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威爾斯親王 | 2023-12-31 23:44:37

不久前的一天,在英特爾( 50.25 , -0.14 , -0.28% )位於美國俄勒岡州華盛頓縣希爾斯伯勒(Hillsboro)的瓊斯農場園區的一間開放會議室裡,基辛格(Pat Galsinger)拿出一片表面閃爍著藍、橘、紫矽金色反射光的晶片。

  「這是第五代至強處理器(CPU),」這位英特爾CEO告訴在場的媒體記者,這是該公司最新一款伺服器晶片,並且,它也是這家晶片公司AI戰略拼圖最重要的一塊。

  一直以來,CPU就是個人電腦(PC)以及支援網路背後伺服器的大腦,但隨著英偉達抓住人工智慧時代的機會,用於AI加速運算的GPU(圖形處理器)晶片逐步擴大市場份額,搶奪了英特爾的空間。此外,英特爾在晶片製程開發上陷入睏頓,也為曾經的跟隨者AMD( 147.41 , -1.35 , -0.91% )帶來契機。

  市佔率下降仍可奪回,技術領導下滑卻是個危險的訊號。過去數年,伺服器廠商和雲端運算公司還能對英特爾緩慢的創新力度保持敬意並給予理解,然而隨著時間的堆積,當其他晶片公司加快探索更加不同的創新產品時,客戶的耐心漸漸被消耗了。

  從1968年成立,歷經半個多世紀,期間波折起伏不斷,英特爾目前的狀態顯然並不美妙,整體市場承壓,業績連跌不休。對於英特爾當前的窘境,《經濟學人》曾如此評價,“它在技術和管理上走了歪路。”


  但一向自負的英特爾不承認失敗,這家晶片公司是如此亟需重整旗鼓,但調整節奏又是如此之難,「半導體業自始至終就是一個腳步快而又無情的行業,」台積電( 104 , -0.70 , -0.67% )創始人張忠謀曾在自傳中寫道,“一旦落後,再趕上就很困難。”

  但歷史給了這家公司應有的韌性,反擊的線索就隱藏在基辛格所在的俄勒岡希爾斯伯勒四座英特爾園區一幢幢灰白色辦公大樓。對外界來說,英特爾在這裡做的事情,大部分都還是個謎。

  俄勒岡位於美國西北部,是哥倫比亞河的流經地,同時被太平洋海岸山脈和落基山脈緊緊包圍,它南北毗鄰加利福尼亞和華盛頓州,是美國西部拓荒時代“俄勒岡小徑(Oregon Trail)”的終點。這裡林業資源豐富,夏季較短,溫暖、乾燥且天氣晴朗,而冬季則是戶外運動愛好者的理想( 37.43 , 0.60 , 1.63% )地點。

  希爾斯伯勒距離俄勒岡首府波特蘭不到一小時車程,交通便利,由於教育發達,錯落在希爾斯伯勒週邊的高科技產業園區繁榮程度與矽谷類似,被稱為“矽林” 。「比起陰晴不定的西雅圖,我更喜歡這裡。」一位曾在微軟( 376.04 , 0.76 , 0.20% )雲端運算部門工作的英特爾高層告訴《界面新聞記者》。

  英特爾是俄勒岡州最大的私企雇主,它在華盛頓縣希爾斯伯勒有超過2.2萬名員工,約佔英特爾全球員工的18%,這裡設有晶片製造、研究和營運部門,根據英特爾2019年披露的數據,其在俄勒岡州每年總影響超過10萬個工作機會、超過100億美元的勞動力收入和190億美元的GDP。

  在英特爾影響下,半導體是俄勒岡州最大的出口產品——當地媒體“俄勒岡公共廣播”曾這樣形容,“如果你口袋裡有一美元,那麼其中25到29美分是因為英特爾在華盛頓縣的存在。”

  在英特爾,摩爾定律(每隔18個月,電晶體的整合度翻一番,效能提升一倍)就是它的「基本法」。這家成立於1968年的半導體公司,曾創造了世界上第一塊微處理器,在聯合創始人安迪·格魯夫的帶領下,推動晶片技術突飛猛進,英特爾成為了家喻戶曉的名字,很長一段時間,英特爾代表了半導體產業最頂尖的技術能力。

  這樣的成功背後,是過去50年間,英特爾在希爾斯伯勒投資超過520億美元的成果,幾乎每一塊至強處理器誕生於此,這裡成為英特爾研發的「心臟」。

  如今,這片土地矗立起四座英特爾園區,而這僅僅是英特爾龐大的晶片製造追趕計劃的一部分:兩年前,英特爾提出「四年五個節點」計劃,即在四年內完成7奈米、4奈米、3奈米、20A(艾米,1奈米等於10艾米)、18A五個製程節點,在晶片製程回到領先地位。

  半導體先進過程需要太多資金的投入,這是一場膽小鬼玩不起的遊戲,今年9月,在英特爾總部附近一座會議中心的會議室中,基辛格曾告訴界面新聞記者,這項計劃已經實現了一半。

  推進這項計畫的重點就在俄勒岡,就在一年前,英特爾完成了位於希爾斯伯勒的D1X晶片工廠耗資30億美元的第三期工程,按照英特爾的規劃,俄勒岡將成為世界上最先進的晶片生產基地之一,這裡也將陸續導入EUV(極紫外線)、High-NA EUV(高數值孔徑極紫外線)光刻機。

