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CPU為什么是方形而不是圓形的?

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發(fā)表于 2023-8-28 14:29:19 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
本帖最后由 twq19810302 于 2023-8-28 14:30 編輯 # Y4 J$ n7 v/ _2 |  m" H% ?: ~
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對(duì)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(zhǎng)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(méi)有小伙伴想過(guò)CPU為什么不做成圓形呢?
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- u/ T# A5 f& m/ i; I1、我們看到的CPU不是真的CPU  A8 U. i, b& R4 J$ |( o

- r! l  j0 `" {7 d在解答這一問(wèn)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。3 Q  l( W* P* U3 {. I7 P+ Z

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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(lái)講一講真正的CPU芯片為什么是這個(gè)形狀吧。
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2、從制造說(shuō)起( N$ N0 O$ e/ {" C; _9 T
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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(méi)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(zhǎng)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”。! I  b3 B3 n9 F1 J6 A
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圖15 S: }- l4 M& d1 z' T+ D
]直到這里晶圓還是圓形的,這也是它名字的由來(lái)。接下來(lái)經(jīng)過(guò)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。. Q9 E" Z9 v$ C! m/ W1 O* O, W

2 `% K: p% l# q- {; J1 @  t' `3 z然后對(duì)晶圓進(jìn)行分割,把一塊塊的CPU芯片分離開(kāi)來(lái),并從中剔除掉不合格的部分,剩下的就是合格的CPU芯片了。( k0 t9 B, D/ E6 |; b' q

! n; s1 _1 j+ r& L  @& v/ W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(lái),我們能見(jiàn)到的CPU就做好了。(當(dāng)然沒(méi)這么簡(jiǎn)單,此處太長(zhǎng)不講)
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$ V5 |: d; h. G, x$ Q  F3、那為何是方的?1 N" Q& g9 @# B. s/ f

. l0 C. e) w  s5 q: C有些同學(xué)可能聽(tīng)了一頭霧水,CPU的生產(chǎn)過(guò)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(lái)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(méi)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
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" g( `3 X) ]# F( u同時(shí)還要考慮到切割難度的問(wèn)題,直線切割當(dāng)然比曲線切割要簡(jiǎn)單很多倍。這種情況下工藝更加簡(jiǎn)單,也能一定程度上提高CPU的良品率。所以其實(shí)這個(gè)問(wèn)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,最不浪費(fèi)。
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圖4:切割成方形可以節(jié)約晶圓,工藝也更加簡(jiǎn)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?; M% e+ k* T) u" T& g
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陳進(jìn)一 + 1 晶圓相對(duì)方形的面積越大,利用率越高

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發(fā)表于 2023-8-28 17:20:00 | 只看該作者
以為說(shuō)外形,好像第一代金封管都是圓的,雖然里面芯片也是方的。
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發(fā)表于 2023-8-29 07:30:50 | 只看該作者
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