CPU為什麼沒有3核、5核、7核……？

01-05

手機和電腦的CPU都是從單核起步然後雙核、四核、八核……為什麼沒有三核、五核、七核

有意思的問題。我總結下為什麼沒有奇數個核心。

實際原因是由晶元的規模化設計，規模化生產的方式決定的。即使不是CPU，晶元也一般是矩形構造。這是因為設計晶元時，我們需要橫平豎直的畫版圖和連線；製造晶元時，我們需要橫豎方向切割。矩形本身就是建築的基本形狀，是正交線結合出來的天然圖形，尤其適合有規律，有結構的布局。

而電路這東西，天然就是要用矩形的。中學時畫過的簡單電路圖就是，電源，導線，電阻，把它們連起來時一定是矩形。因為矩形中包含一種秩序，當電路規模化之後，這種秩序能夠幫助人類在龐大的電信號之間，迅速找到規律併合理的控制或者改造電路。CPU的floor plan也是這樣，框架一定要是矩形！

(下圖是AMD Bulldozer, 4模塊8核心CPU，發佈於2011年)

面對一個矩形的晶元，不考慮soc這樣的情況，是不可能有奇數個核心的。是因為一般的設計都是畫出一個CPU核心，經過幾次鏡像變成多核，包括其中的控制電路，時鐘電路，都是完全對稱的。這樣的多核CPU，每個核心的時序才是完全相同。其核心數量也一定是偶數。

此外，有的時候，CPU設計廠商會把2個核心封裝在一起，成為一個module， module內一般有2個Core，它們共享一部分運算資源和L2 Cache。而真正的晶元則是由數個module組合而成，就如同上面的AMD Bulldozer架構CPU一樣。這是CPU核心一般為偶數的另一個原因。

有時候，CPU也不是軸心對稱的，比如下面這個AMD PhenomII 6核CPU：

可以看到，設計的基本是思想是畫好3個Core，1片L3 Cache，然後進行水平對稱。但是這樣最左邊的兩個核心距離最右邊的L3 Cache異常的遙遠，必定對L3的訪問帶來不小的延遲。但是這款CPU確實覆蓋到了4核以上的市場，在有限的成本內，AMD公司經常嘗試各種創新的CPU體系結構設計，這樣的行為是非常值得尊敬的。

=======SOC分割線========

但是進入到soc時代後，事情有了些變化。一個矩形的晶元通常包括CPU，內存控制單元，GPU等。完全可以做到3CPU+1GPU這樣的組合，但為什麼不做呢？主要的原因是，在現有2, 4, 8核的產品線之內，生產3, 5, 7核CPU並沒有清晰的市場範圍。比起雙核CPU, 三核CPU並不能帶來性能的飛升，也沒有清晰的利潤點。相反，卻有更多的設計麻煩，比如：第3核心必定沒有對稱的核心，它的單獨Cache使用策略，以及額外的面積開銷都是設計成本。利用這些設計成本，開發更強勁的四核CPU才是廠家的真正做法。

Intel 第4代酷睿處理器，Haswell（SOC）：

可以看到中間的Core和L3 Cache部分已經不是對稱的結構了，似乎可以放4個core，也可以只放2個，3個core。但實際情況是可以放4個核，維持1條生產線。根據測試結果，如果4個核性能都很好，就當i7賣；如果壞了2個核，就當i3賣。(當然也會有其他流水線)

因此可以有這樣的結論：CPU核心一般都是偶數，最早是由CPU工業化設計體系所決定的，方形的設計與生產環境決定了偶數核心的CPU方便設計與生產。而在如今CPU設計SOC化的趨勢下，核心的擺放位置和數量已經不是最重要的因素，而CPU數量始終維持在偶數個則是由CPU的設計習慣和市場定位共同決定的了。

市面上偶爾會有奇數核心的CPU, 比如Tegra3，4核+1核其實還是4核CPU, 額外的核心僅負責待機或者低功率工作，不能與其他4核一起並行工作的，而且這樣的設計需要額外的設計成本，比如第5核心與其他核心的交互，核心間布局布線，軟體切換策略等等。

而AMD的三核是因為利潤空間小而不得不進行市場細分造成的，是故意把好的四核閹割成了三核來賣，而非開發了三核心CPU。

Tegra3 5核心 ARM CPU：

AMD曾經有過三核的

排名第一的答案是很不負責任的。

3,5核都出現過。

所謂的對稱問題並不存在，不存在設計難度增加問題。

唯一的原因是，工程師都有強迫症，看到奇數不舒服。

超微以前發布過三核心的處理器

當然，從DIE的角度來說它依然是四核心，只不過沒有開啟(或那個核心無法開啟)

AMD有三核心的，部分Phenon X4開不了六核只能開五核

AMD推出過若干種三核心處理器的好不。Xbox360也是3核的。

蘋果A8X三核心…原生3核心

AMD的三核心是由四核心屏蔽而來，自行百度「AMD開核」

至強e7 2800 4800 8800v2 原生15核怪獸

你自己單著就好還看不慣別個成對么？

對不起我是來搞笑的。