提起美國消費電子芯片,就一定繞不開AMD、英特爾和英偉達三巨頭,三者的每一次新品發布,也都被看作是消費電子領域的全新風向標。北京時間1月5日,AMD、英特爾(INTEL)和英偉達(NVIDIA)在2022國際消費類電子產品展覽會(下稱“CES 2022”)上的發布會都已結束,三家均發布了不少新品,多條產品線涵蓋了從桌面端到移動端、從CPU到GPU等不同定位的數十種產品。
相較于過去,這些最新發布的硬件在參數上有了各種提升,但在當下這個高性能計算的大周期中,我們更應該注意到的是,消費級計算機市場發生的重要變革。
市場之變:數量和性能需求雙增長
如今人們的生活和工作方式,已經在數字化浪潮中發生了深刻的變化,伴隨著5G和萬物互聯大趨勢的逐步演進,消費級市場的變化愈加凸顯,尤其是在需求端。
首先是用戶需求在數量上的絕對增長。根據AMD提供數據顯示,2021年個人PC的出貨量達3.5億部,同比增長30%,是十年來最高水平,其中筆記本電腦的出貨量同比增速最快為49%。
這種增長不光是由互聯網用戶數量決定的,而且是由愈加繁復紛雜的應用決定的。數字化浪潮正在以前所未有的速度席卷全球,5G技術、萬物互聯、辦公、游戲、云計算、影視制作、3D渲染、虛擬貨幣、人工智能、自動駕駛、深度學習、大數據等,許多過去歸屬企業級的應用,現在大部分都只需在操作簡單的高性能終端上——也就是個人PC上就可使用。
從這個角度來講,可以說功能逐漸完善復雜化的應用,正在倒逼用戶加入“效率革命”。在這種浪潮下,不使用這些基于計算芯片的應用,就會在學習和工作效率上落后于人。隨著中小企業對以PC為主的協同辦公場景的加速升級,IDC預計,“到2025年,白領人數將從2000年的15%提升至40%”。
除此之外,因虛擬貨幣而出現的令人詬病的算力黑洞,顯然也屬于消費級計算機產品應用多樣化的表現之一。
其次是用戶需求在性能上的絕對增長。在CES 2022,NVIDIA同時發布RTX 3090Ti旗艦顯卡和RTX 3050入門顯卡,在商業上,一方面NVIDIA使用高性能顯卡打造性能領先優勢,另一方面使用低價格顯卡應對AMD和INTEL的挑戰。
從需求端來講,這是由應用對算力的高要求決定的。隨著軟件應用對性能的要求水漲船高,硬件規格也越來越夸張。
2021年的RTX 3060與2016年相同定位的GTX 1060比較,除制程工藝的進步外,不僅新增了Tensor Core與RT Core,這兩個用于光線追蹤和DLSS的專屬計算單元,還增加了180%的流處理器,單精度浮點性能提升189%。同理,從2018年開始涌現的對AMD銳龍系列處理器的追捧熱潮,也是用戶在絕對性能方面需求高漲的體現。
上述種種均表明,消費級計算機領域的需求增長還遠未到盡頭,人們對計算機的應用依舊有著很多還未實現的暢想。但目前看來,由于全球多個行業都出現需求增加、芯片緊缺的情況,AMD、INTEL和NVIDIA的產能還不能滿足消費級市場的需求。
技術之變:軟硬件技術的雙重進步
伴隨著用戶需求的變化,AMD、INTEL和NVIDIA這些長期處在研發一線的公司,在技術方面也發生著新變化。
面對用戶需求在數量上的增長,消費級計算機公司傾向于以核心技術為基礎,開發多條產品線,盡可能做到分解需求后滿足需求。
在消費級計算機產業早期,由于市場處在摸索當中,用戶還未適應計算的新形態,應用也沒有被開發出來,所以企業都習慣于使用一種“通用型”產品滿足所有需求,例如1977年IBM 5100和1984年Apple Macintosh,這些計算機沒有“中杯、大杯和超大杯”之分,僅是對產品本身進行迭代。
現在計算機企業的多產品線戰略,一是因為消費級用戶的需求逐漸明朗,所需應用也大多清晰,這種情況下,“通用型”產品的性能不足或過剩都是浪費;二是因為在更進一步面向消費者的OEM廠商那里,他們承擔了對芯片進行更細微產品區分的工作,減輕了A/I/N的壓力。
面對用戶需求在性能上的增長,消費級計算機公司傾向于一方面深入挖掘硬件潛力,另一方面通過軟件層面的優化來獲得性能提升。這種結果的出現不僅是因為硬件規格受限于企業戰略和供應鏈的技術水平,而且是因為軟件層面的實力表現越來越受重視。
在CES 2022中,AMD、INTEL和NVIDIA發布的數十種產品,幾乎都是三四種核心技術的延伸。
