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標(biāo)題: CPU為什么是方形而不是圓形的? [打印本頁]

作者: twq19810302    時(shí)間: 2023-8-28 14:29
標(biāo)題: CPU為什么是方形而不是圓形的?
本帖最后由 twq19810302 于 2023-8-28 14:30 編輯
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+ [' e, `; r; @, L6 K/ h6 a對硬件有所了解的朋友們幾乎都會(huì)知道,CPU的外形是一塊正方形的金屬厚片,當(dāng)然也有長方形的版本。上表面平整光滑,下表面則有著金屬觸點(diǎn)或針腳。
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雖然我們默認(rèn)CPU的形狀為矩形,但是不知道有沒有小伙伴想過CPU為什么不做成圓形呢?
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+ k* x# Z$ ?9 R% k1、我們看到的CPU不是真的CPU
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  l. S5 a3 m+ j' g在解答這一問題之前,要先向大家科普一下,我們能用眼睛看到的,用手摸到的這一小坨金屬片,并不是CPU這一硬件的本體,而是它的封裝。
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CPU的本體芯片被牢固安裝在封裝的中心。稱不上巧合的是CPU芯片的形狀同樣為矩形,所以我們就先來講一講真正的CPU芯片為什么是這個(gè)形狀吧。
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# H" G) G. S! G3 L. B7 R2、從制造說起
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5 d9 o7 R( E/ z( O' {( \可能很多同學(xué)都知道,CPU芯片是由沙子制成的,不知道這份知識(shí)有沒有雷總想要將手機(jī)芯片賣成沙子價(jià)格的科普功勞在里面。
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沙子的成分是二氧化硅,我們從中提取硅元素制成一個(gè)又粗又長的單晶硅棒,然后切割成一片一片的薄薄的圓形硅片,也就是我們更加熟知的“晶圓”。
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圖14 m1 M. a7 u# T0 R% H( v
]直到這里晶圓還是圓形的,這也是它名字的由來。接下來經(jīng)過一系列復(fù)雜的處理,包括離子注入、電鍍、光刻等等,這片晶圓上就出現(xiàn)了許多塊小小的CPU雛形。- F' _8 K) ?; p' s9 F0 a

$ t2 t4 m5 D1 g7 V. C( c3 L然后對晶圓進(jìn)行分割,把一塊塊的CPU芯片分離開來,并從中剔除掉不合格的部分,剩下的就是合格的CPU芯片了。
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再把CPU芯片放在一片PCB板上,上面蓋上一片鋁蓋,中間用釬焊或硅脂連接起來,我們能見到的CPU就做好了。(當(dāng)然沒這么簡單,此處太長不講)
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3、那為何是方的?  X" Y+ t# K/ w" O8 W; m1 \% h
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有些同學(xué)可能聽了一頭霧水,CPU的生產(chǎn)過程和它為什么是方的之間有什么必然聯(lián)系嗎?實(shí)際上我們知道,CPU小方塊是從一張巨大的圓形大餅上切下來的,那么為了降低成本,肯定是把這張大餅切的份數(shù)越多越好。
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如果從一個(gè)平面上切下許多圓形區(qū)域,那么圓和圓之間剩下的縫隙則完全被浪費(fèi)掉了,而切成許多小的正方形就可以完全沒有縫隙,只在晶圓的邊緣處留下少許浪費(fèi)的區(qū)域。
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圖2:最密集的圓形還是會(huì)浪費(fèi)大量面積/ I0 [1 r2 \7 `8 m
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同時(shí)還要考慮到切割難度的問題,直線切割當(dāng)然比曲線切割要簡單很多倍。這種情況下工藝更加簡單,也能一定程度上提高CPU的良品率。所以其實(shí)這個(gè)問題的答案并不復(fù)雜,CPU是方形的,只是單純因?yàn)榉叫胃浊懈钋依寐矢撸畈焕速M(fèi)。# {& ~/ c1 j( t. |

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圖4:切割成方形可以節(jié)約晶圓,工藝也更加簡單
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雖然成本控制是企業(yè)逐利性的必然結(jié)果,但也因此,讓我們能只花幾千元或幾百元就能買到人類科技的最高結(jié)晶之一,快看看面前主機(jī)里面的CPU,你能感受到那份智慧凝結(jié)的美麗嗎?: r; ^+ b  X2 f) Z
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作者: 東海fyh126    時(shí)間: 2023-8-28 17:20
以為說外形,好像第一代金封管都是圓的,雖然里面芯片也是方的。
作者: 倒過來的海1    時(shí)間: 2023-8-29 07:30
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