智东西(公众号:zhidxcom)
文 | 心缘

2018年末至2019年初,这对英特尔来说,注定是一个难忘的冬季。

这个冬天,在经历幽灵漏洞、CEO请辞、10nm延宕、摩尔定律遭质疑的一系列考验后,英特尔迎来了营收和利润的全线增长,对10nm产品线发出了震动世界的预告,并于昨日宣布将CFO兼临时CEO罗伯特·斯旺(Robert Swan)扶正为英特尔第七任CEO,为2019打下一剂强心剂。

独霸PC处理器江湖的英特尔,曾一度因错失移动时代、GPU异军崛起而遭受质疑。英特尔不畏流言,悄然寻找未来方向,在AI初露苗头之际提出以数据为中心的转型战略。

经过4年的酝酿,英特尔在转型之路上厚积薄发。从架构日到CES,英特尔在最近两个月密集的释放芯片界的“核武器”,提出以3000亿美元市场为目标,围绕六大技术战略支柱,并在CES 2019上大秀10nm芯片总动员。

解构英特尔创新矩阵,六大技术战略拳拳到肉,撑起未来!
▲英特尔2008-2019年股价走势

在昔日对手开足马力、新兴玩家大批入侵的当口,我们通过2018年财报、五大业务和10nm芯片家族,看英特尔如何聚焦创新和计算,稳坐芯片界的前排,在2019年收获征战3000亿美元的芯片市场的初步战果?

一、最新财报全线飘红,数据中心占比逐渐上涨

美国时间2019年1月24日,英特尔的2018第四季度及全年财报发布,为英特尔的50岁画上了一个相对圆满的句号。

1、总营收和净利润再创新高

根据财报,过去四年间,英特尔的总营收稳步上涨。2018年,英特尔全年营收达708.48亿美元,同比增长约13%;2018年净利润达210.53亿美元,同比增长119.3%。

此外,2017年和2018年全年净利润均接近180亿美元,相比2015年和2016年明显升了一个台阶。

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▲英特尔2015-2018年总营收及净利润变化(单位:亿美元)

英特尔Q4营收为186.6亿美元,尽管比华尔街预期的190.1亿美元要低,但较上年同期增长9%,净利润达52亿美元。

之所以营收比10月的预期略低,英特尔在财报中的“执行摘要”表示,主要原因是“基带芯片需求疲软、中国经济放缓、云计算客户吸收能力下降,以及NAND环境不断恶化”。

作为iPhone XS、iPhone XS Max和iPhone XR基带的唯一供应商,苹果手机的销量疲软对英特尔营收的下滑有一定影响,英特尔Q4基带营收较预期少了近2亿美元。

除去这些外部环境带来的客观因素,总体来看,英特尔在2018年的营收和毛利涨势明显高于前几年,如果按这样的趋势下去,英特尔将在接下来的一年呈现更快的涨势。

2、六大主营业务全线飘红

英特尔有六大主营业务,包括客户端计算事业部(CCG)、数据中心事业部(DCG)、物联网事业部(IOTG)、非易失性存储器解决方案事业部(NSG)、可编程解决方案事业部(PSG)和其他业务。

正如Swan所言,在英特尔追寻迄今为止最大的市场机会之时,英特尔的每一个业务的营收和利润都实现创纪录的增长。

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▲英特尔2015-2018年各事业部营收变化(单位:亿美元)

前五大业务在2018年全年营收分别同比增长8.9%、20.5%、9.0%、22.4%和12.2%,总营收同比增长超过20%。

Mobileye的表现亦不俗,2018年Q4营收达1.83亿美元,同比增长43%。仅在2018这一年,Mobileye有28个新设计并合作78个车型。

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▲英特尔2015-2018年各事业部营收占比变化

从2015年到2018年,英特尔CCG所占总营收的比例逐年递减,而DCG所占比例则不断增长。

Swan对未来也很有信心,相信数据的爆炸式增长将推动英特尔产品的需求,预计营收将再创新高,并提高每股收益。

英特尔还给出了今年Q1季度的营收指引,预计营收160亿美元,全年预计营收将达到715亿美元。

其中提到,数据中心业务可能在今年下半年前相对不好过,主要是客户过去三季度囤积的服务器芯片多,需要时间消化。

另外,Swan也回应了外界关注的新CEO人选,他表示董事会正在对候选人进行紧张的评估,很快就会宣布。

3、研发投入持续高涨

在全球整体经济形势走下坡路的背景下,英特尔一直坚持高研发投入,以保持技术上的领先地位。

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▲2017年全球研发投入最高的十大半导体厂商(来源:IC Insights)

