【散熱劃時代革命-液冷散熱】
時間：2021/8/1
發文：NO.1287篇
大家好，我是 LEO
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❖晶片效能越強-解熱難度越高
隨著半導體晶片發展-體積越來越小，電晶體密度越來越高，逐漸朝向高性能，超薄，微型化發展，電子元件散熱的空間越來越小，單位面積內所產生的熱能卻越來越高，無論是手機、電腦發熱發熱密度皆呈現指數級增長，此外，加密貨幣挖礦場，大型伺服器與資料中心，高階CPU、GPU產生的熱能更為驚人，如果熱能不能快速有效散出，輕則影響效能，嚴重會導致電腦或手機產生「電子遷移效應」，導致當機無法工作。
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❖台積電未雨綢繆超前部署
今年7月台積電在超大型積體電路 (VLSI) 研討會，展示晶片水冷研究結果，採用水通道直接引導到晶片，藉此提高晶片散熱效率。聽起來覺得不可思議，為什麼突然做這項研究？傳統晶片散熱-在晶片上塗導熱矽脂，將熱量傳到散熱器底部，導熱管、水冷管再將熱量導到鰭片，最後風扇將鰭片的熱量吹走，完成散熱。
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但是，若未來晶片採用 3D 堆疊技術，最新的SoIC先進封裝可以任意組合各種不同製程的晶片，除了記憶體甚至還能直接將感測器一起封裝在同一顆晶片裡面，線路的密度將是2.5D的1000倍，散熱就會遇到大瓶頸。
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3D堆疊晶片設計更複雜，更小的微縮製程，把晶片一層一層的堆疊起來，中間部分難以有效散熱，所以台積電的研究人員認為，解決方法就是讓水在夾層電路間流動，讓水直接從晶片內帶走熱量，這是最有效的方案，這裡指的水並非一般純水，而是不會導電的介電液，實際上操作起來非常複雜且昂貴，目前處於研究階段，這顯示出解決晶片散熱問題，將是半導體產業未來重要發展趨勢之一。
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❖晶片改朝換代推動-伺服器新設計
我們從上面描述可以知道新晶片設計只會更小，更複雜，更熱，而伺服器產業面臨的問題會更大，試想大型資料處理中心，裡面有多少伺服器？多少高階CPU、GPU都是24小時不斷電持續運作，龐大的熱能如何處理？當處理器的瓦數越來越高，一般來說，處理器的熱設計功耗超過240W就很難用風扇(氣冷)來解決，偏偏霸主Intel或是AMD新一代處理器動輒超過270甚至280W，現在馬上面臨到需要液冷散熱來帶走熱量。
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❖跟著產業霸主的方向走準沒錯
Intel在伺服器市場，主流解決方案以x86架構為主，全球 CPU市占率約 92%左右。未來Intel 仍將保持產業龍頭的地位，圍繞它的 CPU平台的升級仍是影響伺服器硬體產業鏈周期性變化的關鍵因素。
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2021 年第一季開始Intel最新的 Whitley Ice Lake 的處理器已向資料中心業者小量出貨，第二季開始放量，到第四季預估將占總出貨量的 40%，滲透率將大幅且快速提升，下一步，Intel英特爾預計 2022 年初量產支援 PCIe Gen5 的 Eagle Stream 平台，將會加速升級資料傳輸速度。
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❖英特爾正式將水冷散熱放進白皮書
有趣的事情來了，產業龍頭也意識到新平台-散熱問題非常棘手，2020年Whitley平台是intel「首度」將水冷頭(注意：非浸沒式)納入技術白皮書，更誇張的事情是未來的新平台 Eagle Stream第一顆CPU Sapphire Rapids至少 300W以上，甚至將來很多GPU會達到500瓦甚至700W以上，水冷散熱方案成為唯一解方，冷卻液監控主機(CDU)與水冷頭(覆蓋在處理器上方的水冷散熱片)全世界只有三家廠商通過Intel認證，台灣的廣運(6125)是唯一兩項全拿的合格供應商。
