摩尔定律再迷思：Intel的繁荣还是困境？

本文编译自，在不更改原意的前提下内容略有调整，原作者Kevin Morris。

近日，Intel发布了其2020年第二季度的财报。我们很少研究“商业新闻”，但在这篇文章中，我们将会讨论技术、观点和资金之间的关系。

我们观察到，Intel于7月23日宣布了其季度业绩，在几天之内，他们的股票从徘徊了几个月的每股60美元左右跌至每股50美元左右，损失超过了15%。这对于一家市值约2000亿美元的公司来说，并不是一笔小数目。

这种情况每天都在发生。大公司发布季报，市场就会做出反应，但Intel这次的情况却显然不同。

Intel本季度营收同比增长20%，超过了分析师的预期，并在“以数据为中心”的营收上实现了34%的大幅增长——这是该公司实现长期增长的关键市场机会。为什么这样一份听起来不错的报告，却引发了其股价大幅下跌？

Intel在本季度的财报中提到，其7nm的量产被推迟了6个月。财经新闻对此进行了报道，并做出了以下解释：“芯片上的电路宽度以纳米为单位，即十亿分之一米。电路越小，处理器运行速度越快，效率越高。台积电为Intel的竞争对手AMD制造芯片，正在通过批量生产5nm芯片来赢得在更小工艺节点上的竞争。”

因此，关注此新闻的非技术人员或半技术人员得出的结论大致如下：“Intel现在采用10nm工艺，而台积电采用的是5nm工艺，相比之下，两者之间就相差了两代工艺节点。这也就意味着Intel在制造数据中心处理器方面落后了大约四年。”

Intel还暗示，在此期间，他们可能会让一些产品组使用外部(非Intel)晶圆厂为他们生产芯片。这让Intel正走向衰败的想法变得更加根深蒂固。

有人可能(错误地)得出结论：Intel不仅在技术上落后了4年，而且他们还在举旗投降——让台积电或三星等竞争对手为其生产芯片。

Intel自成立以来，就与摩尔定律密不可分，毕竟戈登·摩尔是这家公司的创始人之一，而且在半导体的整个现代发展史上，Intel在“将更多的元件塞入集成电路”中保持着明显的领先地位。几十年来，Intel作为一家科技公司，在领导芯片制造发展和超越摩尔定律方面做了无数工作。

Intel建立了一个PC处理器的帝国，后来接管并主导了数据中心处理领域。数据中心的主导地位很可能既代表着未来的机遇，也可能代表着Intel的挑战。

就数据中心市场的增长而言，Intel前景看好。随着云服务、人工智能训练和推理的加速，随着数据驱动应用的爆炸式增长，数据中心扩张的驱动力是非常丰富、非常给力的。

如果Intel能够保持其统治地位的市场份额，将迎来巨大的增长浪潮。即使他们的市场份额下滑了几个点，但也会在全球数据中心的扩展和升级中迎接未来二十年的发展机遇，从而轻松获得盈利。这种机会已经体现在了Intel的利润中，即“以数据为中心”的业务同比增长了34%。

但是，要在目前的数据中心保持市场份额，所涉及的不仅仅是简单地使至强处理器比最新的AMD芯片快几个FLOPS。事实上，拥有一个稍微快一点的处理器，多几个核心，或者稍微高一点的电源效率，已经从数据中心的核心技术问题变成了几乎无关紧要的问题。

下一代数据中心将不会受到至强等传统冯·诺依曼处理器的性能驱动。它将基于CPU、GPU、FPGA、AI加速器等各种类型专用芯片的异构架构，来处理更大规模也更为复杂的数据计算。

从历史发展来看，Intel从三个维度建立了保障其数据中心领导地位的屏障。

第一个是在“市场营销”方面的保障，这一点基本上可以归结为“没有人会因为购买Intel而被解雇。”如果你在运营一个数据中心，而你购买的系统当中有90%都是Intel的数据中心，那么你的职业生涯就真的没有任何大风险。

