為什麼有關計算機 CPU 的知識不解密?

看到一本叫《x86/x64體系探索及編程》的書的簡介,作者用探索論證來做研究。我不理解的是這些都是別人發明出來已經存在的東西為什麼還用我們探索論證?我們沒能力對人家的技術進行逆向么?

不是計算機專業但對編程很感興趣。我知道就醫學而言,印度會仿製好的進口葯,無視其專利權,國內用來治病降低費用。我想說的是,國家為什麼不動用國家力量來對知名的國際廠商的 CPU 進行詳細的逆向然後把詳細的資料專業的編寫出來供大學相關專業學生學習。看到很多研究者都是根據有限的技術手冊來做黑箱測試來研究內部構造。這些資料廠家不公開我們就沒能力逆向么?還是由於法律限制,或者商業利益或者知識壟斷等現實原因不可以不能公布啊?


做為一個在集成電路20+年的老員工,我覺得知乎這種氛圍有點危險。
專業的知識還是多聽專業的人士說,不是答案看起來比較順/爽/合理/霸氣 就亂贊了。

先回答樓主的逆向問題,中國對早期的intel 晶元是做了逆向的,286/386/486 應該都是
有完整版圖的。據說,主要是為了軍方項目。(因為民用根本沒有價值)

中國醫藥也有逆向能力,但是,中國的法律還是保障專利的。所以,不能像印度那樣亂來,
好好的中國人,往上看齊,別往下找底線。

再評評排名第一和第二的答案:徐宇辰基本靠譜,Lu Frank 基本不靠譜。
1,為什麼不能逆向而學習。
除了專利外,逆向出來的結果是知其然不知其所以然。
根據X86的各種文檔,其實正向也可以設計出來功能差不多的。但是,寄存器的微小差異
也會使得其不能兼容。要兼容肯定商業違法。

2,就算你逆向出來,你也賣不了。
因為,這CPU降價超快的,大家都用奔騰了,你386就無論如何也賣不出價格的。這個逆向工程
沒有經濟的價值。

3,說CPU難度主要在生產和工藝,也不完全合理。生產和工藝雖然是很大因素,但是主要原因還是生態。wintel 當年聯合太緊密的生態結構,IBM powerPC也無法切進去啊。也就是說,假設有
能力再出新CPU,誰給你寫軟體。

4,所以當以低功耗為新核心的ARM出來後,雖然也是美國最先進,但是中美大概就差1-2年的
一個工藝技術,而不是過去的5-10年的差異了。因為所有的arm 都自己寫底層軟體,跑共用的
linux 或者安卓。 手機上先跑8核/16核,好像還是國內先出來的。

5,海思目前的水準還是相當不錯的。工藝上應該只差1-2年了,這個成就主要還是因為有錢。
有錢就有能力買最新的工具,就有能力跑最新的工藝。最新工藝就光照就快500萬美元了,
不靠千萬級的手機賣出去,海思也不敢去跑。

所以,不是中國沒去搞新cpu ,歐洲也不搞,日本也不搞,真不全是技術問題。

2015/11/19 補充:
華為的已經是TSMC 16nm的第一批客戶,麒麟950 量產順利,說明華為追趕很快。有錢就是不同啊。
每次我回答集成電路問題,一群碼農的就會在下面JJYY,如果你做過集成電路行業,還能理解,
沒做過然後胡說八道,除了顯得愚昧,還有啥子意義?


樓上的談了很多了,就是沒人談樓主所問的逆向工程,我來補充一下吧。
法律上的事情就不多提了,將逆向後的數據出版出來給大學生學習幾乎是不可能的事情,沒辦法達到題主提到的「然後把詳細的詳細的資料專業的編寫出來供大學相關專業學生學習」的目的。

  1. CPU級別的逆向是一個無比浩大的工程,586的晶體管數量在300萬以上,當時參與逆向工作的工程師總數在100+以上,時間跨度在3年以上;而現在的i7級別的CPU,晶體管數量在5億以上,所以簡單從工作量上來說,完全是不可想像的龐大。
  2. 現在國內用來逆向的設備大概可以支持到45nm,而最新的已經量產開售的intel CPU是22nm的級別。
  3. 逆向完成後如何保障你逆向的結果正確無誤?是否只是單純的通過對比逆向出來的版圖和經過模擬驗證的邏輯電路來確保逆向成功?還是也需要通過流片回來測試驗證?Intel的CPU基本都是在自己的fab生產的,如果需要去流片測試驗證的話,基本不用考慮到intel的fab去流片了,那就只能選擇第三方的fab,例如TSMC或者是SMIC,這樣首先就是要確認這些foundry有這個級別的工藝,目前TSMC可以提供20nm, SMIC可以提供40nm工藝的代工。確認了foundry之後,就需要將process信息導入電路重新模擬和後仿,就算逆向出來的電路和版圖完全正確,由於代工廠的不同,工藝信息不同,幾乎不可能完全不對電路或版圖進行相應的修改就直接tape out。最後,當所有都符合要求並完成晶圓製造後,又是一輪晶圓級別的測試驗證的工作。

