芯片制造非常精细，但并不完美 

PC（例如 CPU 或 GPU）、选择手机或汽车中使用的每个芯片。这是因为一些芯片在制造后会比其他芯片更好。

英特尔、AMD 和 Nvidia 所有芯片制造商都采用了选择过程，其中性能较高的芯片被指定为更昂贵的型号（提供更高的时钟速度、更多的核心等）和不完美的部件，但硅仍然可以作为低性能处理器出售。若芯片不能使用 2 GHz 如果你运行，你可以把它当作 1.5 GHz 出售操作芯片。或者，如果 CPU 如果显示集成显卡部分存在缺陷，则将其视为无集成显卡 CPU 出售。

所有的微处理器和芯片分为bin DRAM 这种分离发生在芯片制造过程中。虽然传统的芯片分为bin，以造福制造商，但如果你对给定的价值/主流模型有太多的需求，你可能很幸运最终会得到功能强大的硅/芯片作为更便宜的部分出售。Bin还可以提高晶圆的产量，因为它可以使用和销售更多的硅，从而降低制造成本。本文更深入地介绍了芯片制造过程和做出某些决定的原因。

 为此而死的晶圆

无论是标准CPU，所有芯片都由超纯硅圆盘、层叠金属、绝缘体和半导体材料制成、CPU，DRAM仍然成为系统内存 。

整个过程非常复杂，大规模生产最新芯片的制造商花费了数十亿美元。这些光盘被称为晶圆，英特尔，GlobalFoundries 台积电等公司每年生产数百万片。最高质量的工具需要确保最终产品与设计芯片的工程师的超精确计划相匹配。

为了使一切尽可能接近完美，工厂的生产区域将受到轻微的压力，以防止空气中的细菌和灰尘颗粒进入房间。工人们穿着防护设备，以确保尽可能少的皮肤细胞和头发进入机器。

完成的晶圆是一件美丽而有价值的事情。每个制造成本高达数千美元，整个制造过程需要几个月的时间——从硅锭到产品——从开始到结束。每个可以从光盘中取出和出售的芯片对于弥补制造它们所花费的资金至关重要。 

英特尔第 9 300代酷睿处理器代酷睿处理器 毫米晶圆

为了取出芯片，晶圆需要用金刚石锯切成薄片，但相当一部分完全是废物，因为沿边缘的芯片不完整。5% 到 25% 晶圆（数量在很大程度上取决于芯片的大小）将被丢弃。然后将其余部分安装在电路板包装上，并可能覆盖散热器，最终成为我们都熟悉的 CPU。

核心(不)平等

让我们来看看英特尔的一个相对现代的处理器—旧酷睿 i9-10900K，它有 10 一个核心和一个集成 GPU。下图显示了我们通常如何理解和看到这样的东西 PC 但是，如果我们能打开散热器，用一组工具深入研究芯片的内部结构，它看起来会有很大的不同。实际CPU是由逻辑块组成的SRAM 由存储、接口和通信总线组成的城市景观——仅在一个芯片中，就有数十亿个独立的电子元件，所有这些电子元件都在同步和谐地工作。 

下面标记的图像突出了一些关键区域——左边是 I/O 系统，包含 DDR4-SDRAM 内存、PCI Express 和显示控制器。还包括管理所有核心通信环的系统。I/O 系统内存的接口在部分的正上方。在管芯的另一侧，我们可以看到集成图形芯片 GPU。不管你得到什么样的英特尔酷睿处理器，这三个部分都会存在。

所有这些之间的是 CPU 核心。每一个都是另一个副本，充满了处理数字、移动数据和预测未来指令的单元。核心两侧有两个3 级缓存(低级位于核心深处)，每个都提供 1 MB 高速存储。

人们可能认为英特尔会为他们销售每一个 CPU 制造一个新的晶圆，但是一个“i9-10900”光盘会生产出可能最终出现在以下任何类型的芯片。

以 GHz(千兆赫兹)单位测量的“基本时钟”是芯片运行的最低保证频率，无论其负载如何。“All Core Turbo“是所有核心都可以一起运行的最大频率，但可能不会持续很长时间。这与“Turbo Boost“类似地，只有它 2 个内核。

PL1 TDP 代表功率级别 1 - 热设计功率。是的 CPU 它在任何负载下以基本时钟运行时会产生多少热量。它可以创造更多的东西，但它会限制芯片的运行速度。当插入主板时，它们的设计师可能会限制芯片可以吸收的功率，以防止这种情况发生。

代码以 F 结尾的模型是禁用的 GPU；K 这意味着它有一个未锁定的时钟系统(因此很容易超频)，T 表示功耗低。这些只是台式机。 CPU，有些最终会成为专业市场 Xeon 型号以工作站或小型服务器的形式出现。

