【至强e5和i7哪个好】CPU制作的东西之一：i7和i5实际上是双胞胎兄弟吗？

由于市场和政策原因，部分市场或国家单独关闭或打开特定功能和单独的SKU不在本文档的讨论范围内。本文仅限于作者理解的技术原因和背后的知识。

CPU生产和制造似乎很神秘，技术含量很高。很多对计算机知识略知一二的朋友会发现CPU最重要的是晶体管，提高CPU速度，最重要的是提高主频，插入更多的晶体管。CPU太小、精密，构成了相当多的晶体管，所以人手绝对不可能完成，只能通过广角工艺加工。这就是为什么一个CPU可以放这么多晶体管的原因。

整个过程非常复杂和麻烦，幸好英特尔很早就发布了有趣的视频，生动地展示了整个过程，我找到了优酷的链接，大家可以看到：

整个过程充满了技术感。我们来了解一下为什么i7、i5、部分i3长在一个母亲身上。为了让读者知道我在说什么，我先回顾一下整个CPU制造过程。我们可以看到相同的i7、i5和部分i3来自相同的瓦珀线，他们最终在密封阶段后期分裂了。

CPU制造工艺

沙子

问CPU的原料是什么，谁都很容易给出答案。是硅。这不是假的，但是硅从哪里来的？其实是最不起眼的沙子。但是，不是随便抓一把沙子就能制造原料的。必须仔细挑选，提取最纯的硅原料。

2.融化净化

原料在高温下熔化。整个硅原料必须是高度纯净的，即单晶硅。然后从高温容器中旋转拉伸取出硅原料，就产生了圆柱体的硅锭。

切片后获取晶片：

这里的硅大小不同。常见的有200毫米、300毫米到450毫米。在保持硅锭各种特性的同时，增加横截面面积相当困难。关于横截面大小对成本的影响，我将在后面的句子中说明。

光致抗蚀剂、溶解光致抗蚀剂、刻蚀、离子注入、电镀、铜层生长

这些步骤有很多文章介绍，我就不罗嗦了。这些都做完我们就得到了成品晶圆Wafer，接下来是我们介绍的重点。

4. Wafer测试

用探针基于电气特性的测试。

5. 切片

用精确控制的切片机将一个个小格切开：

终于得到了CPU的核心：Die

6. 封装（Packaging）

到这里所有的步骤都一样的，白牌CPU生产出来了：

值得注意的是这些白牌CPU都是经过基础测试并工作正常的，但这并不代表它们是合格的产品，i7,i5和部分i3的分野也在其后发生。

7. binning

通过测试设备，就是这个小白盒：

是骡子是马该拉出来遛遛了。这个步骤是封测的最后一步，它通过测量电压、频率、散热、性能、cache等等来为该CPU分类。最差当然是废品，其次有很多个SKU，远远不止i3、i5和i7这么粗枝大叶。例如i5还分有很多不同的细类，大家可以看intel的CPU，i5也有很多种，对应不同的市场segment。

接下来分拣：

然后就可以上市了！

需要binning的原因

需要指出的是Intel这么做并不是什么市场策略，而是生产工艺使然。Wafer在2）和3）步骤中会有不少缺陷产生，看下面这个图：

大圆就是晶圆，小方格就是CPU的Die。我们可以看到其中的缺陷就像撒芝麻粒，斑斑点点，而且越靠近边角越可能出现，很多小格都有（量产后不会有这么多）。良品率高，品质控制的好，芝麻粒就少。

缺陷并不可怕，只要有手段控制就行了。CPU内置了很多gate，封测时发现问题就封闭出现错误的部件，core错误就关闭core,cache错误就关部分cache，温度上升快了就出错就锁到低频，等等。所以才有了i5,i7和其中的细小sku。

接着我们来举个例子，下面是第4代酷睿（Haswell）的die:

我们可以看到它主要分为几个部分：GPU、4个内核、System Agent(uncore,类似北桥)、cache和内存控制器和其他小部件。譬如我们发现core 3和4有问题，我们可以直接关闭3和4。如图：

这样就得到了双core的die，接下来可能会测试速度，TDP等等。经过重重测试和筛选，binning就完成了。

结论

同代同一大类(仅面向同一个segment)i7,i5,部分i3出自一个Wafer（晶圆）产线，它们的成本是一样的。不全部生产i7并不是Intel故意搞阴谋，而是生产工艺使然。现在的做法实际上是双赢的方案：消费者和生产者都获益。消费者省钱了，生产者也减少了浪费。如果都生产i7，估计价格高到天上去了，良品率也会严重降低。

因为市场和政策原因造成的为部分市场或者国家单独关闭或者打开某种功能，以及单独的SKU，不在本文讨论范围内。本文讨论仅限于技术原因和背后的知识。

其他

最后对一些常见误解做一下澄清：

1. i7并不是Xeon共用一个wafer。只能说Xeon E5/E7的内核部分和core系列设计几乎一样，但核外部分（uncore）却大不相同，不可能用一个晶圆。所以i7/i5/i3也不是Xeon封掉部分功能得到。同理ATOM系列也不是core系列的阉割版。E3例外。
2. 即使都是i7也不一定是一个wafer，die大小可能不同。面向不同的segment的die的内部是不同的，例如包不包括iris显卡等等，这不是binning能够解决的问题。
3. i3部分是i5的缩水版，部分i3（主要部分）是奔腾、赛扬的精选版。关键在于QDF#标明其出身。
4. 奔腾和赛扬不一定是i3的瘦身版，部分奔腾和赛扬是ATOM产品线的高端版。
5. E7和E5设计不同，die大小不同，不适用本条。但E5和E7本身的Sku在此类这种方法实际上降低了CPU的整体价格，而不是使大家吃亏。
6. 不仅仅Intel这样，AMD也这样做。不仅仅CPU这样做，GPU也这样。这是芯片厂商的普遍做法。
7. CPU核心技术在设计和生产的2和3阶段，封测阶段虽有技术含量，但不是核心，国内就有封测厂。
8. 买了i3别觉得质量差。在保修期内质量是可以保证的，我还没见过被用坏的CPU呢。CPU往往是过时淘汰掉的。
9. 如果从单位金额的产出来看反而是i3最划算，i5适中，i7对运算密集型的用户才比较适合。

总的来说看是不是兄弟开盖一看die的大小就知道了。但开盖就不会保修了，而且大部分有焊锡，小心开盖有"奖"，切忌模仿！切忌模仿！切忌模仿！

想到什么再补充。

这是一系列文章的第一篇，之后会介绍芯片生产的方方面面，例如Wafer的大小对成本的影响；为什么CPU不能做的很大；CPU良品率和Die大小的关系等等。