手搓CPU!手搓CPU!還是***手搓CPU!
純手工制作、全自主研發，于是一個名叫“初芯”的CPU終極形態終于誕生。
據UP主估計，整個CPU共計兩萬多個器件、10萬多個焊點，全都是一個個手動組裝上去的，網友給他“焊武帝”的稱號果然名副其實。
光是看這些密密麻麻的線和接口，就已經頭大了有沒有!
視頻一出即登上熱門，網友們紛紛趕來，佩服他的勇氣和毅力。
他以前的粉絲也聞聲而來：神又發視頻了!他活了!
畢竟據他上一次更新視頻，已經過了20個月之久了。
而這個小哥也不陌生，他名叫林乃衛，相信很多讀者之前也看過量子位寫的《B站焊武帝爆火出圈：純手工拼晶體管自制CPU，耗時半年，可跑程序》。
時隔一年半，如今千呼萬喚始出來，就來康康這爆肝兩年的自研CPU終極形態到底是什么?
“底層邏輯、架構、指令集均是自主研發”
話不多說，直接先來看手搓出來的“CPU終極形態”的參數如何：
-頻率：13kHz，超頻最大33kHz;
-ROM：64kB，支持熱更新，16位ROM尋址、16位靜態數據尋址;
-內存：系統內存256B、應用內存64kB;
-IO口數量：78bit(48支持位操作);
-103條指令，功耗10瓦。
做成這樣，成本統共算下來只有2000元左右，若是再刨去電烙鐵、示波器這類工具，花在基礎器件上的錢還不到1000塊。
整體性能方面，小哥表示它和70年代初期的CPU差不多，并且在指令上還要優于當時的CPU。
形象點來說，目前它可以簡單刷個屏幕，顯示文字、圖像，甚至一些小游戲(類似貪吃蛇)也能跑起來。
其實在去年7月份，小哥就已經在B站更新過一個“純手工自制CPU”的視頻，搭建的是CPU雛形，耗時6個月。
不過當時的CPU還僅處于能跑起來的階段，要運行更復雜的程序還比較困難。
△夜間運行，跑個燈
于是小哥就開始了他的手搓“進階版CPU”歷程，在剛制作好的CPU雛形上進行調試維修，這一步他的計劃是：
把指令增加到100多條;
增加了堆棧、 IO 口，運算器的這些比較復雜一點的部件，還有內存管理;
可以滿足一些復雜的運算;……
這一把調試維修，直接就整了小哥一年半的時間。
為了有效提高CPU的性能，期間小哥下了“血本”購入了示波器這類專業器材，用來檢測整個CPU每一個節點的信號。
然后小哥以最簡易的方式去拆除了一些器件，直接把CPU的頻率從1kHz提升到33kHz，性能翻了33倍。
話說回來，徒手搓出CPU，小哥可是完全是依靠自己本科就已經掌握的電子領域、IT領域的知識，實打實開發出來的。
從前期的電路仿真、PCB設計到中后期的焊接、調試以及軟件編程……小哥一個人獨攬一條“CPU生產線”。
(聽起來就很頭疼對吧)不過這對“愛好技術類手工制作”的小哥來說可就不一樣了。
獨創技術了解一下~
看過視頻的盆友或許都知道，小哥在視頻中特別提到了自己的獨創雙通道內存。
現有的雙通道內存技術雖然也是使用了兩個內存控制器，但并沒有將全局變量和局部變量(變量的兩種分法)分隔開來，它們依舊在混在一個內存中，這樣要訪問內存就只能一次性全部訪問。
而小哥的“獨創技術”就不一樣了，直接把全局變量和局部變量物理上分割開來，放在不同的內存控制器上。
這樣一來，全局變量可以直接用作系統內存(256B)，局部變量直接用作應用內存(64kB)。
如果要跑個大一點兒的游戲，直接訪問局部變量所在的應用內存，一條指令就能訪問到64kB的內存。
曾花兩個月伙食費買設備
光看CPU這個體量，就知道是個不小的工程，可能即便專業人士也很難有這樣的能力和心力從頭做起。
不少網友紛紛表示佩服UP主的勇氣和毅力。但也有冷靜的網友質疑：為何要做這個呢?
正如這個高贊評論所言，實現方式與實際CPU還是有很大差距，恐怕很難談得上對現有架構有太大貢獻。
在與量子位的交流中，Up主跟我們坦言：做這個東西完全就是為了不留遺憾。
視頻也介紹，他是在2016年萌生出開發CPU的想法。
當時電子工程專業的他正在讀大三，日常喜歡寫寫單片機來玩，時不時就在思考：“為何一串0101的數字能變成程序?”再結合已有的數電知識，對CPU的底層運行機制有了了解，自制8位CPU的想法也就油然而生。
不過他也有個私心：成功的話也比較好找工作。(很真實了)
很快，他就完成了電路設計仿真、PCB設計以及打印電路板等工序。光買一堆器件和設備就花了兩個月的伙食費。
一切準備就緒時，就到大四畢業設計時候了，他也就只能將CPU的項目擱置。
結果這一放就是五年，此時他回到了北海，工作內容基本上與本科專業沒有太大關系，趁著業余時間又重新拾起當年的興趣。
他向我們坦言：這個想法如果一直沒有實現，就像手里面扎了一顆小刺，沒拔出來就會一直隱隱作痛。
回頭再去看當年大學時候的設計，他表示有的設計顯得十分“愚蠢”。比如像程序計數器設計得復雜，浪費器件的同時還限制了CPU的運行速度。
于是不得不如前所述，從最底層的分立元件開始打造。要知道這種方式速度很慢，穩定性也很差，還會經常出問題。
但UP主表示正是這種從底層出發的過程，就會有更多時間去思考和解決那些問題，也會迸發出創新性的靈感出來。
比如，這不就是芯片發展的一個縮影嘛!(Doge)
(咳咳正經一點) 有心的讀者或許在視頻結尾注意到，他有一個「創作中的小發現」還不便展示。
量子位幫大家刺探到了一些消息，這個小發現是關于儲存邏輯電路方面的，小哥表示：由更少的器件組成，性能更高，響應速度更快，并且具有替代現有儲存邏輯單元的潛力。
最后，小哥還略微向我們透露了些他未來的計劃：這次手搓CPU，是為了進行一場自主研發可商用CPU的可行性論證，為下一步研發商用cpu提供理論和實踐支持。
