「晶片教父」親臨京城：兩次讓AMD起死回生，助蘋果A4晶片封神！

2020-11-05

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在今年年初的 EmTech China 全球新興科技峰會上，18 位世界頂級的科學家、20 位傑出的科技公司領袖、35 位青年科技精英組成的最強科技布道天團，為出席會議的 1500 位觀眾帶來了 260 分鐘智慧的對話，以及 540 分鐘全球最前沿科技的精彩演講。

圖 | EmTech China 2018 峰會現場

2019 年 1 月 19 日至 21 日，EmTech China 全球新興科技峰會即將再度在京城啟幕。

本次會議無論從嘉賓陣容、會議規模、持續時間、內容設計上都將大幅提升！我們的目標很簡單：將 EmTech China 打造成中國最頂級的科技盛事！

目前，第二屆 EmTech China 全球新興科技峰會已開啟註冊通道，首批重磅嘉賓已經確認，下文將要提到的，就是其中的一位......

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說到計算機中的處理器，就不能不提 AMD 和英特爾這兩家 CPU 處理器巨頭。

而今年 4 月底的一則消息引起了業界廣泛關注，即曾經的 AMD 晶片架構師 Jim Keller 轉投英特爾，並擔任高級副總裁。

這個極富傳奇色彩的天才架構師曾經兩度進出 AMD，曾帶領蘋果走上使用自研晶片的道路，曾在特斯拉負責其 AI 晶片研發：他在 CPU 兩巨頭之間的輾轉，以及在 PC 處理器、移動處理器、AI 晶片間的切換，並最終成就了他在全球晶片產業中「俠之大者」的尊崇地位，這一切還要從 DEC 開始說起。

Jim Keller 最早在 DEC（Digital Equipment Corporation）工作，DEC 過去是家非常著名的 RISC 指令集處理器設計公司，行業地位非常崇高，許多目前常用的指令集和總線設計概念可說多數出自 DEC。

圖 | DEC Alpha 21164

Jim Keller 在 DEC 參與設計的 Alpha 21164 和 21264 處理器，更是被應用在許多大型主機中，比如中國超級計算機濟南中心的神威藍光，就是採用此架構。

但是 X86 藉由兼容性與開發簡易的優勢崛起，傳統的 RISC 處理器逐漸式微， DEC 也在1998年落得出售的命運。

從 AMD K8 到蘋果 A4

DEC 在 1998 年被康柏收購，Jim Keller 也在此年投奔 AMD，而在 AMD 的短短一年之間，便主導設計出 K7 以及 K8 架構。

而 K8 架構中的多種指令集以及HyperTransport 總線設計，便是直接引入了他在 DEC 的設計經驗。

圖 | 基於 K8 架構的 Athlon 系列晶片

Jim Keller 雖設計出架構，但 AMD 藉此獲得成功已經是好幾年之後的事情。

Jim Keller 並沒有留下來見證 AMD 的成功，反而是早早離開去尋求人生當中的更大挑戰。

在 1999 年，也就是加入 AMD 之後的來年，Jim 便離職前往 MIPS 晶片設計公司 SiByte。

第二年 SiByte 便被博通收購。

之後隨著網際網路泡沫的消失，博通的發展也日漸停滯。

2004 年他離開博通，前往 PA Semi 從事低功耗晶片的設計工作。

圖 | 蘋果 A4 處理器

2008 年蘋果收購 PA Semi，Jim Keller 因此轉而為蘋果效力，在他的領導之下，蘋果成功自行研發了 A4 及 A5 兩款處理器晶片，並從 iPhone 4 開始正式搭載，這也標誌著蘋果啟動了使用自研晶片的戰略。

從之後的 A5X 到現在的 A12，蘋果不僅降低了了元器件採購成本，更是在研發自主權、晶片性能等方面占儘先機。

重回 AMD：力挽狂瀾發動「絕地大反擊」

2012 年，渴望挑戰的 Jim 再次回到境遇慘澹的 AMD。

由於他離開之後 AMD 就沒有什麼值得一提的開創性產品，此時的 AMD 基本上只能靠著 Jim Keller 在 1998 年留下的「遺產」，一次次小幅度升級改版，只圖能在市場上苟延殘喘。

Jim Keller 回到 AMD 之後，便著手進行 AMD 真正意義的下一代晶片產品。

2017 年面市的 Zen 架構在他的操刀之下，成為延展性極高的架構，而基於此架構的「鹹魚翻身」之作 Ryzen 系列 CPU，更是打得「牙膏廠」英特爾毫無招架之力；AMD 不僅市占節節攀升，股價也跟著水漲船高。

圖 | AMD Ryzen 系列產品

當然，AMD 在經過多年的虧損之後，手上能利用的資源有限，Jim Keller 在 Zen 架構的設計重點就不是只有性能方面的改進，更重要的是，該架構還不能太浮誇，製造成本的控制是當務之急。