根据IC Insights数据,2017年排名前十的半导体厂商研发投入共359亿美元,而英特尔的研发投入就超过了130亿美元,不仅占其2017年销售额的1/5,而且比整个半导体行业的1/3还多,还超过了位列其后的高通、博通、三星东芝和台积电的总和。

IC Insights表示,英特尔的研发与销售比率在过去20年中大幅攀升,这突显了开发新IC技术的成本不断上涨。

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▲英特尔2015-2018年研发投入(单位:亿美元)

过去4年,英特尔的研发投入一直在增加,并持续将研发投入保持在年销售额的20%及以上。

美国商业专利数据库(Ificlaims)最新发布的2018年全球专利TOP1000榜显示,英特尔去年专利授权数为2735,排名全球第四、全美第二。

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▲英特尔专利分类(来源:Ificlaims)

从分类来看,电子数字数据处理类(G06F)一骑绝尘,数字信息传输类(H04L)、无线通信网络类(H04W)分别为第2、3多的类别,ICT能源减缓技术类(Y02D)和半导体器件类(H01L)则相差不多。

二、从PC到AI,五大布局方向秀出筹码

在宣告向“数据公司”转型后,英特尔的实力已经开始在最新一代业务布局中展露,从长居龙头的PC业务,到新兴的AI、5G、自动驾驶、云数据中心,英特尔正在拉开一张完整的大网。

1、AI:全栈式产品布局,“买买买”威力初显

英特尔的AI硬件产品线呈现多元化,包括通用型和专用型处理器。世界上超过95%的AI推理依赖的至强处理器即是通用型芯片,另外,英特尔还有全面覆盖端、边、云的专用型产品。

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早在几年前,英特尔就通过高额收购AI界种子级公司初步完成自己的AI布局。

如今,前几年“买买买”的隐藏力量开始彰显威力。英特尔的云端专用AI芯片NNP终于亮剑,与Movidius系列产品、Loihi神经拟态芯片等一起作为英特尔全栈式AI解决方案中的核心武器。

以英特尔在2016年8月英特尔斥资3.5亿美元收购的Nervana为例,它不仅成为英特尔Nervana神经网络处理器(NNP)产品的技术基石,还为英特尔带来了新成立的人工智能事业部(AIPG)的总负责人——Nervana前CEO Naveen Rao。

酝酿已久的Nervana神经网络推理处理器NNP-I,也终于在CES 2019上展露冰山一角,这款据称采用10nm制程工艺和IceLake x86内核的产品,有望在今年量产。

而此前5月宣布的代号为“Spring Crest”的云端AI芯片,按照Naveen Rao的说法,将在2019年下半年向用户开放,同样值得期待。

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除了收购和推新,英特尔还在2017年战略投资10亿美元,用以支持AI创新和发展。

2、自动驾驶:百万地图数据回传,千万汽车搭安全方案

Mobileye也是英特尔高价买来的公司,这笔153亿美元的收购费花的相当值,它帮助在英特尔在自动驾驶领域构建了坚不可摧的壁垒。

根据Mobileye透露的数据,目前有近100万辆汽车正在将地图数据传回Mobileye的云平台,此外还有2万辆后装设备车辆。截止到去年7月,全球搭载Mobileye ADAS安全方案的汽车已经超过了2700万辆。

与业内多推崇的多传感器融合方案不同,Mobileye选择了纯视觉方案,由12个摄像头组成了360度环视视觉感知,没有用一枚毫米波雷达与激光雷达。这也意味着,要做到和对手在精确度上旗鼓相当,Mobileye的计算机视觉技术势必高度成熟。

目前Mobileye的产品线覆盖到前装的EyeQ系列芯片、后装系列和Shield+ADAS产品、高精度地图数据采集和高精度定位的REM(Road Experience Management)以及自动驾驶安全框架RSS(Responsibility-Sensitive Safety)等。

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Mobileye EyeQ5芯片在1月已进入进一步的测试开发阶段,由于汽车芯片的开发周期偏长,EyeQ5预计将在2021年正式装车,据说算力将是EyeQ4的10倍。

