近日,在知乎上看到“CPU为什么这么贵?”这个问题,而且还有蛮多有意思的回答,于是从中挑出好的回答整理汇总如下:
  谈起CPU,大家都知道是中央处理器。
  首先重温一下CPU结构等基础知识。
  
中央处理器主要包括运算器(ALU)和高速缓冲存储器(Cache)及实现它们之间联系的数据(Data)、控制及状态的总线(Bus)。从字面意思看运算器就是起着运算的作用,控制器就是负责发出CPU每条指令所需要的信息,寄存器就是保存运算或者指令的一些临时文件,这样可以保证更高的速度。
CPU有着处理指令、执行操作、控制时间、处理数据四大作用。打个比喻来说,CPU就像人体的大脑,帮我们完成各种各样的生理活动。因此如果没有 CPU,那么电脑就是一堆废物,无法工作。
移动设备其实很复杂,这些CPU需要执行数以百万计的指示,才能使它向我们期待的方向运行,而CPU的速度和功率效率是至关重要的。速度影响用户体验,而效率影响电池寿命。最完美的移动设备是高性能和低功耗相结合。
  
   针对CPU,为什么会这么贵?知乎网友这样回答到。
     @ Sean(PhD student in Computer Engineering):
  
一句话总结就是“CPU 是一个技术非常密集的产品,浓缩的都是精华。”
你知道有多密集吗?
在一个现代 CPU 里面,有几千万甚至上亿个这样的逻辑门,也就是十几亿甚至更多的晶体管。你知道把十几亿晶体管放在那么小的一个芯片里,经过了多少人的努力吗?
而且你不觉得这十几亿晶体管,都能同步正常工作,你能用它打游戏刷知乎看片儿它也不出错,简直就是一个奇迹好么?
   言归正传下面详细讲一讲,CPU 为啥这么贵:
   先说设计,你知道设计 CPU 需要多少知识么?
  最基础的计算机结构体系得懂吧?Verilog 或者 VHDL 得会吧?各种设计软件 Cadence / Synopsis 你得会用吧?仿真验证要不要?要软件仿真的话那还得会 C++,硬件仿真你得上 FPGA,玩 FPGA 的话,又是一系列的工具链一堆坑……指令集你懂吗?怎么设计不是你随便一想就出来的,这个都可以写一本书了……集成电路原理什么的你得懂吧?而且现在 CPU 速度都那么快,信号频率高了就会有非常多奇异的现象,这个没有足够的物理知识你解决不了吧?
  以上这些知识,我敢说没有一个地球人全部精通。所以必须是团队协作,而且一个短板都不能有,任何一个猪队友都可能导致整个芯片性能出现重大缺陷。好了现在你觉得自己一个人做不了这事儿了,该招人了,招多少人?Intel 和 AMD 那种规模的学不来啊,几千人怎么能招得起呢哈哈哈。话说你即使真有钱也招不到那么多人,这行业真正精通的人就那么一点。假设你财大气粗人缘好,从各个公司挖来了十几个大牛 / 熟练工,这些人要不要发工资给他们吃饭?你说呢?
  现在你招到的大牛磨刀霍霍开始着手设计 CPU。但首先你要搞定工具 / 环境。
  前面说的 Cadence / Synopsis 这些工具都是几万美元起,而且用的人越多越贵。当然你说你可以找盗版的去,反正出了 bug 什么的是死活不会有人管你的。好,你这才是买了工具。接下来该买设计用的库了。45nm 的库都有免费的了,什么 45nm的不能忍?交钱买 28nm 的啊,拿钱来啊!买 14nm 的?不好意思人家觉得你不靠谱还不想卖给你呢。
  软件终于搞定了,把软件装在哪?自己配桌面工作站?Cadence 某些程序一台服务器 24 个核一起跑还要个把小时呢,自己配工作站怎么行?买 / 租服务器吧!还得是供电可靠 + 备份的,不然程序跑到一半断电数据丢了什么的还得重新来,时间可是耽误不起的,别说了买买买吧!
  假设你软硬件都搞定了,招到的大牛也特别给力,用了半年时间就出了一个初稿。这时你发了半年的工资手头已经有些拮据,想赶快流片上市卖。为了省钱你决定不自己投资建厂引进生产线了……打算把这个活外包出去,结果你发现可以做的只有那么几家厂,要价还都不菲,人家还不一定有生产线能腾给你这种小本买卖的。唉,咬牙拿钱出来先做一批出来看看。
  第一批芯片造出来你们都很开心,然而通上电半小时就发现温度可以煎鸡蛋了,哈哈哈哈哈热设计不过关啊推倒重来!希望你还有钱继续发工资!
  下一批流片发现时序不对!继续推倒!
  再下一批流片发现在跑某个 benchmark 的时候结果总有不可复现的 bug,死活找不出来问题在哪,测试工程师说了一句:“可能是有量子干涉效应……”
然后他吐血死掉了……
  你决定不在意这些细节强行上市!毕竟时不我待,先忽悠客户买了再说!可是这时候你发现,没人买。为啥?没有编译器和操作系统支持,谁买你芯片?傻子才愿意写汇编语言的程序呢,找人写编译器吗?哈哈,悔青了肠子的你决定穿越回到创办公司之初,果断买了 ARM 的指令集和架构,避开了这一个坑。。但还是逃不过要找人写文档以及提供客户支持,雇人去开拓市场。。
  终于当你的活儿凑齐了以后,发现竞争对手已经推出下一代 CPU 了,性能比你高 40%,功耗比你低 50%,和你卖一个价钱。。这时候你发现天上飘来一行字:
  “摩尔定律”

  盯着这行字,你留下了悔恨的泪水,回想起这些年挥霍了这么多的钱,欠下了这么多的外债,要是当初拿去买甜筒,可以买好多好多的甜筒啊,一辈子都吃不完……
  好了现在你知道 CPU 为啥这么贵了么?
    来源:知乎整理