由於當時 AMD 極度缺乏資源，因此產品的可量產性必須優先考量，若要更進一步在性能或功能上進行擴展，得等到成功重新建立 AMD 的獲利能力之後。

Jim Keller 在架構設計方面，也已經考慮到往後 5 年甚至 10 年的架構變革以及性能提升和市場需求，所以 Zen 架構本身的延展性一開始也列為設計重點，當 AMD 成功獲利，並獲得更豐富的研發資本後，就能夠重新配置晶片的架構設計，在 Zen 的框架下達到更好的性能表現。

圖 | ZEN 架構

雖然 Zen 最初就是以成本和性能均衡的架構設計為出發點，使其在絕對性能方面還無法和英特爾架構相提並論，但是在相同的產品價格定位之下，AMD 能獲得更好的表現。

而憑藉此一特性，AMD 成功在市場上反殺由英特爾壟斷的處理器市場，確立了 AMD 處理器事業的獲利能力，我們可以說，就是 Jim Keller 的出色工作與架構規劃，AMD 終於脫離虧損的萬丈深淵，不僅成功獲利，甚至和英特爾站上了同一競爭基準線。

正如有人把 Jim Keller 描述成晶片領域的「秩序守護者」，在帶領 AMD 走出困境後，他留下了架構，在最終產品出貨之前，也就是 2015 年再度告別 AMD，踏上了全新的「冒險旅程」。

下一站特斯拉：AI晶片「大冒險」

離開了 AMD 的 Jim Keller 這次選擇了特斯拉作為落腳之處。

但當初他加入特斯拉的時候其實業界都很疑惑，畢竟在馬斯克領導下的特斯拉是家非常奇怪的公司，他經營太空火箭運輸事業，宣稱未來人人都能上太空，甚至前往火星觀光或殖民；經營能源事業，但違反企業經營常識的開放了大部分電池專利，希望大家共襄盛舉；他製造全世界最好的電動車，而且因此涉足自動駕駛以及相關AI應用領域。

但這些都和 Jim Keller 的專業都沒有直接關係。

而在去年的 NIPS 大會上，特斯拉 CEO 伊隆·馬斯克終於證實了這一猜測。

馬斯克在談話環節中承認，Jim Keller 正在帶領特斯拉開發自己的AI晶片。

圖 | 馬斯克承認特斯拉正在設計自己的 AI 晶片

自動駕駛的核心在於算力，而目前主流的自動駕駛計算達成方式，基本上都是以類神經網絡的計算方式來達成，務求能實時對車輛所遭遇的現實行車環境進行學習、分析與處理，同時能耗也不能太誇張。

而回顧特斯拉的自動駕駛硬體架構選擇，從最早的 Mobileye，到後來的 NVIDIA方案，其實都各自有不同的問題存在，比如說 Mobileye 的性能太弱，因此只能做到比較好的駕駛輔助，達不到所謂的自動駕駛標準。

圖 | 黃仁勛和他的特斯拉

而新版 AutoPilot 採用 NVIDIA 的方案後，卻又遭遇了兩大困境，首先就是價格昂貴，導致汽車的製造成本因此增加不少，使得特斯拉汽車售價難以降低，對其市場普及目標造成阻礙。

另外，NVIDIA 的方案在能耗方面比較弱勢，其最高端的 Driver PX Pegasus 功耗甚至達到 500W，而電動車對能部件能耗又是錙銖必較，如果能耗預算不能有效控制，那麼續航里程就會大打折扣。

後來特斯拉請 NVIDIA 為其定製特殊版本的 Driver PX 方案，雖然功能獲得控制，但性能也同步大減，這對於特斯拉的完全自動駕駛計算需求又產生衝突。

短時間之內 NVIDIA 並無意針對功耗的弱點大幅改進，一方面 NVIDIA 方案的高貴可能也是無解的問題，因此馬斯克就決定要開發自有的晶片，意圖同步解決成本、能耗與性能這 3 個難題。

圖 | 黃仁勛在向馬斯克展示AI超級計算機

馬斯克原本就已經努力在推動 AI 的市場布局，雖然他認為AI最終可能會對人類社會產生衝擊，但通過創立 OpenAI 實驗室，把AI的應用導向對人類有益的方向發展。

自動駕駛自然也是整個 AI 大環境之下的重要應用方向，但自動駕駛所需要的 AI 計算更為嚴苛，除了能耗的限制，性能也要足夠強大。

因此，馬斯克邀請 Jim Keller 為其打造符合特斯拉需求的 AI 計算架構，該架構不能是單一面向的應用，也不能只在單一時間段發揮作用，而是要像 Zen 架構一樣，在不同的時間點能夠發揮不同的能力，而絕對性能表現更要能夠隨著時間演進，要是個能夠隨時間成長的計算架構，而更重要的，是必須能夠符合在電動車環境之下的有限能耗預算。

對於 Jim Keller，馬斯克堅信他可以打造出「世界上最好的 AI 定製硬體」，而隨著 Jim Keller 離開特斯拉，業界也相信他在該公司的任務也已經告一段落，馬斯克也在上一季的財務會議上透露，其自有 AI 計算架構將在 2019 年向世人揭露真面目，而據信，該自有 AI 計算架構將首先被用在新版 AutoPilot 中。