Mobileye在ADAS市场继续巩固领先实力。

3、5G:计算和连接并重,从云到端覆盖全产业链

自去年6月5G行业标准确立推出后,整个通讯行业都开始加紧预备即将到来的5G新时代。在2、3、4G时代未能占据鳌头的英特尔,显然不打算错过这块通信领域的大蛋糕。

不同于4G,英特尔认为,5G不再是简单的数据传输,而是一个连接到几十亿台不同设备的全智能网络,“计算”和“连接”一起成为5G的关键词。

5G的特性与英特尔以数据为中心的战略相当契合,英特尔早早开始进行大而全的5G布局,从云到端覆盖整个5G产业链的解决方案。

英特尔在5G领域主要做了三类事:打造全新5G NR基带,推动5G网络边缘智能化,推动云数据中心智能化。

在技术上,英特尔的基带拥有多模的特点,在支持5G的同时,还支持2G、3G、4G的基带。

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2019年下半年,英特尔专门面向5G无线接入和边缘计算的网络系统芯片Snow Ridge(雪岭)也将面世。这款芯片亦采用10nm工艺,允许更多的计算功能分布在网络边缘。

作为国际奥委会全球合作伙伴,我们将在2022年北京冬奥会上,见证英特尔和中国联通合作的5G项目将结出怎样的果。

4、云数据中心:至强成AI新招牌,FPGA生态加速养成中

新一代至强处理器Cascade Lake(先进的AI和存储能力)和FPGA将为新一代云基础设施提供坚实基础。

至强(Xeon)系列处理器原本不是为AI而生,但随着英特尔对AI的不断加重,至强可扩展处理器已经成为支撑AI算力的重要产品。

英特尔新一代至强处理器Cascade Lake已经开始出货,该处理器支持英特尔傲腾数据中心级持久内存和英特尔DL Boost,有助于加速深度学习推理。

针对数据中心,英特尔还推出一款基于10nm工艺的英特尔至强处理器Ice Lake,他有望提供更卓越的性能,以及全新硬件增强型安全功能等,预计将于2020年出货。

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在2015年被英特尔以167亿美元收购的FPGA芯片制造商Altera,成为英特尔FPGA战略的中流砥柱。

英特尔PSG副总裁兼工程设计总经理Ravishankar Kuppuswamy表示,收购FPGA一举,将领先的FPGA技术与英特尔CPU、GPU和技术资产集成在一起,形成新的高增长细分市场。

FPGA在数据中心具有应用广泛、高性能、低功耗、可重构、快速上市的特点。基于对FPGA战略的重视,英特尔迄今为止最大的FPGA创新中心已于去年12月在重庆落地,该中心将从人才培育、项目孵化、应用展示、峰会大赛、产业聚集五个方面培育FPGA生态。

5、PC及其他智能消费设备:出手即王牌,稳定的霸主

当然,无论往哪个方向加大马力,PC仍是英特尔手中的一张王牌。

今年将有重大进展的PC新品包括:满足从普通用户到专业人士需求的第9代英特尔酷睿处理器、今年圣诞季以OEM形式上市的10nm移动PC平台Ice Lake、世界上最小的PC主板Lakefield、以及定义新型高端笔记本电脑的Project Athena创新计划。

英特尔保持一出手就实力惊人的一贯风格。先说全新第九代酷睿处理器产品,为了进一步降低高端用户装机费用,其中一些型号会砍掉核显。

英特尔的移动PC平台Ice Lake,首次集合了英特尔10nm工艺、Sunny Cove微架构、AI加速指令集、第11代核心显卡、Adaptive Sync技术、Thunderbolt 3、WiFi 6、DLBoost指令集,从AI、图显到帧速、传输全面保障用户的高性能体验。

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采用10nm工艺和Sunny Cove微架构的还有全新客户端平台Lakefield,英特尔预告它将在今年下半年投产。它还用了在业界首创的“Foveros”3D封装技术,将Sunny Cove核心和4个基于英特尔Atom处理器核心混合,打造出业界最轻薄的PC主板。

其Project Athena(雅典娜项目)创新计划已然坐拥宏碁(Acer)、戴尔、联想谷歌、三星、华为等合作伙伴,要集高性能、长续航、连接性和美观性于一身,该计划的首批设备预计在今年下半年面世。

从这些业务线来看,英特尔的PC处理器霸主地位依然会坐的相当稳。

三、六大技术战略支柱,围成英特尔的护城河

上述一系列创新产品的亮相,究其内核是对英特尔架构日上提出的六大技术战略支柱的全面展示。

围绕“制程、架构、内存、超微互连、安全、软件”六大支柱,英特尔正从传统的“Tick-Tock”走向更适应未来的新模式,在客户端、云计算和边缘计算领域正推动着新一轮创新。这被《福布斯》杂志评论为是英特尔几十年来最大的转变。