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❖節能減碳-省電又可以賺積分
歐盟在7月剛通過55套案，其中碳邊境調整機制，又稱碳關稅，預計自2023年起試行，2026年正式實施，先從鋼鐵、電力等產業先行，但是用電大戶的資料中心無法置身事外，跟大家分享一個數字會比較有概念，2017年中國數據中心總耗電量為1200-1300億KW，超過三峽大壩與葛洲壩電廠2017年全年發電量總和(分別為976億KW、190億KW)，占中國總發電量的2%，到了2025年資料中心耗電將高達 3842億KW，占全中國總發電量的 6%，這隻吃電怪獸肯定會被盯上，高排碳業者會被課較高關稅(碳關稅)，將進一步帶動資料中心業者積極導入液冷散熱達到「省電」與「節能減碳」的效果，甚至有望仿效電動車Tesla透過碳積分來挹注獲利，可望大幅提高液冷散熱滲透率。
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❖水冷散熱技術門檻高-不簡單
2021年3月26日雲端資料中心伺服器開發商---緯穎科技宣佈，參與資料中心液冷廠商LiquidStack的A輪融資，並取得一席董事席位，其實早在2019年緯穎就與3M合作開發液冷方案，但是3M的電子氟化液是非導電-介電液是一種專利配方，掌握在3M手中，未來耗材都需向3M購買補充，入股LiquidStack可望取得自主技術。
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大家知道這種-不導電的「介電液」有多貴嗎？1公斤要價100美元，一個180KW的機櫃光是介電液裝滿就要價1000萬，重點是這個介電液每年都會耗損，需要定時補充，這樣就知道賣水的概念有恐怖、有多賺了吧，得介電液者得天下。
就算目前短期重點放在一般的「冷卻水」，得到英特爾認證的兩款冷卻水，一個櫃的成本大約7~8萬元，廣運集團研發成功的介電液打七折賣，一公斤70美元就相當有競爭力，而冷卻水一個櫃更只需要8000元，重點是水要通過認證，水在管線裡面跑如何恆久不變質？裡面還必須添加抗凍劑、苔癬抑制劑等特殊配方，是不是很多眉角！這些都是LEO深入研究去挖出來的。
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❖廣運(6125)上中下游整套系統全部整合
目前有三大產品線，水冷背門(20~25萬)/櫃，水冷頭(100~150萬)/櫃-目前英特爾首度放入新平台技術白皮書，已通過Intel認證，浸沒式機櫃(1000萬)/櫃，此外還有最重要的冷卻液監控主機(CDU)它是水冷散熱技術的根源，還有各種耗材、管線、冷卻水、介電液都是未來的發展重點。
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傳統散熱模組雖然便宜，一個42U的機櫃，風扇加散熱模組成本頂多台幣8~10萬，但將來水冷變成剛性需求，水冷頭機櫃，水對氣120~150萬/櫃，水對水90~120萬/櫃，全球的資料中心大約有 500萬櫃，每年新增30萬櫃左右，大家可以算看看，這產值增速有多恐怖。
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目前全世界只有2家公司有能力量產伺服器等級水冷頭機櫃，雙鴻、超眾這些傳統大廠要跨入最難的CDU(水冷監控主機)至少需要5年以上的參數與經驗值，而廣運的陳總已經深耕30年的散熱產業經驗，水冷頭機櫃的五大關鍵零件--廣運擁有四項(CDU、水冷頭、分岐管、制冷背門)盲插或快接頭，這個產業很新，很多法人也還沒那麼了解，有很多眉角，很多技術秘密，篇幅有限今天LEO就先介紹的這邊。
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如果大家想知道更多關於這個新的「水冷散熱產業」訊息，請鎖定 LEO股民當家團隊的頻道喔，⧉傳送門在下方↓
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天佑台灣，疫情早日結束❤️

