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IP、芯片构架、指令集是什么？有什么联系？

IP是Intellectual Property（知识产权）的缩写，它是一个很大的概念，包括内容IP（比如小说、电影、游戏的内容、人物形象和标识等）、品牌IP（漫画改编的电影《十万个冷笑话》，海外作品改编和翻拍，如翻拍《奇怪的她》的《重返20岁》）等。下图中的紫薯大叔形象也是一种IP 。IP是可以深度挖掘开发，并变现成现金的。
这方面，腾讯有话说，因为它在国内做得最好，把明星IP生生地变成摇钱树树或印钞机。在芯片设计领域，IP的内涵也是相当宽泛的，包括架构、指令集、芯片内部电路设计等，都属于IP，受到知识产权法律保护。一句话，只要是芯片公司独立开发的东西，不管是芯片内核还是制程工艺，申请了专利，都属于IP 。那么题主说的架构和指令集又是什么关系呢？CPU的算术逻辑单元（ALU）在进行计算操作时，需要将计算分解为许多小的步骤，每一个步骤要用到一行执行语句，这个执行语句就是指令，诸多指令的集合就是指令集。
打个形象的比方，指令集相当于电脑能说能读的语言，和人类社会中的英语、汉语、法语等语言类似，特定的语言为特定的人群使用。同样地，特定的指令集为特定的CPU使用，X86芯片的指令集属于CISC体系，AＲM的芯片则属于RISC体系。正因为指令集和CPU如此亲近的关系，所以指令集手册都是用汇编语言写成。架构则涵义宽泛，当说体系架构时，实际说的是指令集体系，当说微架构时，指的又是CPU内部的结构，包括缓存大小、单元设计等。
其实，只要稍微关注芯片产业的发展历史，就会发现一个规律，芯片架构几乎两三年更新一次，而且一个架构可以延伸出多个产品，但指令集却多年不变。英特尔的Sunny Cove架构涵盖了第10代处理器，包括酷睿i3、i5、i7三大系列，数十款产品，但指令集和前几代架构相比，基本未变，仅增加了一套全新的支持深度学习加速技术的指令集。
据说A11处理器有55亿个晶体管，工程师是如何设计这么多晶体管的？
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现在手机SoC芯片的晶体管数量动辄百亿个，“愚公移山”拼体力一秒画一个，根本不可能。现在的高端芯片设计，已经和体力活说拜拜，设计流程分工极细，设计过程自动化程度极高，这样才能避免芯片上市，“黄花菜”都凉了的尴尬。下面以数字芯片为例，为大家简单捋一捋芯片设计的过程。两大流程，SoC芯片设计流程可以分为前端和后端，前端负责逻辑设计、输出门级网表（netlist），后端进行物理设计，输出版图（layout），然后将版图传给芯片厂制造（tapeout）。
顺带说一句为什么传版图给芯片厂叫tapeout 。在早期，芯片设计公司都是用磁带（tape）存储芯片版图文件，需要制造时将磁带送到芯片厂，所以叫“tapeout” 。这个词一直沿用到现在，即使现在传送版图文件的方式多样化了。说白了，这是芯片文化的反映，和计算机的“bug”叫法一样，最早就是电子管大型机时代，工程师清扫追寻电子管亮光而被烤死的飞虫，排除飞虫导致的电路故障。
后来，“bug"不再指真实世界中的虫子，而是指软件漏洞。说回芯片设计流程。芯片设计两大流程前面说的芯片前端设计，又可细分为行为级、RTL级、门级，行为级描述电路功能，RTL级描述电路结构，门级描述门这一级电路的结构。芯片后端设计是将前端设计产生的门级网表通过EDA工具进行布局布线，以及物理验证，最终产生供芯片厂制造使用的版图文件。