所以,綜上,大家可以看出如果要逆向最新的CPU幾乎是不能的(部分模塊還有點機會),而且就算逆向成功以後,可能Intel也早就推出更加先進的產品。

最後再說幾句,現在國內的IC設計較之前是有很大的發展,但是用intel最新的CPU來參考的話的硬體邏輯設計絕對還有很大的差距,更不是普通的碼農可以對付得了的。
關於光刻,其實包括Intel自己都需要和外部來合作
Intel 41億美元投向ASML 加速450mm晶圓、極紫外光刻-Intel,荷蘭,阿斯麥,ASML,半導體,光刻,450mm晶圓,極紫外光刻,EUV-驅動之家

很贊同 @Lu Frank的觀點,關於CPU設計大家切不可以太高估自己。


樓主的問題本身不符合現實,不知道「是不是」就問「為什麼」等於耍流氓。

集成電路是一個高度透明到無密可保的行業,任何能申請專利的東西都要申請專利公開,一為了保護,二為了賣! 這個行業里靠賣專利授權(IP核)賺錢的商業模式比其他任何行業都常見。

「知名的CPU國際廠商」按照指令集的類型包括兩類,x86陣營和ARM陣營。

對於x86陣營,靠反向工程可以破解,仿製,但由於專利的限制不能商業銷售。即使正向設計,只要指令集兼容就構成專利侵權,還是不能銷售。歷史決定了有意義的商業廠家只有Intel和AMD兩家互掐。結果會帶來什麼?雙方都最能了解和破解對手,所以任何可以被破解和證實破解的東西更要申請專利保護起來,否則被破解了等於吃啞巴虧。至於國內企業,既然不允許做x86賣,只能看看現成的專利玩了,看都沒多少人願意看。樓主所謂解密x86的書,實際上只是面嚮應用的編程指南掛個噱頭的名字而已,否則誰需要買?

對於ARM 陣營,ARM公司本身只銷售專利授權不銷售產品,其他廠家靠購買ARM公司的專利授權才能生產。技術本身是公開的,但是使用要交錢。另外,此類CPU還需要大量多媒體等輔助功能,此類IP核的買賣也司空見慣。在ARM時代,國產CPU已經到處普及(聯發科、華為海思、炬力全志),只不過在專利上受制於人、附加值低一些而已。

另外還有當年的龍芯,也是基於公開的MIPS指令集改出來的,有部分自有知識產權還曾經想賣。可惜現在MIPS指令集已經被ARM幹掉了。

結論:樓主的問題不成立。有關CPU的絕大多數知識都已經在申請專利的時候被製造商自己解密了,只是樓主沒看到,還想著破解和山寨。

最後,狠狠吐槽一下造成樓主這個問題的始作俑者:食古不化的計算機體系結構教育。都21世紀了,很多學校還在基於8086講16位微機原理。


排名前幾位的答案都有一定道理。 @徐宇辰 說的是,CPU的最核心的邏輯其實不難,說極端點,教科書上都有,照著抄一個,在FPGA上也能運行。請注意我所謂『核心邏輯』,是指能把代碼運行正確的邏輯,亦即最簡單的流水線,照著教材抄即可,並非指現代CPU的核心技術。這大致上是對的,Intel最厲害的就是製造工藝,領先整個業界1~2年。製造工藝這一塊我不熟,@謝丹 兄說我國目前落後1~2年而已,我有點懷疑,可供參考。

Lu Frank說的其實也有一定道理。這裡的問題在於,一個能跑的CPU和一個商業上成功的CPU,兩者不可同日而語,所以徐宇辰兄說的也不全面。要說自己寫個簡單的CPU在FPGA上運行,這事情確實學生是能做到。我本科時也寫過,那還是十年前的事情了。但後來我在Intel時,參加過內部的培訓,聽專家講了一些伺服器CPU架構的細節(當時還只涉及匯流排和Cache同步而已),那感覺真是目瞪口呆,心中充滿了絕望之情。咱們國內現在也算是有幾款自己設計的CPU了,具體細節咱沒看過文檔和代碼也不好說,但我估計比Intel落後20年應該還算是樂觀,且差距是否能縮小還在兩可之間。