  晶片製造的基本過程是,在一片經過拋光處理的12吋矽晶圓片上刻出細微的圖案,即光刻。隨後,它們要經過總共超過2000道工序,包括沈積、光刻、蝕刻、清洗和檢查,然後是另一輪重複等等。經過數百道工序,每片晶圓被切割成80塊左右郵票大小的晶片(Die)。

  光刻機由荷蘭公司阿斯麥(ASML)提供,這是人類歷史上最偉大的工程奇蹟之一,由超過10萬個零件組成。一般,光刻製程佔晶片總製造成本的三分之一,耗費時間約佔整顆晶片生產時間的40%-60%,且對環境、精確度的控制遠高於其餘工序。

  從瓊斯農場園區出來,如果你乘車經過希爾斯伯勒的NE Evergreen 7451號公路,可能會無意間撞見ASML深藍色的四字母標誌,在後者的官網上,這家光刻機巨頭介紹,“希爾斯伯勒是美國最大晶片製造商之一採用EUV進行大批量生產的中心。”

  「把一座晶圓廠做起來並通線,不是購買了設備再把它們放在一起就可以。」ASML中國區經理沈波告訴界面新聞記者,半導體設備商靠近晶圓廠就近開設辦公室是一種產業傳統,ASML還要支援客戶從晶片產線的通線啟動、通線之後的製程調試,到最終把晶片生產出來所有環節。

  如果製造過程一切運作正常,在整個加工環節後,生產出來的產品就是第五代「至強」晶片。

  得益於雲端運算的蓬勃發展,資料中心伺服器所採用的高階處理器的需求一直在成長,而這些資料中心大多採用英特爾的x86架構處理器。2022年,這些產品在英特爾630億美元的總收入中佔了三分之一,在80億美元的淨利潤中佔了大頭。


  和個人用戶相比,伺服器和雲端運算客戶渴求更高的效能,但同時也不希望因為太耗電而導致成本上升,這項特性需要在新一代至強處理器中得以體現。

  一般來說,處理器的時脈頻率越高,效能也更強。所謂時脈頻率,就是指處理器每秒鐘可以開合電路開關的次數所產生的穩定電脈衝,以赫茲(Hz)為單位測量,決定了處理器每秒可以執行多少條指令。

  如果讓時脈頻率太高,它可能會因為電晶體變得過熱而無法正常工作。解決辦法是增加處理器核心,更多核心允許處理器同時處理多個指令序列,實現了時脈頻率不變而運算能力的增強。英特爾這次的第六代至強處理器的最高規格型號就有64個處理器核心,比之前的版本多了4個。

  比起前一代,第五代至強有兩個密度更高、可以容納更多處理器核心的更大的晶片,前一代則是四個。英特爾資深技術專家Allen Chu告訴介面新聞記者,規模更大的晶片能配置更高的快取容量、更多的內核,更適合大型的虛擬化用例,簡化晶片設計。而且,它們還能夠帶來更低的資料處理延遲和能耗。

  但從晶片設計到製造,過程遠非一帆風順。英特爾這四年來在半導體技術推進的困難之處在於,其始終希望追上難以滿足的摩爾定律,滿足顧客需求。

  事實上,發佈於今年1月的第四代至強處理器的誕生之路就頗為坎坷——其自2019年首次公佈以來至少延期兩次,在設計晶片時,英特爾為了塞入更多新功能,採用了更複雜的設計並添加了大量新功能,導致流片後經歷多次驗證測試以修復缺陷,不得不將推出日期多次推遲。當第四代至強今年初推出時,業界的普遍反應是「等得太久了(long awaited)」。那段時間,英特爾資料中心部門經歷了嚴峻考驗。

  因此市場見到了不同尋常的一幕:短短不到一年,英特爾連續推出了兩代至強處理器,客戶有些目不暇給。

  站在IT產業競爭的立場,慢被視為不可接受。

  「今年1月份才發布完第四代至強,12月份發布第五代至強,明年可能有下一代,我們的速度越來越快,」英特爾數據中心與人工智能集團副總裁陳葆立說,“客戶和市場要求更新更快的算力,我們正在積極響應這一點。”

  除了晶片本身之外,英特爾也不得不全方位找到解決方案,去應戰一個強勁的對手。

  「在資料中心端,其實做生態做得最成熟的也是只有英特爾,雖然說在AI,在GPU這裡,我們一開始比較慢,但是對於整個生態,對整個開源社群的合作,多年來應該沒有其他公司比我們做得更多的。”陳葆立稱,“我們都知道一個友商的生態做了很多年,但是它比較封閉。”

  這個論調自然指的是英偉達,英特爾說服客戶使用開放方案的理由是,英偉達的軟體是專有的,這意味著軟體開發者不能自由地對其進行調整。英特爾提供開源的替代方案,有些客戶可能會發現這種選擇很有吸引力。

  但在目前的AI市場,“封閉”戰勝了“開放”,英偉達從2006年就開始圍繞GPU建立軟體平台CUDA,為之投入數百億美元,幫助開發者更簡單地調用GPU的能力完成各種各樣的任務,將開發者更牢固地與GPU綁定在一起。現在,無論OpenAI、Meta、微軟、騰訊或位元組跳動,它們所建構的人工智慧生態,都是在CUDA的基礎上。

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高級版主 | 2024-1-2 06:25:08

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