知识扫盲——CPU制造和I3、I5、I7等不同型号是如何产生的

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前言

今天无聊刷某音，偶然间看到一个关于 I3、I5、I7 不同型号 CPU 产生的科普类短视频，竟然出乎我习惯性的思维方式——难道不是“基于成本控制的逻辑，使用不同工艺、不同生产线生产的”吗？

同一品类的 I3、I5、I7 竟然是出至于同一个 wafer 线，I3、I5 竟然是不同程度的“残次品”，妥妥的废品利用，这让我大吃一惊。

CPU制作过程

要了解 I3、I5、I7 CPU 的产生，我们首先有必要了解一下 CPU 的基本制作过程。

单晶硅处理->高精度切割->光刻和腐蚀->切割成片->封装和分类。

以上 5 大基本制作过程，由于材料纯度和工艺限制等原因，最终同批次的产品会出现不可控的微妙差异（见下述列表），正是这些差异，基于最大化利用的原则，才会出现 I3、I5、I7 不同核数型号或者同型号不同后缀字母（如 k,f,u,p,h 等）的 CPU。

单晶硅处理可能引入的差异：由于当前提纯工艺限制，在高温提取单晶硅时晶体可能含有杂质或电阻不均，这会影响后续的良品率；
高精度切割可能引入的差异：由于当前切割工艺限制，单晶硅因其晶片极薄且脆，晶片在切割时无法完全保证百分百的完整性；
光刻和腐蚀可能引入的差异：由于曝光技术限制和腐蚀材料的特性（如扩散性），晶片容易出现毛刺或结构变形；
切割成片过程属于非微观操作，默认不认为会引入产品差异；
封装和分类过程属于产品质量检测和高效利用有限资源环节（根据产品瑕疵程度不同，通过封测关闭一些坏掉的核心或电路，分类成I3、I5 和 I7 等不同型号），默认不认为会引入产品差异。

CPU相关常见术语

1、Wafer：晶圆，形状为圆形，一片较大规则尺寸的纯硅圆盘，光刻机蚀刻电路的对象，常见规格有 12 寸、30 寸等；

2、Die：螺片，形状为方形，从晶圆上切割下来的 CPU 块（包含多个核心、北桥、集成 GPU 等），下图1为取下合格 Die 后的晶圆图片示例（黑色区块为取下 Die 后留下的空缺）；

备注：只有检测合格的 Die 才会从晶圆上切割下来，每个 CPU 生产厂商定义的 Die 的大小可能不一样，需综合考虑生产工艺、成本和性能；

Die 切割为方形的目的，是为了便于切割和后续的封装和分类处理。

P1.取下合格 Die 后的晶圆示例
© 由 IT摇篮曲提供

3、封装：将一个或多个 Die（合格螺片）封装成一个物理上的 CPU。

不同规格型号CPU的产生

真正确定和产生不同规格型号 CPU 的过程是在封装和分类阶段。在该阶段，封测人员根据手上的合格 Die，基于最大利用资源的原则，合理划分、拼接，将其中部分失败的核心、电路封闭禁用，保留可用的单核或多核，然后根据性能及不同产品规格，最终制作成如 I3、I5 和 I7等型号的 CPU。

注意，需要强调的是，不是所有的 I3、I5 都是 I7 产品线上的“残次品”，也有可能是奔腾、赛扬 CPU 产品线上的“完美品/精选品”。区分不同的产品线需要查询 CPU 的 QDF 码。

QDF码：

定义：是 Quick Data Feedback 的缩写，Intel CPU 的一个内部标识码，不同 QDF 码代表映射不同的 CPU 代数、架构、类别等；
标识码规律：首字母为 q，第 2-4 位为字母或数字（第 2 位随着年代递增，到一定数字后会从 0 开始循环）；
如何查看：通过第三方检测软件如 HWinfo64 或 CPU 上出厂的雕刻字查看。

非常遗憾的是，可能由于前期的规划问题，QDF 码不一定是唯一的，会出现重复，所以当前查看和判断 CPU 的型号已经主要通过SSPEC（S-spec）码了。

不同型号品质CPU的流向

既然知道 I3、I5 可能是某些 CPU 产线的“残次品”，我们普通消费者就会比较关注不同规格型号和不同品质 CPU 的主要流向了。

1、二级 To C 消费市场上，我们几乎没可能购买到“完美级”的 I7 等高档 CPU，那些都是优先送到服务器厂商的，因为服务器对 CPU 的稳定性要求很高； //当然，它们的出价也最高

2、次一级的“精品级” CPU 一般会送至像联想、惠普、戴尔等普通 PC 生产商手里，用于工作站、个人商务PC、一体机、商务笔记本等产品的生产；

3、再次一级的“一般级”CPU 一般用于像知名品牌移动平板、KTV点歌机等高性价比小众市场；

4、最后一级的“勉强合格级”CPU 才会流入公开消费市场进行零售。 //当然，从“精品级”、“一般级”到“勉强合格级”CPU 都有可能流入 PC 或笔电产品，一分价一分货。

所以，如果是自己组装服务器、工作站等要求高稳定性的平台时，原则上宁愿购买从品牌服务器上拆下的二手U也不要购买零售版的 CPU；如果是普通个人办公或游戏使用，那就无所谓了，反正 CPU 出故障的年限还赶不上它更新淘汰的速度。