龍芯那邊算是做得不錯的了,這些年也發了幾篇頂級會議。Intel每年都發頂級會議,而且核心的機密是不讓發論文的。

所以說,製造工藝固然是個很大的障礙,邏輯設計咱們也還落後很多。注意不要拿ARM來說事,ARM的架構固然也牛逼,但跟Intel相比還是差了些,不能代表體系結構的最先進水平。伺服器咱們不多說了,基本是x86壟斷;移動處理器目前的性能和功耗其實都是intel佔優,只是intel的市場做得太差了。

順便就說一下逆向工程。據不太可靠的消息,長沙某科大是干過逆向X86 CPU的事情的。王強兄言之鑿鑿,看來可能是真的。成果如何不好說,也許能夠逆向出電路然後仿製。但據我所知,Intel的CPU為了優化性能,模塊化做得很差,其優化幾乎就是黑魔法,所以每一個款新的CPU,幾乎都要從頭設計。這些黑魔法只掌握在少數幾個人手裡。這種做法導致Intel在SoC時代吃了很多虧,無法迅速集成不同模塊更新換代,新產品推出速度很慢。現在他們也在反思,在改革整個流程,向業界標準做法看齊。至於能不能做到,就要看那幾個掌握黑魔法的老人家願不願意了。那麼,這個事情的副作用,就是Intel的CPU很難被逆向工程:你可以用顯微鏡看清它的電路,但你很難理解那些電路。

按照Intel的規定,這裡有些話我是不能說的,匿了吧……


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有朋友問所謂『目瞪口呆』的原因。總的來說就是對Intel的CPU技術細節稍作了解之後,就知道有無數的優化、無數的打磨,是凝聚了無數工程師的心血和智慧,這是要許多人力和財力堆出來的,短時間絕難超越。至於具體是哪些細節,老實說我現在也忘記了……
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有朋友問,intel在移動領域好像沒法跟arm競爭,功耗降不下來。簡單回答:最新的Intel移動平台,功耗比arm平台要低,且性能更好。具體數據一時沒時間找了,等忙過這個月如果我還記得也許會去找些數據來。(但是各家的測試一般也很難令人信服,所以您就勉強相信我好了;或者去微軟問問,他們的win8同時有arm版本和x86版本,我在微軟的同學說測試結果是x86完勝arm)

至於有人說Intel架構比起AMD不佔優勢……這是從何說起啊?確實2005年左右Intel是有過那麼不堪的一段歷史,但這些年AMD早就被打得潰不成軍了。現在AMD比較關心GPU,桌面和伺服器的CPU這一塊他們與Intel相比已經沒有任何優勢。
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好像扯得太遠了。

題主關心的是為何計算機CPU的知識不解密。那麼本樓不少人都談到了CPU架構的設計和生產工藝兩大塊,都涉及到咱們國內暫時落後的技術,這是沒辦法的。

不過大家也可以關心一下開源的CPU硬體設計,比如OpenCore、早些年開源的SPARK之類。加上ARM的代碼是可以license的,所以理論上來說CPU技術也有許多了解的途徑。

但我很想提醒大家注意的是,技術是死的,更加關鍵的其實是人。一方面,如果沒有足夠的技術人才儲備,即使人家把全部源代碼和文檔都給你,你也看不懂,用不起來,等你學明白了,人家又已經前進了好多年,你還是趕不上;另一方面,如果沒有完整的產業鏈,沒有OS,沒有軟體,沒有用戶,縱有一個技術完美的CPU也無濟於事。


樓主很多認識都是滿擰的,很多基本概念都沒有。
中國在CPU上並不十分落後,國內搞高性能CPU的至少有三家:中科院計算所MIPS架構的龍芯,軍隊alpha架構的神威,還有一個地方sparc架構的飛騰。關鍵問題在於它們不是x86的cpu,你不能跑windows就沒法在消費領域鋪開,只能在超算什麼的小地方玩玩。而且這幾家的市場推廣做的不好。龍芯還好些,但推出的那幾個產品也挺難看的。後兩者好像就沒往市場上出過貨。