0706紐約時報

*【Covid-19實時更新】
#盧森堡首相Xavier Bettel因血氧濃度低而住院，病情“嚴重”，但狀態穩定。Xavier Bettel在上個月底參加歐盟峰會後不到 10天，即出現感染症狀被送往醫院。
#英格蘭計畫解除絕大多數疫情限制。英國首相強森表示，英格蘭將很有可能在7月19日取消與疫情有關的絕大多數限制。蘇格蘭、威爾斯和北愛爾蘭將分別行動，但時間線將基本一致。根據時報資料庫，英國是當前全球疫苗接種比例最高的國家之一，至少有一半英國人已經完成接種，在英格蘭，86%的成年人至少注射過一劑。與此同時，該國周日報告了2.4萬宗新病例，是自今年2月初以來的最高值，但住院和死亡人數保持穩定。
#德國將葡萄牙、英國、俄羅斯、印度和尼泊爾從被評為旅行風險最高的國家名單中刪除，以促進旅遊業，解除令於週三生效。
#數百名義大利醫療工作者控告當地衛生當局，因他們拒絕施打Covid-19疫苗而被停職。
#拜登總統週日表示，接種冠狀病毒疫苗是美國人可以做的“最愛國的事情”。在對參加白宮南草坪七月四日派對並在全國播出的人群發表講話時，他說美國正在走出大流行的黑暗，但強調尚未完全清除它。
#在義大利拉齊奧地區（包括羅馬）衛生當局組織的一項接種工作中，近 900 人利用夜間疫苗接種活動替“社會邊緣、最脆弱的人群”接種疫苗。
#大都會歌劇院與舞台工作人員就大流行病的薪酬達成協議。
https://www.nytimes.com/live/2021/07/05/world/covid-19-vaccine-coronavirus-updates?type=styln-live-updates&label=coronavirus%20updates&index=0&action=click&module=Top%20Stories&pgtype=Homepage#luxembourgs-prime-minister-is-hospitalized-in-serious-condition-with-low-blood-oxygen-levels

*【美國互聯網巨頭聯合致信香港政府：修訂資料安全法將考慮退出香港】
此前當局提議修改《個人資料（私隱）條例》，以打擊2019年抗議運動中對員警的人肉搜索行為。總部位於新加坡的亞洲互聯網聯盟代表蘋果、亞馬遜、穀歌和Facebook等公司表示，新規將“嚴重危及言論和通訊自由”，並使科技公司員工面臨法律風險，而免受懲罰的“唯一辦法是避免在香港投資和提供服務”。
https://www.nytimes.com/2021/07/05/technology/hong-kong-doxxing-national-security-law.html

*【中國打壓滴滴提醒是北京掌權】
從投資者寵兒到政府整治目標，滴滴事件說明瞭什麼？自滴滴赴美上市後，北京先是叫停了該軟體的新使用者註冊，隨後又勒令其從應用商店下架。另外兩家近期在美國上市的公司旗下的軟體也同樣面臨網路安全審查。這場監管閃電戰的最新戰線燒向了隱私和網路安全，但它背後的資訊很明確：政府有權監管企業，不管你在哪運營、在哪上市。
https://www.nytimes.com/2021/07/05/technology/china-didi-crackdown.html

*【技術冷戰中，中國得不到的“最複雜機器” 】
一家荷蘭公司製造的巨型機器被認為是生產最先進的晶片所必需的，業內判斷中國至少需要10年才能自主製造類似機器。特朗普政府已成功遊說荷蘭限制向中國出口該設備。
https://cn.nytimes.com/technology/20210705/tech-cold-war-chips/

*【觀點：中國已經崛起，與它競爭也許是件好事】
紐約時報編委會成員Farah Stockman寫道，與其將同中國的競爭視為一場零和遊戲，美國可以採取一種競爭方式，激勵我們對我們的人民進行投資，而這本來是我們一直應該做的。
https://cn.nytimes.com/opinion/20210705/china-us-competition/

*【日本熱海土石流已造成四人死亡，仍有超過80人失聯】
這個位於富士山附近的溫泉度假小鎮上週末遭遇創紀錄降雨，72小時內降雨量達到7月降雨量均值的170%，隨後爆發山體滑坡，100多座房屋被摧毀。視頻顯示，土石流沖入街道，汽車像玩具一樣被撞開，人們驚惶地尋求庇護所。當局表示，正在考慮公佈仍下落不明的數十人的名單，以確定他們是否受困。
https://www.nytimes.com/2021/07/05/world/asia/atami-japan-mudslide.html

