高出 21%,因此其性能之強是毋庸置疑的。性能趕超對手頂級專業卡,價格卻便宜許多,這就給那些經費相對緊張的工作室和小型公司一個更經濟實惠的選擇。

除瞭 Radeon Vega Frontier Edition 這樣有著絕對性能的產品,Radeon Pro SSG 也是 AMD 一款不得不說的創意新品:Radeon Pro SSG 具有與 Radeon Pro WX 9100 相同的性能和特性,但它還能提供 2TB 顯存,讓用戶可以實時平滑地編輯原生 8K 視頻。Radeon Pro SSG 顯卡可以讓編輯們輕松播放、操作、拼接和後處理原始 8K 視頻內容,就像現今 4K 工作流程一樣,這代表瞭處理大數據集硬件上的基礎性變化。

總的來說,AMD 專業卡新品同對手相比還是非常有競爭力的,但我們要清楚的是,在目前的專業圖形領域,NVIDIA 已經拿走瞭 95% 以上的市場份額,形勢遠比遊戲卡嚴峻,AMD 的高端專業卡究竟會為奪回多少市場份額,還要看用戶和廠商的認可程度。

目前,AMD 在專業領域和戴爾、蘋果、Adobe 以及歐特克等行業領先者有著深度合作,所以在廠商認可方面是沒什麼問題的,就看市場部門如何推銷這些優秀的產品瞭,因此短期來看,AMD 在專業領域的前景還是相當光明的。

RX Vega:犧牲功耗換取勝利

本月中旬,AMD 正式發佈瞭玩傢期待已久的發燒級新卡—— Radeon RX Vega 64/56,至此,AMD 終於有瞭可以叫板 NVIDIA 的旗艦級產品。通過此前的首測我們可知,Radeon RX Vega 64/56 在性能方面是要勝過 GTX 1080/1070 的,但遺憾的是,這個勝利的代價是以犧牲功耗為前提取得的,尤其是 RX Vega 64,為瞭勝過 GTX 1080,TDP 創下瞭 AMD 單芯顯卡的歷史新高,水冷版竟然達到瞭 345W!

在這裡我就不說那些大傢都清楚的信息,我來從個人角度分析一下 RX Vega 64 的 TDP 為什麼這麼高。首先我們要清楚 RX Vega 64 必須完成的使命:後發制人,戰勝對手 GTX 1080。因為 RX Vega 64 本來就比對手晚瞭一年上市,性能上要勝過對手才能給業界一份滿意的答卷。

可事實是憑借超高的頻率和 boost 3.0 的加成,GTX 1080 儼然是一座難以翻越的大山,而 RX Vega 64 想要贏就隻能達到前所未有的高頻,然而 GTX 1080 隻是一個中等核心,RX Vega 64 卻是一個完整大核心,還有 HBM2 與核心緊貼在一起,高頻帶來的 TDP 激增效應後者遠比前者要嚴重,這就是為什麼後者的 TDP 達到瞭前者的 1.8 倍的原因。

那麼如果頻率不設定的這麼高呢?我曾經試過將頻率降低至 RX 580 水平,這時的實際滿載功耗會下降 100W,但同時性能也會下降 10%,這樣算去 RX Vega 64 和 GTX 1080 也就沒什麼區別瞭。看到這裡你一定會想,AMD 這麼做代價是不是太大瞭?在我看來,功耗問題的確是一個致命傷,但影響應該不會特別大,因為 RX Vega 64 根本就不是一款消費級產品,而是一款戰略級產品。

不知各位有沒有註意到,RX Vega 64 開售當天就被秒搶光,現在淘寶上各種加價出售,而截止到發稿時才又有瞭一定量的供貨。在京東商城,各品牌 RX Vega 64 的評論加起來才百餘條,這也就印證瞭瞭 RX Vega 64 出貨量極少的傳言,至於原因,就是大傢都知道的 HBM2 產能不足。因此,RX Vega 64 誕生的意義就是證明 AMD 的旗艦卡有著勝過 NVIDIA 旗艦卡的性能,而限量、高售價、信仰等因素更是加重瞭其 " 稀有 " 屬性,因此對於那些購買 RX Vega 64 的人來說,功耗真就不是一個很重要的問題

相比於 RX Vega 64,有著更優秀能耗比的 RX Vega 56 才是 AMD 銷售的重心,畢竟次旗艦的銷量一向要好於旗艦。雖然 RX Vega 56 的 TDP 依舊遠超對手 GTX 1070,但其性能也勝過 GTX 1070 許多,在未來可以預見的 " 雞血驅動 " 帶來性能提升後,該卡應該可以實現真正意義的完勝 GTX 1070。

但是你肯定會說,其價格比 GTX 1070 高 30% 呢,競爭力依舊不大啊。我個人覺得,從 AMD 對待 Ryzen 的策略看,不出多久其一定會為 RX Vega 56 降價,到時候價格上應該也不會有什麼太大差距。

要說 RX Vega 最大的弱點,那就是出現的太晚瞭,從去年年末一直拖到瞭現在才露面,如果去年亦或者今年年初發佈的話,其尚有機會跟 GTX 1080/1070 競爭高端市場,相比於功耗,性能顯然更重要,但是加快腳步的 NVIDIA 已經把 GTX 1080 Ti 都搬瞭出來,即便是 RX Vega 64 贏瞭 GTX 1080,還有 GTX 1080 Ti 穩坐性能巔峰。

就目前來看,AMD 根本沒有實力去翻越這座大山,因此對於玩傢來說,高端市場雖然有瞭新選擇,但頂級旗艦還是隻能選擇 NVIDIA 的產品。

高端產品是今年的重心

到目前為止,AMD 已經發佈瞭九款采用 Vega 架構的 GPU 產品,這還不包括蘋果使用的 Radeon Pro Vega 64/56,這些產品無一例外都有著頂尖的性能。AMD 希望借助這些橫跨三大領域的旗艦產品與老對手 NVIDIA 抗爭,讓客戶和行業意識到想要擁有強大的性能,還有性價比更高的選擇可以去考慮。

去年 AMD 在 GPU 方向上的戰略是搶占最有利可圖的主流及入門級圖形遊戲市場,並且獲得瞭不錯的成效,但由於旗艦產品的缺席,AMD 給人一種 " 隻能生產中低端產品 " 的錯覺,而今年連同 CPU 的大爆發,GPU 也開始瞭改變去年人們固有印象的工作,所以高端產品接二連三的出現是理所應當的。

虛擬貨幣得重新火熱是整個行業的一個意外驚喜,憑借 GCN 架構天生的優勢,AMD 的遊戲級顯卡產品非常受礦工們歡迎,也一度出現瞭 A 卡被瘋狂哄搶,乃至全球性缺貨的現象,即使到瞭現在,A 卡也依舊是市場上的緊俏貨,每次有貨都會在短時間內被迅速買空,亦或是被店傢瘋狂加價。就剛剛上架的 RX Vega 64 而言,相信有一大部分是被礦工買走的,畢竟其有著遠超 GTX 1080 Ti 的算力,用作挖礦還是非常有性價比的。

從多個層面看,AMD 似乎都在一點點挽回失地,Polaris 和 Vega 的出現讓 AMD 重獲生機,可見 Raja 領導下的 RTG 的確碩果頗豐。然而,NVIDIA 以絕對的技術實力和強有力的市場資源依舊保有著無可撼動的地位,AMD 想要翻越橫亙在他前面的 NVIDIA 這座大山無疑是非常有難度的,至於實現逆襲,還需要做出更多的努力,任重而道遠。

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