然後關於逆向工程,x86哪裡是什麼新鮮玩意?486、586早就有國產化的了,主要是用作軍事用途,比如1553B匯流排。不然TG的戰鬥機用啥?關鍵是一來逆向工程需要時間,你逆向搞出來已經好幾年過去了,這個節奏明顯跟不上消費電子領域更新換代的速度,只能在工業界用。二來你仿出來x86也不能明目張胆往外賣,只能軍工口自己用用。中國還是尊重知識產權的。
如果你打算正向設計x86架構的CPU呢?INTEL不會打算賣給你x86架構的使用權,因為它是賣產品的公司。所以你不能去做。所以就只能做其它架構的。比如,龍芯的MIPS是一個很開放的架構;sparc好像也是;而神威是趁DEC公司掛掉的時候把alpha給買下來了。


同意最高票答案,另外,有的東西你知道也沒用,就像大家早已經知道汽車引擎是怎麼回事,可國內依然造不出好的。CPU製造流程也一樣,製造的123456部哪裡都能搜到,難得是每步用的工具,也是需要你自己搞的。這個就沒幾個現成的了。


其實大部分的電路設計中國人自己都能做出來,現在晶元設計已經不是複雜的畫電路圖了,通過硬體代碼加上及其強大的CAD輔助已經可以設計出極其複雜的電路了。硬體邏輯設計已經逐漸變成了碼農活,對於碼農基礎強大的中國來說這已經不再是個問題。現在已經有很多大學可以自己在FPGA上運行自己設計的CPU架構就是個很好的例證,很多硬體設計公司也把電路開發部門放在了中國。所以問題並不是CPU怎麼設計,而是CPU如何生產,晶元的製造,精度的控制,成品率的控制,才是遏制CPU生產的瓶頸。

CPU的生產是個耗時耗錢的事,硬體公司需要雄厚的資金才能夠建立,而一條生產線的建立更是需要大把的砸錢。在硬體領域,IC設計跟晶元製造往往是分開來的,世界上既能IC設計又能獨立晶元製造的,也就那麼幾家公司比如intel(其實由於產能跟成本,intel自己也把一些設計外包給其他代工廠商)。更多的硬體公司只能被稱作無廠半導體公司,比如高通,比如AMD,英偉達。而被中國人所熟知的一些代工廠比如台積電則只是單純的晶圓代工企業,接受他人委託生產晶元,自己並不進行IC設計。

就生產流程來說,從沙子到最終的晶元,是需要經過極其複雜的步驟而來的,現在大陸已經有生產線可以生產基本的單晶硅,但之後的程序,很多是現在大陸技術無法達到的。

首先就是光刻,光刻需要高精度的照相技術,與極其精密的電路蒙版,精度高低直接決定了晶元精度,國內現在由於缺乏高精度機床,無法製造高精度的電路蒙版,因此還只能停留在100nm階段,而國外則早在摩爾定律的驅動下大步邁進了22nm的時代。而,如此高精度的光刻技術,在國外是絕對保密的,即使在國外大學裡,能見到的也只有30年前早期的接觸式光刻機,精度極其有限,只能供學生實驗用,而更加現金的折射式光刻,甚至電子光刻,則無法被常人所接觸。

光刻的作用就是利用化學試劑對光照的反應,在矽片上刻出電路圖,之後經過酸腐蝕,再注入離子,形成二極體等器件,最終組成龐大的CPU電路,而國內卻卡死在了這一步,所以之後的都是空談。

而光刻技術中,電路蒙版又是極其昂貴的,一塊CPU甚至需要十幾塊蒙版來映照各層電路,因此,沒有大量資金的投入,想做出來個CPU是難上加難的。

再者,即使成功掌握光刻技術,而之後成品率的控制也是個需要長時間慢慢技術積累的過程。我們知道,一小塊灰塵掉落在晶元上,就會在離子注入過程中造成電路的短路或者斷路,從而會使晶元成為廢品,而就國外經驗來說,每進入一代新的技術,從初期60%左右的成品率到後期90%需要幾年的時間,其間更是需要不停的資金投入來完善生產技術。

所以,CPU的製造,是個需要大量時間跟金錢的一個活,遠不如軟體的高效回報來的快,所以國內現在大家都喜歡搞軟體,畢竟這貨只要你夠強,個體戶都能帶你整出來。加之國外的技術保密,自然更沒人來做硬體了。。。


過年的時候看過這書,它主要是對intel開發手冊的一些解釋和實踐,與體系結構CPU怎麼設計沒啥關係,建議修改問題。


國防科大之前的確曾逆向Intel的安騰CPU,而後來國防科大的飛騰、江南所的申威系列則是分別山寨自Sun的Sparc與DEC的Alpha 21264。但是這些逆向工程的效果並不是很好,無法做到實現原設計的全部性能。另外涉及到法律問題,這些研究也很難公開,更不用說產品化。直到相關專利等過期之後飛騰和申威才得以進入市場。


