Intel i3 和 i7 的成本差多少?如果相当,为什么不全生产 i7 ?
作者:六百八十寺
链接:https://www.zhihu.com/question/23919992/answer/30003150
来源:知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
针对新增加的问题:
笔记本的CPU,i7一般是四核八线程的,i3则是双核四线程的。看了大家的回答,都说i3和i7只是品质(良品率)差异,那么意思就是说其实单核的性能在同频率下是一样的了?i7的性能强,只不过是堆核心、拉频率的结果?不完全正确,因为I7和I3的区别还有缓存,二级缓存和三级缓存给CPU的影响也很大,超线程技术也会对结果产生影响,拿I3的例子来比较不准确,拿I5比较就合适很多了。
所以:频率相同,缓存相同,线程相同,架构相同的I5和I7单核性能是一样的,而且使用CPU面积越大出现漏电率高的地方的几率也越大,核心多也需要更多的互联层来相互连通,干扰也会越严重,所以可以说CPU核心数越多,主频越难提升(事实上目前超频记录都是使用单核心超频保持的,所谓睿频技术也就是保证温度和稳定性的情况下只提升一个核心的频率,这才能使得I7可以在绝大多数情况下压倒I5)。
再加上超线程技术在大部分游戏是负优化,这就是为什么目前大部分情况家用电脑上单核性能强的I5就够用了,因为大部分程序只需要单核性能强。
==========================
先给答案:
1.I3和I7制造成本没有差异
2.高端用户并不能称为为低端用户买单。
从CPU的制造工艺说起吧: 生产CPU等芯片的材料是硅,它处于元素周期表中金属元素区与非金属元素区的交界处,所以具有半导体的性质,适合于制造各种微小的晶体管。
在硅提纯的过程中,原材料硅将被熔化,并放进一个巨大的石英熔炉。这时向熔炉里放入一颗晶种,以便硅晶体围着这颗晶种生长,直到形成一个几近完美的单晶硅。
单晶硅造出来了是一个圆柱体碇,这时候再把它切割成片状,这就叫做晶圆,它是才是真正的CPU制造原料,把它进行切割后进行影印、蚀刻、再度分层后进行封装,CPU就做成了。
但是这时候CPU到底是I7还是I3,还要经过测试才知道,走完了测试,才能叫做完毕。
所以I7、I5、I3不是专门生产的,而是根据生产结果进行分类而来的。
为什么要这样制定生产流程呢?为什么要测试决定I7和I3呢?原因是生产CPU的工艺精度要求太高,随机性比较大。为了合理使用每一块晶圆,降低成本提高良品率,必须走这个流程。 打个比方,造CPU就跟造人一样,都是精子遇到卵子、十月怀胎,走了同一个流程,但人的身高却不能自己选择。现在我们都希望人都长得高,因为长得高可以做更多的事情(按照CPU的甄选规则,不是身高歧视),长得高的我们可以让他去打篮球、做模特,这些事情矮个子做不了或者很难做;长得矮的怎么办,让他去做打乒乓、做海军,这就叫物尽其用。
==========================
转到生产CPU上来:按照同样的工艺制程做出来的东西规格其实全部都是一样的,I3和I7规模完全相同不会有区别。 前面说到由于CPU的生产上良品率问题一直得不到解决,随机性比较大。原因主要是蚀刻的时候使用波长很短的紫外光并配合很大的镜头透过石英遮罩的孔照在光敏抗蚀膜上,使晶圆曝光;再使用特定的化学溶液清洗掉被曝光的光敏抗蚀膜,以及在下面紧贴着抗蚀膜的一层硅,精度控制在nm级别,所以很难保证每一个回路都是光滑而整齐的,这就带来了漏电的问题。
为了提高良品率,CPU设计上每个部分都是分割成若干个逻辑单元区域的,以此来保证一个区域的损坏不会带来其他区域的连带损坏。我们假设这里有一种CPU(我瞎画的,不准),16X16=256格逻辑单元,完美情况下就是最高规格:(求专业人士和色彩党轻拍,
@Kaiser Li
我已经知错了 )
但是实际情况是不管怎么做,平均情况下会有20格损坏。那么就会出现以下情况:但是实际情况是不管怎么做,平均情况下会有20格损坏。那么就会出现以下情况:
所谓CPU的体质好就是指逻辑单元连续而且集中,如果这是同样规格的带K的I7,明显左边超频起来就是大雕,右边是大雷。
当然,这是运气最好的情况了,因为这全坏在容错率最高的部分,这个区域是最大的,影响也就是20/(12*10)=1/6,就是说,它可以发挥出最高规格的5/6的性能。
但是CPU虽然小还是分了很多功能区域的,其他区域本来规模就没有这块大,请看:
这种就坑了,虽然也是20个有问题,但是他的协运算单元一共只有2*12=24,坏了12个,直接最多只能发挥最高规格的1/2的性能,也就做个奔腾了。这种就坑了,虽然也是20个有问题,但是他的协运算单元一共只有2*12=24,坏了12个,直接最多只能发挥最高规格的1/2的性能,也就做个奔腾了。
另一种:
这种一个部分全部坏完了的,直接报废处理掉。这种一个部分全部坏完了的,直接报废处理掉。
(以上的仅仅是示意,不能作为CPU区域图……)
所以说,不完整的CPU(低端型号)在生产中的的产生是必然的。包括设计上也必须给出冗余区域容纳不良块出现来提高良品率,否则会得到大量的报废品。
在开发中,同一个CPU系列也总是以最高规格来进行开发的,其他的全是根据良品率一刀一刀往下阉割,为了保证良品率又不浪费,得到的东西显然要分成I7、I5、I3等等来满足不同用户的需求。
一刀又一刀:Intel“阉割”CPU的秘密_CPUCPU新闻
而且很多性能都是不能同时兼顾的。同架构下,高性能必然带来高功耗。
假如有些办公电脑要求待机功耗低,你上来一个I7-4690K除了坑钱坑电费以外毫无意义,奔腾双核G860就足够不是吗。
因此,在前面
@leon lu
的答案提到了,一片12寸晶圆的面积大约是70685mm^2,每片晶圆的生产成本是固定的,生产出I7和奔腾G的成本完全一样,这我是同意的。 6park.com但是我不同意他对于CPU成本的计算方法,因为还有一大块研发成本和生产线呢。先不说研发要花多大精力和财力这都没法估计,光说能估计的生产线造价就是以百亿计算,所以定价的问题永远只能让Intel和AMD自己说了算,我除了知道高端比低端贵以外其他全部都由他们的经营策略决定,咱猜的都不对。还有个黑科技IBM阴着不知道在盘算什么呢。 综上,我完全不赞成“感觉一部分人为低端用户买了单”的说法,低端用户只是打了顺风车而已,不这样做只能让CPU的报废率大幅提升,资金转圜余地变小,使得CPU的发展更加缓慢。正是有了中低端用户,才能使得CPU行业多花10%的精力多赚50%利润,不是吗?
而且你以为你买了I7就是高端用户?NO,高端用户都是服务器级别用户,至少E5E7吧。
|