*【黎巴嫩經濟危機惡化，貨幣貶值90%】
在貝魯特港口大爆炸和新冠大流行的雙重夾擊下，該國經濟危機進一步加深，糧食和藥品陷入短缺，失業率飆升。世界銀行指出，黎巴嫩的金融危機可能是19世紀中期以來世界上最嚴重的三次危機之一。
https://www.nytimes.com/2021/07/05/world/middleeast/lebanon-economic-crisis.html

*【特斯拉稱，自動駕駛儀使汽車更安全，但車禍受害者指責其有致命危險】
加州有民眾控訴，因特斯拉撞上皮卡，讓他們失去了15歲的兒子，他們提告特斯拉，聲稱該公司的自動駕駛系統該負擔部分責任。
https://www.nytimes.com/2021/07/05/business/tesla-autopilot-lawsuits-safety.html

*【美國的野火有多嚴重？就連夏威夷也在與災難搏鬥】
夏威夷可能擁有熱帶森林，使部分島嶼成為地球上最潮濕的地方，但它也越來越容易受到野火的影響。大雨促進了牧草大批生長，而乾燥炎熱的夏季使它們非常易燃。類似於美國西部，最近幾週發生了數十場大火，而且由於極端天氣模式和氣候變化，多年來火災季節變得更糟，今年夏天，大約三分之二的夏威夷面臨著異常乾燥的條件。最近的一些火災，特別是在大島和毛伊島，摧毀了約 10,000 英畝的地區。
https://www.nytimes.com/2021/07/05/us/wildfires-hawaii-drought.html

*【佛羅里達州部分倒塌的公寓樓的殘存部分將爆破拆除後恢復搜索】
佛羅里達州瑟夫賽德倒塌公寓現場又發現了四具屍體，救援人員在大樓的其餘部分被拆除後重新開始搜索，目前死亡人數達到28人。邁阿密-戴德縣縣長Daniella Levine Cava稱進入第12天的行動為“救援”，而非“恢復”，希望能找到生還者，不過目前沒有好消息。週日晚些時候，拆除專家在部分倒塌的公寓內進行內爆處理，因為擔心殘留部分的架構不穩定，可能會在熱帶風暴推進的強風下倒塌，週六暫停工作的搜救人員，再度獲准在坍塌現場進行搜救工作，還有許多痛苦的家庭，仍在等待100多名失踪者的下落。
https://www.nytimes.com/live/2021/07/05/us/miami-building-collapse-update

*【一架載有96人的菲律賓軍機墜毀】
菲律賓官員說，一架載有96名士兵和機組人員的菲律賓空軍飛機周日在南部約洛島墜毀。至少50人喪生，其中包括3名地面平民，救援人員擔心死亡人數恐會攀升。
https://www.nytimes.com/2021/07/04/world/asia/philippines-plane-crash.html

5G與邊緣互為體用 體現完美分散式運算

讓網路智能邁向邊緣網路

【作者： 籃貫銘、王岫晨】 2020年07月31日 星期五

分散式的概念由來已久，尤其從有網路以來，資料的運算和儲存架構就不斷的朝向「去中心化」發展。到了物聯網時代，這個模式更成了理所當然和不可或缺的系統建置架構。

最初，分散式運算（Distributed computing）的提出，就是一種基於多計算機以網路連接的運算系統。基本上就是使用一組電腦，透過網路互相連結並通訊，之後運用軟體的控制機制，讓它們形成一個大型的運算系統，已完成更大的運算目標。

也因此，這種形式的系統運作思維，就是要把一個需要大量計算的工程資料，分割成諸多小塊，再分給多台電腦個別去計算，接著再上傳運算結果，最後統一合併成資料結果。

所以可想而知，傳統的分散式運算是站在降低整體成本的思維來進行，就目的而言，仍是集中式的思考，只是在運算手段上採用了分散的形式，著名的蛋白質藥物運算專案Folding@home，就是在這種架構下執行的一項任務。

跳脫傳統框架 物聯網實現真正分散式運算

然而目前的物聯網則完全跳脫了傳統的框架，它們本身就不存在一個被指定的巨大任務，因此在設計上就顯得更加自由，架構上當然也更加彈性，因此物聯網可以說是真正的實現了分散式運算的理念。