所以这只是一个设计 19 一个模型——一个芯片怎么样，为什么最终会变成这么多不同的类型？

这是一个不完美的世界

虽然芯片制造商令人难以置信，但它们使用的技术和材料都不是 100% 完美的。无论是在工厂内部，还是在使用的原始硅和金属深处，总会有一些纳米级的碎片颗粒。无论他们多么努力， 电子元器件采购网 制造商都不能使他们完全干净和纯净。

当你试图构建一个非常小的组件时，只有高倍的电子显微镜才能让你看到它们，没有什么能完全遵循它应该做的。在纳米世界里，量子行为变得更加明显，随机性、噪音和其他故障都试图破坏芯片堆叠音乐。所有这些问题都对处理器制造商不利，最终结果被归类为缺陷。 

图像比较和光散射法用于发现缺陷。来源：日立高科技

并不是所有的缺陷都是严重的——它们可能只会导致芯片的特定部分比它应该运行的更热，但如果它真的很糟糕，那么整个部分可能完全是垃圾。制造商做的第一件事就是先扫描晶圆来检查缺陷。

专门用于解决这些问题的机器是在晶圆制造后切割成单个芯片之前使用的。标记有问题的管芯或整个晶圆，可以放在一边进一步检查。但即使是这些步骤也无法捕捉到每一个小缺陷和故障，所以每个硅片在从晶圆上切下硅片并安装在它们的包装上后都会进行更多的测试。

不同的bin有什么区别？

当英特尔和其他公司坐下来检查处理器的质量时，他们将芯片设置为以设定的电压和特定的时钟速度运行；经过一系列基准测试，die旨在对所有部件施加压力，仔细测量所消耗的功率和产生的热量。他们会发现有些芯片完全按要求运行，而另一些芯片则更好或更差。

组装处理器在最终测试和检查前

有些芯片可能需要更高的电压才能完全稳定，其他芯片可能会产生过多的热量，有些芯片可能根本达不到要求的标准。制造商将类似地探索被确定为有缺陷的处理器，但在进行之前，将进行额外的检查，以检查芯片的哪些部分仍然有效，哪些部分是废物。最终的结果是，晶圆的有用输出（称为良率）可以根据其功能部件、稳定的时钟频率、所需的电压和热输出对其进行分类。这个排序程序的名字叫做芯片分bin。

事实上，die并没有被扔进一个来自统计学的盒子里，其中数字分布可以组织成一个叫做bin的组。例如，可以使用年龄分布的人口调查 0 到 5 岁、6 到 10 岁、11 到 16 岁等区间。

晶圆在我们身上也是如此。 i9-10900K 一些示例 bin 用于工作内核的数量，CPU 特定时钟的稳定时钟频率范围和热输出。假设一个 Core i9-10900 经过全面测试，芯片发现了几个严重的缺陷，如上述。两个核心和 GPU 损坏到无法正常运行的程度。

然后英特尔将被禁止 kaput 并将其部分标记为 Core i7-10700 特别是系列芯片 F 型号。但随后需要测试时钟速度、功率和稳定性。如果芯片达到要求的目标，它将保持不变 i7，但如果这些目标不能完全实现，则可以禁止其他目标 2 将芯片用于一个内核，并用于芯片 Core i5 模型。

对于第 10 英特尔确实是代酷睿处理器系列的酷睿 i5、i3 与奔腾/赛扬系列提供独立的晶圆设计。这些都是基于 6 从核芯片开始，然后分为 2 核心产品。

产品需求往往超过生产能力，因此使用 10 核心晶圆有助于完成订单。有时，功能完美的模具会关闭部分，以确保工厂有足够的输出。购买特定型号和实际die之间的关系真的像一个运气游戏。

综上所述，芯片分bin大大提高了晶圆的良率，因为这意味着更多的芯片可以使用和销售。没有它，英特尔的实际垃圾箱将充满废硅。

CPU被分为bin 有什么特别的吗？

和计算中的许多术语一样，芯片分bin已经成为其原始含义以外的同义词。网上商店有时会使用“binned CPU以特殊的形式出售和挑选 CPU(超锁到疯狂水平或运行温度极低的CPU)。实际上，所有的芯片都是bin，因为它们必须这样做。

当然，没有什么能阻止零售商将他们购买的芯片分成bin。AMD 和 Intel 处理器必须批量购买(包括几十个甚至几百个芯片的订单)。可以坐下来测试计算机，检查每个芯片的超频或降压，记录它们的温度等。然后，最好的产品可以作为特殊产品出售，零售商可以正确地将其分类为“binned”。当然，所有这些额外的测试都需要时间和精力，所以零售商提高了产品的零售价。

这些所谓的bin芯片在某种程度上特别吗？是的，不是的。每个人在电脑、手机、汽车等方面使用的每个芯片都经历了一定的选择过程。这只是所有的微处理器和 DRAM 芯片制造的另一个阶段。

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