在AI、物联网、自动驾驶等新概念席卷科技圈的同时,半导体工业经典的指导性概念——摩尔定律却陷长期身陷舆论的漩涡。

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技术、工艺和经济成本等问题,让遵循摩尔定律的难度与日俱增,面对甚嚣尘上的质疑声,英特尔的工程师们一次又一次推出创新的产品,为摩尔定律持续提供生命之源。

英特尔 Raja Koduri如是定义摩尔定律,摩尔定律的本质不仅涉及晶体管,而是继续提供全新技术和能力,摩尔定律不会失效,而是衍变成新的形式发展下去,其经济效益将继续存在。

1、制程:10nm军团来袭,摩尔定律还能再战

从英特尔的芯片路线来看,过去50年间,摩尔定律一直是处理器性能提高的法则,从90nm、65nm、45nm、32nm到22nm,每隔18-24个月,同样成本下,集成电路上可容纳的晶体管数量和性能俊辉提升一倍。

此后,尽管从22nm到14m、从14nm到10nm似乎未再遵循两年一升级的铁律,但每次升级的晶体管密度都比上一代提升超过2倍。

在无数人的翘首以盼中,英特尔延宕已久的10nm产品终于揭开神秘面纱。

制程工艺的进化会带来功耗的降低,功耗的降低会催化续航和散热实力的提升,10nm芯片将为产品提供远比14nm芯片更小的尺寸、更高的性能、更强的续航和散热能力。

虽说英特尔的10nm制程工艺推出时间晚于友商,但根据技术密度,英特尔可以说是全面制霸。

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从目前已经透露的芯片产品来看,英特尔的10nm制程布局十分广泛,从客户端、服务器到5G业务线均有覆盖。

在CES上,英特尔研究院院长宋继强告诉智东西,未来一段时间英特尔会主推10nm制程的芯片产品。他还透露,英特尔的7nm工艺正在路上,已研发3年有余。

此前英特尔14nm处理器曾遇供应不足的问题,其CFO兼临时CEO Bob Swan预计年中前解决。

2、架构:迈向多元化设计,异构计算成主流

不过,光有制程工艺的进化并不足以支撑芯片算力的显著增强,架构的创新逐渐扮演愈发重要的作用。制程工艺、架构、内存、封装技术等方面会对芯片性能产生多重影响,对此,英特尔将采取最均衡的方案。

随着对数据处理需求的增长,为了在不明显增加能耗的前提下,实现性能的提升,所有芯片厂商都开始在芯片架构的优化上蓄力。

从早期的以CPU为中心,到通过收购涉足FPGA、ASIC,再到宣布将在2020年推出独立GPU,英特尔正在一步一个脚印,迈向更多元的架构处理器设计,异构计算亦开始登上历史舞台。

在CES上,英特尔重磅发布了Sunny Cove微架构和“Foveros”3D封装技术两大革新产品。

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与以往微架构大不相同,Sunny Cove包含了用于加速AI和加密等专用计算任务的新功能,降低了延迟、增大了缓存、提高了吞吐量。

3、内存:傲腾内存爆红,黑科技让HDD满速

芯片创新的一个务必克服的难关即是内存,随着算法的发展和数据的激增,存储带宽的需求空前增长,数据中心对数据存取的容量、吞吐量、时延、处理复杂度和多样性都提出更高要求。

为了解决存储问题,目前较为流行的方法是3D堆叠技术,即围绕处理器堆叠更多的内存,以解决存储墙的问题。此外很多高校和研究机构正在研究计算存储一体化的新模式,以尽可能的减少数据搬移所造成的能耗。

2017年3月,被疯传已久的黑科技傲腾内存(Optane Memory)终于现出真容,这是英特尔傲腾家族在PC上的首发主打。

傲腾内存处于在硬盘和处理器之间,内置有系统加速驱动器。该驱动器可以自动学习电脑计算行为,智能识别常用档案和数据,并将它们存储在傲腾内存模组,这样就节约了临时调度数据的时间。傲腾内存能在保留超大容量的同时,大幅提升HDD硬盘的读写速度。

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自傲腾内存发布至今,英特尔一直循序渐进的针对傲腾家族做软件和硬件方面的升级。