首先，在本質上，物聯網就是一種去中心的架構，它透過有線和無線的網路系統，將各式的裝置連結起來。儘管在這個架構中，所有的裝置連結成一個大網路，但網路中的每個節點裝置都是獨立運行，有各自的功能與目標。

連結成網的目的，則是要打破物與物溝通的藩籬，讓彼此的運行可以更緊密，同時應用的深度也更加貼近實際的需求。

再者，從技術上看，物聯網裝置本身也需要一定的運算力，才能運行前端種種的功能，而且物聯網裝置經常會產生許多的數據，這些資料的處理、傳輸、儲存也會提供對端點裝置運算力的需要。也因此，分散式運算的功能在物聯網應用中更顯重要。

而物聯網的分散式運算技術應用中，邊緣運算則是當前最受關注的一環，它可以說是實現智慧物聯（AIoT）應用的關鍵技術，甚至也是把人工智慧帶進人們日常生活的重要技術，因此，包含AWS、英特爾、NVIDIA與Microsoft等大型的科技公司，紛紛鎖定邊緣運算的技術與應用，最為其在物聯網時代的主要服務項目，積極投入邊緣晶片與邊緣平台的開發。

根據市場研究公司technavio的研究，全球2019至2023年全球邊緣運算市場的年複合成長率（CAGR）將近41%，市場規模將達到57億美元。而其主要的驅力則來自於對於「去中心化」的運算力需求，藉此減低因數據傳輸路徑過長所造成的決策延遲。

另一方面，萬物聯網的時代，必然出現數據資料量爆炸性成長的情況，這不僅考驗網路基礎建設與傳輸技術，同時數據的儲存與隱私問題也會變成發展的挑戰。也因此「分散式儲存」和「分散式帳本」的技術與應用，也將隨之而來。

而隨著全球5G陸續啟用之後，尤其是5G的低延遲與大連結的技術，更是有助於提升分散式運算的性能，對於上述種種的分散式運算技術與應用，將會刺激其進一步的加速發展，並成為未來幾年內重要的市場成長驅力。

分散式運算的最佳體現

提起分散式運算，智慧手機算是最典型的一個代表產物了。越來越強大的運算功能，可以由使用者隨身攜帶，真正做到隨時隨地、不同空間的異地運算。特別是隨著5G問世，更大的通訊頻寬，使得更為強大的分散式運算成為可能，並開啟更多全新的應用體驗。我們可以說，去中心化的邊緣運算，就是實現分散式運算的最佳體現方式。

Marvell 首席架構師 George Hervey指出，當我們邁向「始終在線，始終連接」（Always On，Always Connected）模式的更進階階段時，智慧手機已經成為生活中不可或缺的一部分。我們的手機提供即時的資料和溝通媒體存取，這樣的存取方式影響我們的決定，最終左右我們的行為。這便是分散式運算的全新意涵。

思科預計，到了 2022 年，全球行動網路將會支援超過 120 億部行動裝置及物聯網連線。而這些行動裝置將會支援更多元的功能。如今，我們的手機已然取代許多小工具並提供諸多服務。如果您的手機可以提供 Apple Pay、Google Pay 或執行電子支付，那麼便無需隨身攜帶皮夾。如果手機可以開車門並且啟動汽車，或是可以打開車庫的門，那麼就無需隨身攜帶車鑰匙。目前，應用程式已經涵蓋即時串流服務，可提供 VR/AR（虛擬實境/擴增實境）體驗和即時分享等服務。未來的服務和應用程式似乎可以滿足無限的想像，不過它們的發展需要新世代資料基礎架構的支援與協助。

對於邊緣智能的需求

網路連線能力和流量成長都在持續提升，原因是新型數據密集應用程式的採用率的提升，造成對頻寬以及更高智慧基礎架構的需求。這樣的基礎架構可以透過智能辨識特定的應用程式和基礎架構需求，並且在必要時提供邊緣的處理作業。隨著Multi-Gigabit 乙太網路和 400GE 骨幹連線的進步，網速也獲得提升，但最新的 5G 和 Wi-Fi 科技可用頻寬卻持續造成回程傳輸中的瓶頸。