CPU技術怎麼不解密啊, ,大學計算機系至少都有一門CPU結構的入門課, 教一些ALU啊,寄存器方面的東西,當然你說AMD,INTEL他們內部的一些核心技術那是肯定的商業機密,不會告訴你的,關鍵問題是工藝, 而且CPU中國早開始研究外國的了, 龍芯有很多就是借鑒MIPS的


樓上那麼多黑國產晶元的,知道中芯國際已經可以做到28nm了么。
AMD在奔騰之前都是直接山寨INTEL的,但是之後由於電路過於複雜就沒法山寨了,只能自己設計。
現在CPU不是給你電路你就能看懂的,就像操作系統一樣,只給你彙編根本沒用。得有源代碼啊親。


騙錢是一方面原因,沒能力做出來是真的。

CPU晶元這東西,要說技術上,不存在完全的困難。困難的是怎麼把它做出來。你羅列的書都是將彙編語言的,實際上x86的東西,如果給足夠多的時間和錢,仿製出來也是可能的,難的是,怎麼造出來?

國產晶元我所知道的集成度是100納米,intel都到32納米(更正,最新已經到22納米)了,做工越細、頻率越高,對晶元設計者的要求就更高。

中國沒有那麼高精度的晶元生產線,所以就沒有條件做測試,自然就沒有相關的設計經驗。連設計經驗都沒有,怎麼搞?

沒有工具、沒有經驗,憑空去想?不是想不出來,但就算想出來了,也沒辦法驗證。

所以真的不存在解密不解密的問題,就算解密了,國內還是做不出來的,死心吧。

而且,這是一個完整的產業鏈:

沒有高端計算機是因為沒有高端晶元,沒有高端晶元是沒有高端的晶元生產線,沒有高端的晶元生產線是因為沒有高端的光刻機,沒有光刻機是因為照相技術不足(光刻機可以簡單理解為一個高精密的照相機),照相技術不足是因為沒有高精度機床,沒有高精度機床是因為缺乏技術工人。

所以,這不是一朝一夕能解決的。

提供一個信息:intel的晶元生產線上,光刻機是尼康(做照相機)的。(另有一家是ASML)


有些回答貌似很專業 但總感覺有點假大空,比如徐宇辰,
  不就是個無塵環境么,誰做不出來呀。還有光刻精度,主要取決於鏡頭的設計,而不簡簡單單的所謂蒙版,跟別提所謂的30年前光刻機,北大的生產線難道只是個擺設,還是我看到的不是光刻機?更別提所謂大量資金了,依照目前的行價,一次12寸晶圓的流片二十萬就能搞定,還是人民幣,真心不算貴。還有光刻機,無論台灣還是韓國甚至美國,他們用的光刻機都是進口,甚至英特爾的晶圓都是從別家採購的,難道美帝的電子產業不發達?

  這個問題應該特指基於X86架構下的中央處理器,為什麼國內廠商做不出來,原因只有一條,那就是專利壁壘。

  就像所有的商品一樣,集成電路也可大致分為設計和製造兩個步驟。

先說設計
  有人說我們無法逆向,那麼何為逆向?
  所謂逆向,指的是通過對於最終產品的研究,最終實現自己能夠生產同樣的產品,甚至能夠從中學習相關設計思想以及生產手段。目前最為成功的逆向就是J11系列,但是這不是電路設計。
  在現代大規模集成電路領域,傳統意義上的逆向根本無法完成,但是可以通過某些手段分析出目標電路的時序邏輯乃至設計思想,從而自己設計出具有相同功能和性能的模塊。這個過程在電路設計階段就可完成。X86並不是神秘的黑盒子,僅僅就邏輯和演算法而言,真的不能算作秘密。
   既然不是秘密了,那麼為什麼我們不製造?
   這個問題也可以分成兩個層面去回答。首先,沒有任何人可以確認我們從沒有製造過這樣的CPU,不要說X86這樣半公開的東西,哪怕是原代碼都可能搞到,比如這個新聞:AMD總裁魯毅智談轉讓X86技術 坦言兩大目的。目前一次流片的行價大概是二十萬左右,這筆錢真的不算多。但這樣的行為只能做不能說,即便是在內部也是保密的,更不要提及非電子行業人員了,因此,你看不到並不代表不存在。其次,即便是國內有能力製造這樣的晶元,但其註定不能用於商業用途,龍芯就是這樣一個例子,僅僅是微軟想給龍芯做適應性研究,就被人告上法庭,更不要提大張旗鼓做廣告了。再說了,如果某人真的財大氣粗,一切都要私人定製,那麼僅僅從技術和性能上來說,X86+Win真的不能說是最優選擇,至少Unix+Power要更好一些。

