Jim Keller离职背后折射出英特尔哪些潜在疑问

作者：李健时间：2020-06-12来源：EEPW收藏

这两天很多人在吃某公司高层内斗的瓜不亦乐乎之余，纷纷表示RISCV似乎是最大的受益者，笔者认为相比于前途难料的RISCV阵营，英特尔倒是应该为此窃喜。毕竟作为最希望进军服务器处理器市场的中国用户阵营，如果真的缺乏足够生态支持，对英特尔核心业务的威胁会降低很多。当然值得英特尔开心的事情并不仅仅是竞争对手的内耗，还有英特尔一季度营收逼近200亿美元，全年销售额破800大有希望。

本文引用地址：http://www.amcfsurvey.com/article/202006/414187.htm

不过就在今天忽然传出传奇设计师Jim Keller的离职，让很多人开始琢磨到底英特尔背后又有哪些不为人知的问题所在呢？

芯片设计的传奇大神

半导体芯片设计是低调大神盛行的行业，除了那些创立了自己架构或者定律的旗帜性人物外，诸多业内大神并不喜欢出名而业界似乎也很少愿意去造神。不过随着网络时代的深入，芯片设计也需要传奇大神来让诸多粉丝膜拜，而今天我们故事的主角Jim Keller算得上诸多粉丝眼中当之无愧的芯片设计大神。

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Jim Keller的职业生涯历程

上图是一张Semiwiki网站总结了Jim Keller的职业生涯，汇总了他20多年来的一些职业履历，也许这看不出他的传奇性，还是文字更容易表达，1998年之前，Jim Keller在Digital公司参与了Alpha 21164及Alpha 21264的开发，这是世界上最快的处理器。1998年进入AMD公司，参与并领导了K7、K8架构的研发；后Jim Keller在Sibyte公司参与了MIPS架构处理器的开发，实现了1Gbit/s的网络接口。Sibyte被博通收购之后，Jim Keller也进入了博通公司，后来离职后又参与创立PA Semi创立，最终被苹果收购，参与了苹果A4、A5处理器的研发，这也是苹果A系处理器的起点。2012年，Jim Keller重新回到了AMD公司，开始参与Zen架构处理器研发，一直持续到2016年。2016年Jim Keller离开了AMD之后被特斯拉招募，帮助开发特斯拉自己的车载计算平台，就是那个被马斯克称为世界最强、远胜GPU的AI芯片。2018年加入英特尔，Jim Keller成为负责硅工程部门(Silicon Engineering Group)的公司高级副总裁。Jim Keller从业20多年来，先后参与了Alpha、MIPS、X86、AI及ARM等不同指令集的芯片研发，可以说把主流指令集都摸了一遍了。

Jim Keller有多红？作为引领半导体发展数十年，贡献产业技术突破无数的英特尔都愿意配合网络上对Jim Keller的推崇，更是将未来架构开发这样的重任委托给新加盟者，对英特尔来说，芯片设计方面可是很少推崇外来和尚会念经这一理念的。因此，仅仅两年时间就再次因个人原因离职，让很多人不得不猜测英特尔到底有哪些问题，使得这样一位大神级设计传奇都不得不离去呢？

颠覆自己设计的挑战

对Jim Keller来说，加入英特尔最大的任务很简单，设计一款新的架构来超越自己一手打造的Zen架构。作为昔日一直陪跑的AMD，就是靠着Zen架构的创新优势开始在性能方面逆袭英特尔，加上英特尔在制程工艺方面研发不顺，以至于在最新的桌面处理器性能天梯图上AMD形成了压制性优势，让很多粉丝感慨，昔日的牙膏厂是不是真的挤不动了。

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2020年5月处理器天梯顶端部分

因此，2018年留给Jim Keller的是个非常严峻的挑战，这也是很多粉丝认为只有他才能完成的挑战。虽然可能在英特尔他面对和领导的是一个前所未有的庞大技术队伍，但同样尴尬的是，他这次似乎无法真正站在完全颠覆的角度去设计全新的架构。翻阅Jim Keller几次封神之作，K8系列几乎是完全不需要考虑之前架构的设计，苹果开发自己的A4和A5之前都是借用三星的各种专利定制的芯片，等于给Jim Keller一个几乎从零开始的舞台。而AMD的Zen同样是一个不需要也没法考虑太多过去的开发项目。至于在特斯拉，马斯克提出的任务技术要做一颗前所未有的大芯片。但是在英特尔……

其实，很早以前就有人对笔者说过，英特尔的强大从来不是只依靠芯片设计能力，更多是依靠强大的工艺实力和卓越的生态链构建及掌控能力，当然还有杰出的市场营销策略。这就意味着对很多芯片来说最关键的设计反倒是英特尔产品设计中一个主要环节。而另一个问题则是，为英特尔设计全新架构所需要考虑的不仅仅是芯片设计层面问题，还有庞大的软件生态如何去适应以及前后兼容。加上英特尔现在突出了端到端的解决方案策略，那么同一代架构可能需要满足上到最顶级服务器处理需求，下到移动终端节点的物联网设备需求，这种庞大的需求对任何设计师来说都是极为苛刻的挑战。

牛顿说他是站在巨人肩膀上成功的，对当代的诸多传奇而言，无不是基于前人的成果进一步创新。但对现在这个时间为英特尔开创全新架构的设计师来说，巨人的肩膀有时候是座可能无法征服的山峰，你要在巨人肩膀上创新，先要能站到巨人的肩膀。即使传奇如Jim Keller，需要在如此复杂的产品环境下施展自己的魔力，创造划时代的架构，这种挑战是前所未有的。