George Hervey說，邊緣處理有助於避免大量資料跨網路移動。這種更高階的網路智能可以讓網路在無須使用者介入的情?下提供複雜的軟體定義基礎架構管理、管理推論引擎、應用相關策略。最重要的是可提供主動式的應用程式功能。 透過使用具有低延遲性、高可靠度和安全性的基礎架構提供幾乎即時的互動式平台，使用者體驗將會獲得提升。

伴隨對頻寬的需求迅速激增，該怎麼有效在大範圍內解決這個問題呢？在平行處理雲端資料中心時發現，要擴展並處理新增的頻寬和大量節點，可以在網路邊緣新增處理作業。這個方法可以在資料中心完成，方法是透過使用智慧網卡（smartNIC）從伺服器卸載複雜的處理工作，包含封包處理、安全性、以及虛擬化。 另一個相似的方法可在電信業者網路中達成，方法是透過部署位於邊緣的SD-WAN/uCPE/vCPE提供智能服務並減少連線成本。然而，這個方法在企業網路中會出現問題，因為企業網路需要多樣功能的端點，而第一個一致功能需求位置出現在網路的存取層。

結語：利用AI

如果使用傳統方式在企業網路中部署服務（例如集中式防火牆和驗證伺服器），還會遇到其他挑戰。按照預期，會有更多的裝置需要存取網路，而且每部裝置會需要更多頻寬。這種情況下，這些傳統方式的限制會造成瓶頸。如果要解決這些問題，必須真正實現網路邊緣處理，讓處理作業貼近需求端，並且更加智能。 網路 OEM、IT 基礎架構擁有者和服務提供者，都必須在企業網路的存取層善用新世代的AI和網路功能卸載。

附圖：圖一 : 5G與邊緣運算將是共生互用的緊密關聯。（CTIMES製圖；source：lanner-america）
圖二 : 5G問世使得更為強大的分散式運算成為可能，並開啟更多應用體驗。（source: pxhere.com）

資料來源：http://www.ctimes.com.tw/DispArt/tw/5G/%E9%82%8A%E7%B7%A3%E9%81%8B%E7%AE%97/%E5%88%86%E6%95%A3%E5%BC%8F%E9%81%8B%E7%AE%97/%E7%89%A9%E8%81%AF%E7%B6%B2/2007311411T5.shtml?fbclid=IwAR2OybGp6M7ELrGsybQlhJvBdK7hZdBWKmELLBKWYAKyaGatAwLpm8caRTQ

在併購GPU大廠ATI後，AMD一樣面臨嚴重的資金問題。除此之外，有Intel在CPU市場及Nvidia在GPU市場的兩面夾擊，市佔都遠輸對手。內外受迫下不僅股價暴跌，基於Fusion概念所打造出來的模組化架構CPU也一敗塗地，而這個產品型號為推土機的CPU最後還差點把公司股價直接推平。

#AMD #蘇姿豐 #Intel #Nvidia #Ryzen

這時的AMD，儘管看起來前途茫茫，但蘇姿丰還是決定在2012年將他的天賦帶到這個公司。

Intel的半導體製程開始陷入發展瓶頸、退出手機處理器市場、產能嚴重不足等等狀況。另一方面AMD選擇直接將訂單下給擁有更先進製程技術的台積電，最後順利推出據說是歷史上首次在工藝及性能上全面超越Intel的這款7奈米 Ryzen 3000處理器。

在蘇姿丰的領導下，AMD的股價從原本2015年快接近1塊到現在7、80塊，產品線從橫跨遊戲主機、資料中心、PC三大市場，AMD能夠一步步的收復失土，這幾乎都多虧了蘇姿丰對於產品的深刻理解及正確的戰略佈局。不過，在CPU方面與Intel在市佔率的差距仍然巨大，在GPU方面也還難以撼動Nvidia的霸主地位，AMD崛起後等在他前方的究竟是一條成長空間極大的康莊大道，還是被自己喚醒的產業巨獸呢？就讓我們拭目以待吧。

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投資不畏疫情 台灣美股投資人最愛AMD https://udn.com/news/story/7251/4544088
分析〉AMD為何股價4年來暴漲1840%？轉虧為盈的秘密就在這 https://news.cnyes.com/news/id/4351743