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Programmierbare Chips für KI und 5G AMD will Xilinx

| Autor / Redakteur: Anna Kobylinska und Filipe Pereia Martins* / Ulrike Ostler

Die Akquisition von ARM durch Nvidia setzt seine Rivalen kräftig unter Druck. Insiderberichten zufolge geht AMD auf Einkaufstour. Die Industrielegende Lisa Su, Geschäftsführerin der flinken Halbleiterschmiede, will sich nun bei der kalifornischen Xilinx einkaufen. Bleibt am Ende in der Chip-Industrie alles Wichtige vielleicht doch noch in einer Familie?

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Dr. Lisa Su, Geschäftsführerin bei AMD, ist eine Legende der Chip-Industrie, wie einst Intels Gordon Moore und Andy Grove.
Dr. Lisa Su, Geschäftsführerin bei AMD, ist eine Legende der Chip-Industrie, wie einst Intels Gordon Moore und Andy Grove.
(Bild: AMD)

Im Laufe der vergangenen fünf Jahre hat AMD (Advanced Micro Devices aus dem kalifornischen Santa Clara) seiner Nemesis Intel Marktanteile abgejagt, im Rechenzentrum wie auch auf dem Desktop, und brachte es im Juli 2020 schließlich im globalen Maßstab erstmals auf knapp 11 Prozent des Serverraums.

AMD-Chips der Familie „Epyc“ stecken in Server-Racks wie der „Poweredge“-Familie von Dell EMC, sie werkeln in Datacenter von Unternehmen wie Twitter, in HPC-Architekturen der Exascale-Klasse wie „HPE Cray Shasta“ und nicht zuletzt sind sie bereits intern bei allen drei führenden Cloud-Hyperscalern GCP, Microsoft Azure und AWS im Einsatz.

Der Supercomputer „El Capitan“ von der HPE-Tochter Cray soll dank der „AMD Epyc“-Prozessoren, „AMD Radeon Instinct“ GPUs und des „AMD Interconnects Infinity Architecture“ bei der Inbetriebnahme im Jahre 2023 eine Fließkommaleistung von mehr als zwei ExaFlops erreichen.
Der Supercomputer „El Capitan“ von der HPE-Tochter Cray soll dank der „AMD Epyc“-Prozessoren, „AMD Radeon Instinct“ GPUs und des „AMD Interconnects Infinity Architecture“ bei der Inbetriebnahme im Jahre 2023 eine Fließkommaleistung von mehr als zwei ExaFlops erreichen.
(Bild: AMD/ HPE)

Im Jahre 2023 möchte die HPE-Tochter Cray ihren Supercomputer „El Capitan“ mit AMD Epyc-Prozessoren, „AMD Radeon Instinct“ GPUs und „AMD Interconnect Infinity Architecture“ als die voraussichtlich schnellste Maschine der Welt ausliefern. El Capitan soll bei der Inbetriebnahme eine Fließkommaleistung von mehr als zwei ExaFlops erreichen (und, nebenbei erwähnt, ohne Nvidia und Intel auskommen).

In den CPUs „Genoa“ mit Zen-4-Kernen testet AMD die Grenzen der Machbarkeit in 5-Nanometer-Prozesstechnologie. Bereits im Jahre 2021 soll ein Vorläufer von El Capitain, getauft auf die Bezeichnung „Frontier“, im Rechenzentrum des Oak Ridge National Laboratory hochfahren.

Hart am Wind gesegelt

Dr. Su hat ihre Art, hart am Wind zu segeln, zur wahren Kunst erhoben: „Die nächsten fünf Jahre werden spannender sein als die letzten fünf“, orakelt Lisa Su, AMDs Geschäftsführerin, eine Legende der Chip-Industrie. Die ersten fünf Jahre ihrer Amtszeit waren bereits mehr als spannend genug. Unter der Leitung von Su ist die Chip-Schmiede nur ganz knapp einer Katastrophe entkommen.

AMD hatte zuvor Jahrzehnte lange im Schatten von Intel ein recht friedliches und bedeutungsloses Dasein gefristet, bis sich die kleine Chip-Schmiede an der Akquisition der Nvidia-Nemesis ATI Technologies übernommen und dann die eigene Chip-Roadmap verfehlt hatte. Einmal unter einem Schuldenberg begraben, steuerte AMD entschlossen auf den Bankrott zu als Su an die Führungsspitze kam.