当AI开启了处理器设计重回ASIC的大潮，最早开始挑战ASIC的CPU，可能会是最后一个依然站在AI ASIC对面的高性能处理器，这是Jim Keller在技术方面另一个巨大的挑战。而按英特尔两年间的tik-tok节奏，Jim Keller离职前发布的新的 Lakefield 混合处理器并不会有太多他的理念融入，其中他参与设计的低功耗Tremont处理器可能更多的会借助他对低功耗方面的经验。

因此，从某种角度上，Jim Keller离职不仅意味着英特尔全新划时代架构设计计划受阻，而且对Jim Keller个人来说，也是对超越自己之前设计挑战的失败，可能这是让这位大神级设计师沮丧的主要原因吧。或者也许对Jim Keller来说，从头开始做全新设计是更能发挥其特长的舞台。

英特尔光鲜背后的隐忧

一个问题留给大家思考，Jim Keller主持开发的Zen架构体现出的强悍性能，究竟是架构成就更多还是工艺成就更多，还是个无法厘清的问题。在AMD没有选择牵手台积电最先进工艺之前，AMD在桌面处理器的性能天梯上从没有过这么大的优势，在上面那张天梯图上没有体现出来的是，英特尔的产品是14nm++工艺，而AMD则是上到了7nm。依靠超微缩技术英特尔密度上几乎等同于TSMC的10nm，但是两代工艺领先的优势加成还是无法撼动的。

对英特尔来说，虽然自己的营收在这个季度再创新高，但昔日的小跟班似乎重新焕发了2005年双核时代的活力，Zen系列架构加上TSMC的先进工艺，不仅从性能上完成了超越，从市场份额方面，在英特尔最看重的服务器市场，短短两年内，AMD服务器市场份额从1%猛增到8%。得益于第二代Epyc Rome处理器的强势出现，AMD在2019年的服务器份额几乎翻了一番，从5%增至8%，并有望在接下来的几个月内继续增长。如果说PC市场现状是几乎停滞不前，那么服务器市场作为英特尔最关键的现金大户，日防夜防家贼难防，堵死了IBM的反扑，镇压了ARM阵营的蠢蠢欲动，本希望AMD跟自己一起壮大X86的服务器生态，但没想到自己可能被AMD来一波强势偷家。这次Jim Keller的离职，革命性架构短期内无法问世，这会让那些寄望Jim Keller带来全新架构帮英特尔打个翻身仗的客户们如何抉择？

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AMD服务器端市场份额变化图

第二个问题其实已经是明面上的麻烦了，那就是工艺问题，10nm迟迟没有大规模量产，而竞争对手靠着代工厂已经准备布局5nm了。虽然据说Jim Keller参与了10nm的研发，但他不是工艺达人，很难指望他带来实质上的提升，更多的还是要靠现有团队的成果。不管如何，这两年里，英特尔先是在工艺方面推出了超微缩技术，将密度进一步提升，在封装方面采用更多3D封装继续加大密度，但两代工艺的差距对于一直在工艺上领先AMD起码一代的英特尔来说，暴露出来的设计和性能问题已经无法回避了，如果2021年自己的7nm无法顺利量产，那么留给AMD的成长空间就更大了。毕竟相比于ARM系要自己搭建服务器生态，AMD的替代难度要小得多。

第三个问题是尴尬的应对策略。英特尔对AMD究竟是什么态度，这是过去十年里最奇妙的话题，在AMD最艰难的时刻，靠着英特尔的援助挺过难关，即使AMD开始蚕食英特尔的市场，英特尔似乎也很难重拳出击像15年前一样锤散AMD，因为现在X86生态面对的ARM甚至未来可能的RISCV生态挑战越来越严峻，如果没有AMD携手共建，就算自己拿下AMD的市场份额，x86生态的垮掉恐怕让英特尔失去的远比得到的多。

当然上面几个问题中，英特尔并非只有内忧外患，毕竟一季度暴涨的业绩带来足够的利润支持研发，而软件和生态的价值不仅让英特尔收入大涨，净利润率更是高达30%以上。更重要的是，英特尔本就庞大的设计团队并不是没有能力对现有架构进行更好的升级，只是可能达不到很多人对Jim Keller那种革命性架构设计的期望罢了。

在工艺方面，英特尔并非因为自身原因从领先到落后，而是据说因为尝试在后端工艺用钴和钌(Ru)代替传统的铜，始终无法解决部分问题而导致工艺迟迟没有突破，而台积电和三星选择的铜合金似乎稳妥但未来可能会遇到如多年前gate first和gate last之争一样。毕竟过去的经验让很多人相信英特尔选择的工艺材料之路是正确的，那么如果这次依然是正确的，未来英特尔依然有工艺实现反超的极大可能。

另一个方面，当软件和生态的价值与选择重要性与硬件性能逐渐持平，英特尔在这方面多年砸重金投入培育的优势会日益明显，即使是AMD在处理器性能上理论上更强，但在实际应用表现上似乎体现不出理论上那么强大的领先优势，原因吗？英特尔的软件优化和系统优化要好得多。软件和生态的突出优势，这也是英特尔收入节节攀升最重要的原因，更可怕的是英特尔有创造新市场需求的能力，无论是AI计算架构还是FPGA架构，都是应对未来AI时代最重要的武器，而这些放眼全球只有英特尔是全部都有的。从某种角度讲，在应用方面，AMD能够做好跟随英特尔创新的角度就已经可以活得很好了。

说了这么多，英特尔的敌人不是AMD，但AMD这些年在Lisa Su的治理下似乎重现当年双核初年那种对英特尔咄咄逼人的攻击性。现在Intel和NVIDIA两家似乎都乐见AMD的日渐强大，这种和谐的竞争关系似乎才是半导体圈最值得玩味的话题。

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