英特尔在CES上展示了全新的傲腾内存解决方案,即将傲腾固态盘与QLC 3D NAND芯片整合,降低对最常用数据的访问延迟。

从2018年的财报来看,傲腾和3D NAND所在的NSG事业部实现了25%的增长。

这些对平台和内存的改进重塑了内存和存储层次结构,从而为系统和应用提供了完善的选择组合。

4、超微互连:封装技术大突破,实现不同工艺内核重组

要实现大规模异构计算格局,芯片间的互连至关重要。在芯片级别的封装和裸片互连,需要先进的互连技术来完成IP模块间以及封装间的通信。

随着AI、5G等先进技术的迅速发展,人们需要存储和处理的数据量正呈现爆炸式增长,5G基础设施、数据中心间的通信亦需要领先互连技术的支撑。

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2018年,英特尔推出了超强的“胶水封装”技术——嵌入式多芯片互连桥接(Embedded Multi-Die Interconnect Bridge,EMIB)封装技术。这一突破性技术,可以将不同工艺制造的CPU、GPU、内存等封装到一个处理器中,比起传统的2.5D封装技术设计更加简单。

随后在架构日上,业界首创的“Foveros”3D逻辑芯片封装技术再度震惊四座。这一技术首次引入3D堆叠的优势,可实现在逻辑芯片上堆叠逻辑芯片。

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Foveros和EMIB封装技术相结合,可以将不同规格的芯片IP灵活组合在一起,而且摆脱了芯片架构和工艺间捆绑的束缚,让工艺和架构的分离成为可能,以一种小巧且低功耗的产品形态实现高性能。

OEM厂商可以根据自身实际需求去进行个性化定制芯片,这一突破性的技术飞跃有望改变各云数据中心。英特尔预计从今年下半年开始推出一系列采用Foveros的芯片产品。

5、安全:快速解决安全漏洞,RSS技术成自动驾驶典范

去年年初,熔断(Meltdown)和Spectre(幽灵)这两组CPU漏洞引发的巨大风波,在英特尔的快速修复中归于平静,并为英特尔乃至整个科技圈敲响了警钟。

安全,成为英特尔在设计产品的过程中至关重要的考虑因素。除了就安全问题持续更新软件和硬件,英特尔还在去年4月将优秀的安全人才汇集在一起,成立新的产品保障与安全部门(IPAS),以更好地为客户保驾护航。

同样,关乎人生命安全的自动驾驶,也对安全有着不容差错的极高要求。英特尔Mobileye以安全为先驱动自动驾驶,开发责任敏感安全模型(Responsibility Sensitive Safety,RSS)技术,用数学计算来界定安全状态,确保自动驾驶不会引发事故。

据CES上公布的信息,多国政府和行业已将RSS视作自动驾驶汽车安全的典范。

6、软件:完美适配硬件,最大化性能发挥

英特尔意识到,硬件每一个数量级的性能提升,软件有望带来两个数量级的性能提升。此前,英特尔推出了一系列通用工具集,帮助用户最大化利用英特尔各种硬件。

除了支持主流AI开源框架的nGRAPH平台、在大数据集群中进行深度学习应用的BigDL、在边缘部署机器视觉和深度学习能力的OpenVINO软件包,英特尔还在架构日发布了One API项目。

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该项目包括一个全面、统一的开发工具组合,以将软件匹配到能最大程度加速软件代码的硬件上,可以在单一开发环境之下,简化跨CPU、GPU、FPGA、AI和其它加速器的各种计算引擎的编程。这款软件的公开发行版本也将在今年发布。

结语:新时代的英特尔,英特尔的新时代

走过五十载沧桑岁月,英特尔依然是世界上最有影响力的科技公司之一,从引领硅谷“技术至上”和“人才至上”的企业文化,到如今重磅提出六大技术战略,英特尔一直以坚定而无畏的精神力,在创新和制造的道路上一往无前。

从激烈竞争中走出来的英特尔,保持着对新时代的警觉,以其非凡的执行力果断转身,为数据和计算未雨绸缪,以适应未来多元化时代的计算需求。建立在制程、架构、内存、超微互联、安全和软件这六大创新引擎的技术支柱上,英特尔已为未来制定了更加明晰的方向。

从云端到网络到边缘,英特尔过硬的技术实力将作为科技行业重要创新和进步的基石,为传统的PC以及刚刚起航的AI、5G、自动驾驶,持续输出可靠的产品,帮助解决世界上极其艰巨的问题和挑战,通过源源不断地创新为智能互联的新时代奠定基础。