再說製造
   本人從事電路設計工作,對於製造也多多少少知道一些。也就言無不盡了。

還是分兩部分,第一部分,國內情況如何。
   目前集成電路的製造工藝已經非常成熟,在蘇州這樣一個小地方就至少有三家晶圓工廠(和艦,中芯,生納園),而像北上廣川渝就更多了,而目前除了CPU,RAM這兩類晶元之外,其它比如網卡音效卡等都不需要太高的製程,像那些只有幾十平方毫米的晶元,120nm就足夠應付了。而對於廣泛應用的模擬晶元,幾乎沒有製程的概念。鄙人不才,只在兩年前看到過90nm的生產線,至少能夠確認其中有國產的光刻機。後來聽說國產光刻機能夠達到45nm,如果有懂行的人,可以自己去上海微電子裝備有限公司看看。

第二部分,為何大眾認知和現實有如此之大大的差距
   這裡就涉及到了大眾傳播學,在網上我們呢往往看到的是這樣的照片

Intel i7-4770k i7-3770k 來自

Intel i7-4770k i7-3770k 來自 http://enet.com.cn

GTX770核心 來自

GTX770核心 來自 http://zol.com.cn

R9-290x核心 來自

R9-290x核心 來自http://zol.com.cn

XILINX VIRTEX 來自

XILINX VIRTEX 來自 http://ickske.com

Altera Stratix 來自

Altera Stratix 來自 http://tailingqi.com
   這些最引人注目的晶元都是made in USA MALAY TAIWAN,而這都是所謂的大晶元,通常都會由足夠大的空間寫明相應的參數,而只有幾十平方毫米的小晶元,基本上只在包裝箱上寫明參數,作為最終用戶顯然看不到,他們也沒有這樣的興趣去看,所以,經過這種有意無意的選擇性傳播,我們眼中的只剩下了美國製造,馬來西亞製造,台灣製造。

   確實,我國的差距還有很大,我國電子工業還有很長的路要走。而這裡的差距簡直不忍直視。

   首先,我必須亮明自己的觀點,任何技術進步,往往都是由廣大從業著中的頂尖人才所推動,因此,一個產業的精英培養路線直接影響此產業的技術變革與創新。

   依照這幾年的從業經歷來看,我國的精英培養路線基本上屬於「人傑地靈」,即一些發達地區貢獻精英群體,無論是在自科和社科方面,精英團體基本上都有同鄉關係。而美歐的精英培養更多屬於「龍生龍,鳳生鳳」,很容易形成家族壟斷,比如政治上有名的肯尼迪家族,布希家族,還包括美歐大學普遍實行的推薦制度,所以他們的精英團體普遍有親戚關係。

   這也就能夠說明一個問題,在我國,天才的成長被認為是更多在於後天因素。比如電子行業,基本上只有上了大學之後才開始接觸到相關知識,而課堂上的內容只是為了應付考試,真正的牛人都是自學成材,一個好的學校環境能夠加速他們成才的概率,而家庭因素被降低到最小。但在美歐呢,政治家的孩子從小就和政治打交道,音樂家的後代從小就開始彈琴唱歌,電子計算機專家的孩子從小就開始編程,比如眾議員巴菲特的孩子巴菲特,IBM執行董事的孩子比爾蓋茨。也正因此,當我國的未來精英們在20-30歲的時候還在從基礎開始時,西方的精英已經想著怎樣敢叫天地換容顏了。同樣的道理在電子這一行業被嚴重放大。

   我國的電子行業很年輕,一些比較大的集成電路企業基本上都是00後,平均年齡不到十歲,這些公司的創始人有的是從海外留學歸來,有的是從事業單位分流出來,這些企業普遍缺人缺錢缺經驗,生存就已經很艱難了,更不要提反饋學校貢獻社會。而我們的大學由於缺乏市場的刺激,所以也缺乏改變的動力,所以才會出現考得不用,用的不考這樣的現象。比如VS6.0,matlab7,VHDL之類的,簡直是無語。由於美國人巨大的領先以及無法撼動的話語權,我們只能仰望人家。為什麼說國內碼農不值錢,因為你掌握的知識不值錢。同樣,為什麼國外的碼農很值錢,因為人家掌握的知識很值錢,而這意味著200k與4k,或者GHz與MHz之間的差別。

