核心處理器大解說

今天小博來跟大家聊聊CPU這一塊,接下來我發的一些文章都會圍繞CPU來說,請大家持續關注,來跟小博一起學習學習。

CPU是什麼?大家所說的AMD,I5 I7 E3什麼的都是CPU。

這玩意動不動就是上千元,是電腦組裝裡的大頭。

為什麼這麼貴呢?

一句話總結就是“CPU是一個技術非常密集的產品,濃縮的都是精華。”

一個現代CPU裡面,有幾千萬甚至上億個這樣的邏輯門,也就是十幾億甚至更多的晶體管。

在一個小小的CPU裡,要集成這麼多的晶體管,真是很無情!濃縮的都是技術,所以技術壁壘極其高的CPU部件就非常昂貴。

核心處理器大解說

現在主流的I5-8500盒裝報價在1400左右,更不說I7系列了,對於小博來說那都是土豪們的玩物了哦~

先說設計,你知道設計CPU需要多少知識麼?最基礎的計算機結構體系你得懂吧?Verilog或者VHDL你得會吧?各種設計軟件Cadence/ Synopsis你得會用吧?仿真驗證要不要?要軟件仿真的話那還得會C++,硬件仿真你得上FPGA,玩FPGA的話,又是一系列的工具鏈一堆坑。。指令集你懂嗎?怎麼設計不是你隨便一想就出來的,這個都可以寫一本書了。。集成電路原理什麼的你得懂吧?而且現在CPU速度都那麼快,信號頻率高了就會有非常多奇異的現象,這個沒有足夠的物理知識你解決不了吧?

核心處理器大解說

以上這些知識,我敢說沒有一個地球人全部精通。所以必須是團隊協作,而且一個短板都不能有,任何一個豬隊友都可能導致整個芯片性能出現重大缺陷。好了現在你覺得自己一個人做不了這事兒了,該招人了,招多少人?Intel 和 AMD那種規模的學不來啊,幾千人怎麼能招得起呢哈哈哈。話說你即使真有錢也招不到那麼多人,這行業真正精通的人就那麼一點。假設你財大氣粗人緣好,從各個公司挖來了十幾個大牛/熟練工,這些人要不要發工資給他們吃飯?你說呢?

現在你招到的大牛磨刀霍霍開始著手設計CPU。但首先你要搞定工具/環境。前面說的Cadence/ Synopsys 這些工具都是幾萬美元起,而且用的人越多越貴。當然你說你可以找盜版的去,反正出了bug什麼的是死活不會有人管你的。好,你這才是買了工具。接下來該買設計用的庫了。45nm的庫都有免費的了,什麼45nm的不能忍?交錢買28nm的啊,拿錢來啊!買14nm的?不好意思人家覺得你不靠譜還不想賣給你呢。

軟件終於搞定了,然後你把軟件裝在哪?自己配桌面工作站?呵呵呵naive啊,cadence某些程序一臺服務器24個核一起跑還要個把小時呢,你自己配工作站怎麼行?買/租服務器吧!還得是供電可靠+備份的,不然程序跑到一半斷電數據丟了什麼的還得重新來,時間可是耽誤不起的,別說了買買買吧!

假設你軟硬件都搞定了,招到的大牛也特別給力,用了半年時間就出了一個初稿。這時你發了半年的工資手頭已經有些拮据,想趕快流片上市賣。為了省錢你決定不自己投資建廠引進生產線了。。打算把這個活外包出去,結果你發現可以做的只有那麼幾家廠,要價還都不菲,人家還不一定有生產線能騰給你這種小本買賣的。唉,咬牙拿錢出來先做一批出來看看。

第一批芯片造出來你們都很開心,然而通上電半小時就發現溫度可以煎雞蛋了,哈哈哈哈哈熱設計不過關啊推倒重來!希望你還有錢繼續發工資!

下一批流片發現時序不對!繼續推倒!

再下一批流片發現在跑某個benchmark的時候結果總有不可復現的bug,死活找不出來問題在哪,測試工程師說了一句:“可能是有量子干涉效應。。” 然後他吐血死掉了。。

你決定不在意這些細節強行上市!畢竟時不我待,先忽悠客戶買了再說!可是這時候你發現,沒人買。為啥?沒有編譯器和操作系統支持,誰買你芯片?傻子才願意寫彙編語言的程序呢,找人寫編譯器嗎?哈哈,悔青了腸子的你決定穿越回到創辦公司之初,果斷買了ARM的指令集和架構,避開了這一個坑。。但還是逃不過要找人寫文檔以及提供客戶支持,僱人去開拓市場。。

終於當你的活兒湊齊了以後,發現競爭對手已經推出下一代CPU了,性能比你高40%,功耗比你低50%,和你賣一個價錢。。這時候你發現天上飄來一行字:

“摩爾定律”

盯著這行字,你留下了悔恨的淚水,回想起這些年揮霍了這麼多的錢,欠下了這麼多的外債,要是當初拿去買甜筒,可以買好多好多的甜筒啊,一輩子都吃不完。。

好了現在大家知道CPU為啥這麼貴?


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