AMD銳龍6000系列和INTEL第12代酷睿處理器的核心分別是Zen3+架構和Golden Cove+Gracemont混合架構,AMD Radeon 6000系列和NVIDIA RTX 30XX系列GPU的核心分別是RDNA2架構和Ampere架構,這些核心技術往往較為穩定,但小幅的升級迭代和不同方向的調校則伴隨整個產品周期。
而在軟件層面的優化上,以強化顯卡游戲能力為例,AMD有RSR(超級分辨率),無需游戲開發者支持,就可通過 Radeon 驅動程序獨立工作;INTEL有XeSS(分辨率超采樣技術),通過深度學習來合成接近原生高分辨率渲染質量的圖像,將首發在自家ARC顯卡中;NVIDIA有DLSS(深度學習超級采樣),利用深度學習神經網絡的強大功能提高幀率。
當然,隨著AMD的異軍突起,其在CPU和GPU兩方面的強勁實力,不啻于向市場中投放“催化劑”,刺激INTEL和NVIDIA加速產品迭代,共同締造了近年來活躍的消費電子市場。
(配圖來自Canva可畫)
競爭之變:消費電子邊界持續擴張
同時,發生在AMD、INTEL和NVIDIA之間參數、性能和價格比較背后的,是消費級領域的競爭發生了變化。
一方面,要意識到的是消費級領域內生性地成長了,在如此內涵下,其涵蓋的范圍在明顯擴大。過去消費級計算機狹義的指代那些承擔辦公、影音和游戲功能的個人PC,但在今天越來越多的應用,從過去企業級的地位下降到了消費級,于是中、小企業甚至個人都不再需要定制服務器級硬件,性能越來越強的消費級硬件就能夠滿足大多需求。
于是,AMD、INTEL和NVIDIA在消費級領域的競爭持續擴大:“消費級”概念中的需求擴大,“企業級”概念中的需求下移,二者在某種程度上相互融合。在這種趨勢下,AMD、INTEL和NVIDIA一方面在技術發展上追求軟硬件極致的性能,另一方面在企業經營上深入探索多個領域——不止于個人PC,甚至包括了從汽車到智能駕駛、從3D創作到元宇宙等多個方面。
不同公司雖然出產相同功能的產品,但具體深耕的細分領域卻有所不同。在CES 2022上,除開硬件,INTEL討論起自動駕駛汽車平臺和基于Win11的“萬物互聯”;NVIDIA更多地談論了游戲、虛擬世界、3D創作和自動駕駛——延展開來后是幾乎看不到邊界的需求量和應用場景——這也是消費級領域擴大的另一特點:應用平臺化。
另一方面,在這種龐大需求和技術進步的刺激下,一種爭做全能型企業的趨勢愈演愈烈。在競爭愈加激烈、技術研發愈加困難的情況下,企業傾向于加強對產業鏈的把控力,從硬件到軟件,從CPU到GPU,從設計到生產,成為全能型企業。
以此視角重新審視紅綠藍三家廠商之間的競爭,會發現NVIDIA是步伐最快的一個,觸手廣布,目前已經是市值7000億的龐然大物;INTEL最全面,IDM模式使其在設計、制造等環節協同優化,有助于充分發掘技術潛力;AMD雖然勢頭猛烈,但畢竟在市場競爭中長期處于劣勢,所以能否保持技術和性能優勢是其發展之關鍵。
消費電子迎來了高性能計算時代
毫無疑問,消費級計算機市場的嬗變是高性能計算時代背景下的一隅,關于高性能計算,黃仁勛認為,問題的關鍵“是誰將率先使用計算機來為行業掀起革命性變革。”
高性能計算的應用范圍越來越廣,我們正處于一個重要的轉折點和行業高性能計算革命的開端。多個行業已經從高性能計算中受益豐富,其應用也從航天、軍事、科研等普通人感知較遠的領域,走向了金融、教育、城市管理、網絡游戲、動畫制作等行業。
在這樣的背景下,高性能計算在消費級領域的擴張似乎也順理成章。同時,這種應用范圍的擴大化,不僅極大地增加了對算力——即消費級硬件的需求,也催生出另一種集中性的趨勢:只要算力足夠,人類的虛擬部分就能統一起來。例如元宇宙,此前NVIDIA進軍該領域,宣布與百度共建“AI宇宙”,成為“希壤”的首個合作伙伴,顯然是時機已經成熟。
從這個角度講,企業級與消費級的關系可能遠比普通人想象的更加緊密,尤其是AMD、INTEL和NVIDIA站在企業級和消費級市場的邊界上,正在引領時代的發展。
總的來看,對未來風向的把握,對行業的思考,致使不同企業走向了不同方向。數字化浪潮帶來了高性能計算,我們身處時代中間,無論是否感知強烈,都無可逃脫。