Unter der Leitung von Dr. Lisa Su konnte sich der Aktienkurs um über 3.000 Prozent steigen.
Unter der Leitung von Dr. Lisa Su konnte sich der Aktienkurs um über 3.000 Prozent steigen.
(Bild: AMD)

Die promovierte Ingenieurin der Elektrotechnik hatte sich zuvor bei Texas Instruments, Intel und Freescale Semiconductor (einem Offshoot von Motorola) ihre Sporen verdient. Mit einer neuen Technologie-Roadmap konnte sie bei AMD bald noble Großabnehmer gewinnen und den drohenden Konkurs rechtzeitig abwenden.

Seither hat sie die Jahre mit dem Abbau astronomischer Schulden ihrer Vorgänger zugebracht und konnte die Marktkapitalisierung schlussendlich auf knapp 100 Milliarden Dollar bringen. Den Aktienkurs hat sie um über 3.000 Prozent gesteigert und damit einen der besten Resultate des Aktienindexes S&P 500 erzielt (Der Aktienindex Standard & Poor’s 500 enthält die Aktien von 500 der größten börsennotierten US-amerikanischen Unternehmen und gehört zu den meistbeachteten Aktienindizes.)

Mit dem geballten Vertrauen der Börse geht AMD unter der Leitung von Su jetzt wieder auf Einkaufstour. Als bevorzugter Kandidat für eine Übernahme gilt der Chip-Innovator Xilinx aus dem kalifornischen San José.

Programmierbare Chips

Xilinx hat die Chip-Industrie mit Erfindungen wie der ersten FPGA (Field Programmable Gate Array, siehe dazu den IT-Basiswissen-Artikel „FPGAs“, programmierbaren SoCs und ACAP (Adaptive Compute Acceleration Platform) nach vorne gebracht.

Xilinx trumpft mit einmaliger KI/ML-Expertise, die sich zum Teil mit jener von Nvidia überschneidet. Xilinx FPGAs finden als KI-Beschleuniger in großen Datacenter Zuspruch. Der einzige andere relevante Anbieter konkurrenzfähiger FPGAs ist Intel, doch seit der Akquisition von Altera Corp. in 2015 ist dort die Luft heraus (siehe dazu auch: „Der gnadenlose Kampf um die bessere KI-Leistung. FPGAs statt GPUs?“).

Xilinx zählt zudem zu den Pionieren der 2,5-D-Package-Technologie. Auch diese Erfahrung dürfte sich für AMD in barer Münze auszahlen. Doch die wahre Perle im Xilinx-Portfolio ist „Versal ACAP“, eine Technologie mit weitreichender Bedeutung für KI und 5G.

Xilinx gilt als kerngesund und hat durch den Verkauf an AMD nichts offensichtlich Begehrenswertes zu gewinnen. „Xilinx ist einer der letzten großen übernahmefähigen Vermögenswerte der Halbleiterindustrie“, kommentierte Chris Rolland, Analyst bei SIG. Auch Qualcomm und Broadcom könnten an einer Übernahme Interesse bekunden.

Xilinx, der Erfinder der FPGAs, hat sein Hauptquartier in San José, im kalifornischen Silicon Valley.
Xilinx, der Erfinder der FPGAs, hat sein Hauptquartier in San José, im kalifornischen Silicon Valley.
(Bild: Xilinx, Inc.)

Das könnte für AMD teuer werden. Insidern zufolge habe AMD der Xilinx-Führung eine Summe von 30 Milliarden Dollar in Aussicht gestellt. Xilinx-Aktionäre dürften auf einen Aktientausch mit der Nase rümpfen. AMD müsste sich dann eine neue Schuldenlast aufbürden.

Zum Vergleich: Die folgenschwere Akquisition von ATI Technologies im Jahre 2006 hat magere 5 Milliarden Dollar gekostet und AMD nahezu in den Bankrott getrieben. Nvidia zahlt für AMD 40 Milliarden.(zu den Hintergründen siehe: „Mit RISC zum allgegenwärtigen Rechenzentrum, Wird ARM ein Teil von Nvidia?“)

Doch anders als zum Zeitpunkt der folgenschweren ATI-Übernahme braucht sich AMD heute, um die Aufrechterhaltung eigener Produktionskapazitäten nicht den Kopf zu zerbrechen. Das Unternehmen ging wie viele andere in der Branche „fabless“ (hat also nur IP, aber keine eigenen Produktionsanlagen für die Massenfertigung). AMD und Xilinx sind beide Großkunden der taiwanesischen Halbleiterschmiede TSMC.