   其次,國內的精英們往往大學之後才開始接觸此行業,而這種所謂的接觸,只是會用電腦而已,比如裝系統,office之類的。 而且課堂上的知識陳舊乏味,只能通過自學成材,再通過進一步的深造開始成才之路,而當他們真正開始實踐時,往往已經三十多歲,已經錯過了銳意進取,思維膨脹的階段。
   國外的精英往往從小就接觸到相關知識,並且在家庭的輔助下很早就能夠真刀真槍上陣。由於美國的巨大領先,電子行業的領導公司基本上都在美國,所以美國人能夠接觸到世界上最領先的技術和概念,站在巨人的肩膀上自然就起點高。但國內眾多的從業者基本上只能從零開始,一步一步的摸索,逐漸建立自己的產權和體系,乃至人才培養流程。

   而這,就是大眾教育和精英教育的區別。 大眾教育往往能夠培養眾多合格的工程師,精英教育能夠把天才的後代進一步培養成天才。美國人引領了眾多產業變革,獲得了最多的喝彩,但中國人以最快的速度吸收美國人的創造,然後以量取勝,走自己的路,讓別人無路可走。而目前,我國也正逐步探索精英教育和大眾教育相結合,相信不久之後會產生可喜的變化。

我這樣說並不是一句空話,目前在國內已經發生了一些變化

   還是那些半導體企業,由於其已經在市場上取得了認可,生存問題基本得到了解決,他們有財力去聘請國外的牛人,也有閑情和高校進行合作,通過將先進的培養流程和技術引入大學,使得年輕的大學生們不用再摸著石頭過河,而是直接到社會上進行競爭,而這樣的一批人必然會受到市場的歡迎,而進一步影響大學的教育。就拿鄙人的母校,一個在深山溝里的默默無聞的學校,這兩年分別有教師到企業中接受三年的培訓,等到他們回來之後,基本上就攢夠了整個半導體產業鏈上全部的人才,從而能夠給一些積極分子提供更大的平台。

   而隨著前些年出國留學的人們逐漸成才,他們即便是不歸國,但仍然能夠給國內打開一扇窗,讓我們這些人能夠看到國外究竟是個什麼樣子,比如在知乎上就有很多這樣的人來答疑解惑。那些歸來的真正人才,他們一個人的能量往往能夠抵得上五十甚至一百個國內普通工程師,剛才說到過,一個UCB的大牛讓公司的技術進步了整整兩代,就在於他打通了最後一個關節點,一通百通。而當一個中國本土公司能夠向國際頂尖企業叫板時,往往更能網羅人才。

   十年之前,我們只能夠組裝電腦,現在,我們能夠設計電腦,而十年之後,我們能夠定義電腦。

我國擁有電子行業全部的產業鏈,從設計到製造全部能夠從國內完成,即便是哪天美國禁止向我國出口半導體產品,那麼我國完全可以建立一套自己的體系,而這套體系現在正在運轉和改良,如果哪一天傳出了我國在半導體行業領先的新聞,請不要驚訝。

   最後,以任正非先生的一段講話結束全文

「我們還是要用供應商的晶元,主要還是和供應商合作,甚至優先使用它們的晶元。我們的高端晶元主要是容災用。低端晶元哪個用哪個不用這是一個重大的策略問題,我建議大家要好好商量研究。如果不用供應商的系統,就可能是我們建立了一個封閉的系統,封閉系統必然要能量耗盡,要死亡的。我們剛講人力資源封閉系統,能量耗盡,一定要死亡的,技術系統也不能做封閉系統。」


「對海思的定位,它肯定是一個重要的體系,但是自戀情節不能取,我剛開始來就說閉合系統,如果海思有自戀,要求做的東西我們一定要用,不用的話就不光榮,那就是一個閉合系統。我們總有一天能量耗盡,就會死亡,所以我們要做開放系統。」


「我們在價值平衡上,即使做成功了暫時沒有用,還要繼續做下去。我們可能堅持做幾十年都不用,但是還得做,一旦公司出現戰略性的漏洞,我們不是幾百億美金的損失,而是幾千億美金的損失。我們公司今天積累了這麼多的財富,這些財富可能就是因為那一個點,讓別人卡住,最後死掉。少林寺還可以有CEO,和尚也可以雲遊的,但是廟需要定在那裡,這是公司的戰略旗幟,不能動掉的。」


前幾名說的都不錯,但對非專業人士還是隔靴搔癢,我做個通俗類比吧:

