显卡|神秘莫测的国产显卡，到底是真科技，还是行为艺术？( 三 ) GPU|芯片|英伟达|it芯片

就算10年后的未来不是元宇宙，但新技术的发展肯定也是离不开GPU的啊。到了那时候，我们可能还在用着落后了两三个世代的芯片，再一次被踹下了世代的列车，最后被对方高一个等级的AI算力在各领域吊打。
所以，无论是高性能的GPU ，还是CPU、NPU ，自主设计和量产都是我们必须要渡的劫，上刀山火海都在所不惜的那种。
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芯片制造中，高精度制程特别是EUV光刻机这些老大难问题已经人尽皆知了。
但芯片的设计，尤其是高性能芯片的设计，难度也不输于高精制程，而且CPU和GPU的架构完全不一样， CPU设计得很溜，并不代表GPU也能如法炮制。
比如苹果和英特尔，都在GPU研发这块吃过瘪。苹果我们一会儿再说，英特尔在桌面电脑CPU领域可以说是一哥的存在，但自家的Arc显卡就没那么顺利了，性能上拼不过A卡和N卡的同期产品不说，显卡驱动上也是问题频出，到现在还是bug不断。是不是也有点摩尔线程那味儿了？

经过30多年的发展，芯片领域分工明确，能设计芯片不代表能生产芯片，反过来也一样。甚至就连设计本身也被细分成不同的工作，能够设计生产两手抓的公司非常少。就算是设计也被细分成了多个领域，比如EDA、IP、芯片设计等等。
隔行如隔山了属于是。
EDA是指电子设计自动化软件，来完成超大规模集成电路（VLSI）芯片的功能设计、综合、验证、排版、布线等工作，有点类似于芯片设计界的Photoshop和3DMax 。

芯片的本质是晶体管开关组成的逻辑电路，比如两个输入都是1才输出1的“与门” ，两个输入都是0才输出0的“或门” ，输入与输出相反的“非门” 。这些简单的逻辑运算经过的排列组合，才让芯片拥有了算力和功能。但芯片中的晶体管数以亿计，这么复杂的结构，全靠工程师手搓是不现实的。
如果把芯片设计比作烹饪，那EDA相当于厨房的灶台，不然我们就只能钻木取火了。
为了进一步提高设计效率，工程师们还设计出了能够重复利用的小型模块，也就是IP核，和我们平时说的IP有异曲同工的地方。一些实现特定够功能的部分就可以用现成的IP核来实现。
所以，芯片设计厂商在研发新型号的时候，会先向IP厂商购买自己需要的IP核，不用一切从零开始，摩尔制程就是这么干的。
IP核授权也有不同的层级，比如软核只提供代码，固核提供门电路层面的社交和验证，硬核提供物理层面的布局布线甚至仿真验证，拿到代工厂可以直接生产。越往上，系统越稳定，开发难度越小，但可扩展性越来越低。

IP就好比是烹饪的食材供应商，不然想做饭我们还要自己种菜。而且这个供应商还贴心地提供不同加工度的食材，你可以买到一整块牛肉（软核）自己切块切条再调味，也可以买到切好的牛肉块或牛肋条（固核），甚至还能买到带调料、腌制好的秘制牛肋条（硬核），自己下锅炒一炒就能吃了。
当然，买了预制的牛肉肋条，你也就不可能做出整块的牛排了，但对厨艺要求很低。
有了灶台和食材，至于做出的是黑暗料理还是满汉全席，就看厨师手头的厨具和厨艺了，这也就是芯片的具体设计了。
这是一套系统工程，从最开始的市场需求分析、架构设计、性能、功耗的评估，软硬件功能的代码级实现，仿真验证，再到偏生产端布局布线的物理设计和验证，代工厂制作样片和测试样片，产品的亮相和宣发，最后才是量产阶段。