Alle Augen auf Fernost

Laut einem aktuellen Bericht der Reuters-Agentur vom 13. Oktober 2020 soll China seinem Nachbarstaat Taiwan für den fortschreitenden Ausbau seiner Verteidigungskapazitäten mit militärischer Vergeltung gedroht haben. Taiwans Souveränität ist seinem großen Nachbarn ein Dorn im Auge. Denn der kleine Tigerstaat hat, was alle Industrienationen brauchen: TSMC, den fortschrittlichsten Chip-Hersteller der Welt mit dem bis heute modernsten, einzigartigen Halbleiterprozess.

TSMC fertigt Chips für die ganze Crème-de-la-Crème der Chipindustrie leise vor sich hin: Nvidia, ARM, AMD, Xilinx, AWS, Apple, Broadcom, Qualcomm, Texas Instruments, für die japanischen Halbleiterschmieden Renesas und Sony und sogar für Intel selbst. Auch europäische Chip-Hersteller einschließlich der amerikanisch-niederländischen NXP Semiconductors aus Eindhoven sind auf die taiwanesische TSMC angewiesen.

Die aktuelle CPU-Roadmap von AMD (vom März 2020) steht und fällt mit der Unabhängigkeit der taiwanesischen TSMC; denn die Fertigungslinie in Arizona wird nicht vor 2024 anlaufen.
Die aktuelle CPU-Roadmap von AMD (vom März 2020) steht und fällt mit der Unabhängigkeit der taiwanesischen TSMC; denn die Fertigungslinie in Arizona wird nicht vor 2024 anlaufen.
(Bild: AMD)

„Selbst eine rein erfolglose Invasion Taiwans würde die[se] Lieferketten unterbrechen“, warnt David Arase, ein Professor für internationale Politik am Hopkins-Nanjing-Zentrum der Johns Hopkins University School of Advanced International Studies. (Intel hatte die Umstellung auf den 10 Nanometer - und dann auch noch jene auf den 7 Nanometer-Produktionsprozess bekannterweise komplett vermasselt und macht bisher keine Anstalten, den verlorenen Boden wiederzugewinnen.)

Chinas eigene Halbleiterschmiede, SMIC, kann sich mit der Expertise ihres taiwanesischen Rivalen – ungeachtet des jahrelangen und zum Teil sogar freiwilligen Technologietransfers – immer noch nicht messen. Denn der Sprung von dem 10nm- auf den 7nm-Prozess steht und fällt mit einer Lithografie-Technik der niederländischen ASML Holding N.V.. Der Zugang zu dieser Technologie bleibt China auf Grund geopolitischer Machtspiele bisher versperrt. Der Unmut der Planer der Volksrepublik spitzt sich daher zu.

Der Wert der Akquisition einer Chip-Schmiede wie Xilinx durch AMD steht und fällt mit der Unabhängigkeit von TSMC. Sollte TSMC in chinesische Hände fallen, würde sich der Wert der Akquisition für AMD schnell relativieren.

Xilinx ist kein Schnäppchen

Der Zusammenschluss von AMD mit Xilinx würde dem neuen Konzern bei TSMC auf Grund von Skaleneffekten sicherlich bessere Konditionen verschaffen und ein Gegengewicht zu NVIDIA mit Arm und Mellanox bilden. Jensen Huang, Gründer und Geschäftsführer von Nvidia (HUANG RENXUN), und AMDs Geschäftsführerin Su (SU ZIFENG) sind im Übrigen verwandt.

Jensen Huang, Gründer und Geschäftsführer von Nvidia, ist mit der AMD-Chefin Dr. Lisa Su verwandt. Beide Führungskräfte wurden in derselben Stadt in Taiwan geboren.
Jensen Huang, Gründer und Geschäftsführer von Nvidia, ist mit der AMD-Chefin Dr. Lisa Su verwandt. Beide Führungskräfte wurden in derselben Stadt in Taiwan geboren.
(Bild: Nvidia)

Beide IT-Führungskräfte der rivalisierenden Chip-Anbieter wurden in derselben taiwanesischen Stadt Tainan sechs Jahre nacheinander geboren. Einer der Großväter von Su und die Mutter von Huang sind laut taiwanesischen Medien Bruder und Schwester. Familienfehde kennt keine Grenzen?

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