假設你是武當山上的小道童清風,三豐向無忌傳授太極拳的時候在一旁看得一清二楚還錄像了,回家自己能學會么?不能,因為那是百年修為和九陽神功的交流。

三豐傳太極劍的時候,當著眾多武林高手也不怕被偷學,為啥?別人都沒有那個修為。


數字電路倒算是碼農的活了。。。模擬電路呢??後端的高人實在是太少了。頻率越高越需要真正的模擬電路高人~


設計,生產x86那樣高性能的通用CPU只怕沒戲,但是用在手機/平板上的ARM系列CPU已經有國產的了。
隨著技術演進,ARM系列CPU越來越強,它被用在通用/高性能計算領域也是可能的。到那一天,中國在這方面的短板就算部分彌補了(如果你要是計較ARM架構是國外搞出來的,那就沒辦法了)


我打個叉,現在電子顯微鏡這麼牛逼,原子都能看清楚,為什麼還沒把人體徹底逆向了


了解CPU前,先了解邏輯電路與運算電路,在了解時序邏輯電路與組合邏輯電路,在在了解寄存器電路,在在在了解存儲器,在在在在了解控制電路!你就知道CPU的知識了,學習前先了解基礎電路中的模擬與數字電路的原理以及電子元件的原理即功能


同樣是14nm製程 intel 和 三星 不一樣咋算 製程不等於一切 在某些人眼裡製程追上了 就等於步入一流製造商水平了 更有甚者覺得某芯將上28nm就是步入世界領先水平了 簡直搞笑 就那破工藝 三星多少年前就做了。。。在那自滿什麼
還有 逆向哪有那麼容易的 有那麼容易 三星早追上intel了 事實就是逆向不是你想買 想買就能買 除了像三星挖台積電人員和14nm工藝那種事情發生 追趕腳步還是可以的 說追上的就是痴人說夢 邯鄲學步這種事大家應該都聽說過的吧。沒有屬於自己的標準和理論體系 一味的抄襲是永遠不可能成功的 當然苟延殘喘還是可以的。
ps:並不是看不起祖國 只是無法忍受從業者盲目自大的態度作出的反駁 無意引起爭端 同胞們請勿怪罪 謝謝。
插一段科普:
台積電16nm、三星/GF 14nm的柵極間距分別是90nm、78nm,前者只相當於Intel 22nm的水平,後者也略弱一些,而內部互聯最小間距則都是64nm,相比於Intel大了23%。


本人CPU行業新人,有幸參與CPU內核設計,算是知道些皮毛,隨便說兩句。

首先科普一下。

CPU根據其應用規模的不同,大體分為三種:(1)嵌入式低功耗低性能CPU;(2)高性能伺服器用CPU;(3)超級計算機用的大型多核並行CPU。

以上三種類型的CPU,第一種功耗最低,所以性能最弱,結構最簡單,設計複雜度相對較低;第三種看似高大上,其實只是數十上百的CPU內核連接在一起,形成強大的並行計算能力,但是,單個內核性能並不強;反而是第二種,常用於大量計算的場合,並且對性能要求非常苛刻,內部結構複雜,技術先進,所以,CPU內核的各種先進技術都應用在這種類型的CPU中。

伺服器用CPU,我國一直沒能突破,主要是目前自主設計的CPU性能不夠,另外,可靠性不高容易出故障。

這類高性能CPU的資料,互聯網上必然是沒有的。因為專利問題及知識產權問題。

國外的CPU企業對各自的核心機密都是小心保護,對員工嚴密監視,從技術的源頭就杜絕泄密。所以,國內互聯網上根本找不到相關資料。

再來說說,當前國際上的CPU大廠。

首先是Intel(AMD)的X86架構。

然後是IBM的POWER架構。

再然後是ARM的ARM架構。

目前,最近幾年,國內有三家企業與以上的大廠形成了對應的合作關係,都想做所謂的國產CPU。

首先是2014年,IBM與中科院、蘇州高新區合作,成立蘇州中晟宏芯,試圖研製基於POWER架構的高性能CPU。

然後是2016年,AMD與成都市政府、天津曙光聯合成立成都海光,試圖研製X86架構的高性能CPU。

最後是2016年,貴州省政府與高通聯合成立貴州華芯通,試圖研製ARM架構的高性能CPU。

這三家中國公司都從對應大廠購買了CPU代碼,當然是花了大價錢的。

如果進入這幾家公司,如果崗位對應,能夠看到高性能CPU代碼。

但是,代碼很複雜,很難分析,我保證。

如果想學習CPU,可以看一下幾本書。

首先,看《自己動手寫CPU》,入第一道門。

然後,看《計算機體系結構》,入第二道門。

再然後,熟讀《超標量處理器設計》,入第三道門。


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