第二种防御是x86指令集架构，几十年来它一直是行业标准，也是大多数软件编译器的默认目标，这使得大多数旧软件都可在x86的环境下持续兼容运行。离开x86范围，比如ARM，你总会遇到一个大问题：你要确认是否所有的软件都能正常工作。

第三点则是他们在芯片制造上的领导地位。Intel的芯片通常比竞争对手略胜一筹，仅仅是因为它们采用了更先进的半导体工艺制造。

独立于指令集架构的计算的兴起，以及数据中心对异构计算需求的巨大增加，减少了对x86软件环境的依赖。

Intel自身也在通过oneAPI计划拥抱异构架构，为x86防御系统的消亡而做出打算，oneAPI允许软件开发并可将其轻松地定位到各种混合计算架构中。

当涉及到指令集时，虚拟机和容器以及其他如今流行的主流技术的普及已基本拉平了竞争环境。而且，由于下一代数据中心的异构性质，跨越多个体系结构和指令集架构的工作负载的复杂重定向是基本要求。在新的数据中心中，x86不再像以前那样代表“锁定”，这种趋势只会在未来继续下去。

事实上，在最近几代工艺制程中，集成更多晶体管所带来的回报是递减的，工艺技术的巨大进步来自于FinFET晶体管等创新，以及其他和晶体管缩小的技术进步。

正如我们在之前的文章中所讨论的，7nm、10nm、5nm等术语都是虚假的。从目前来看，越来越多的收益已经从提升制程转向了更先进的技术，比如封装，而在这一领域，Intel具备无可比拟的技术优势，如嵌入式多晶片互连桥接技术（EMIB）以及Foveros 3D堆叠技术。

但是，在半导体技术的竞争中，Intel究竟处于什么样的地位？确切地解释这个问题有点困难。

当然，台积电在数据中心业务上并不是Intel的直接竞争对手，但他们为AMD生产芯片，后者是Intel在数据中心传统的主要竞争对手。

Intel似乎是未雨绸缪，宣布他们可能依赖于其他晶圆厂——当然，这种外包制造对于Intel来说实际上不是新鲜事，因为台积电一直在生产Intel的FPGA等产品，比如Arria已经使用了好几年。

这意味着，即使Intel的芯片工厂遇到了新的和未预料到的问题，他们仍然可以使用AMD所用的相同技术来生产芯片。

在数据中心的竞争中，AMD表示，他们预计将在2022年底前推出采用台积电5nm工艺的“Genoa”(热那亚)处理器。Intel则表示，他们的7nm CPU要到“2022年底或2023年初”才能上市。

因此，从单纯的工艺节点角度，或者CPU角度来看，他们两者之间的时间表可能会非常接近。与此同时，Intel也正在交付其10nm Xeon处理器，所以这两家公司在未来几年的处理器性能可能接近相同。

通过与台积电(或三星)达成CPU生产协议，Intel对冲了他们的风险。未来，无论是台积电还是三星在更先进的节点中取得胜利，Intel都可以选择更具优势的晶圆厂来制造他们的CPU。

但是，正如我们在上面指出的，对于数据中心和一般计算来说，先进工艺为处理器带来的性能提升只是整个领域的一个缩影。总而言之，这不再是纳米的问题了。

，它们将大量内存资源放在本地，并在为这些处于云边端的芯片提供高带宽。

在那个世界里，封装技术、芯片架构、GPU、FPGA等加速器、专用的人工智能引擎、先进的内存和存储技术以及整个计算系统的架构将成为驱动性能的主要因素，而这种性能提升将远远超过由先进制程所带来的进步。

Intel清楚地认识到这一点，并采取了更全面的方法来保护其在数据中心的地位，还大量收购了AI和FPGA相关的公司和技术，开发Optane傲腾非易失性存储器，开发了用于嵌入式高密度互连异构芯片的嵌入式多芯片互连桥（EMIB），推出了用于3D芯片堆叠的Foveros技术，以及开展oneAPI计划。Intel这一系列基于非纳米技术的布局，令人印象深刻。