为什么没有圆形的cpu？
这个问题很有意思，而且答案比你想象的要复杂一些。虽然我们看到的CPU都是方形或者矩形，但真正的原因并不是因为“圆形不行”，而是“圆形在现有制造工艺和应用场景下，不是最优解”。我们可以从几个方面来聊聊为什么CPU普遍是方块脸：
1. 制造工艺的物理限制和成本考量：
晶圆的形状： CPU的制造过程是从大片的硅晶圆开始的。这些晶圆本身就是圆形的，这是因为它们是通过称为“拉晶法”（Czochralski process）的技术生长出来的，这种方法自然会形成圆柱体，然后切割成薄片。
光刻工艺的“拼图”： CPU的制造过程中最关键的步骤之一是光刻。光刻机就像一个巨大的投影仪，将电路图案“印刷”到硅片上。为了最大化利用每一片圆形晶圆，工程师会将多个方形或矩形的芯片图案“拼”在同一块晶圆上。这些方形图案被称为“die”（裸片）。
效率与浪费： 如果我们要制造圆形的CPU，那么在圆形晶圆上切割圆形芯片，会留下更多的硅材料浪费在晶圆的边缘。想象一下，在一张圆形的纸上切割出尽可能多的圆形图案，总会有一些边缘区域是无法被有效利用的。方形芯片图案则可以更紧密地排列，减少材料的浪费，提高单片晶圆上能生产的芯片数量，从而降低单位芯片的成本。
设备的标准化： 大多数半导体制造设备，包括晶圆处理设备、测试设备、封装设备等，都是为处理方形或矩形晶圆（或切割下来的方形die）而设计的。将这些设备从处理方形/矩形改为处理圆形，需要进行大量的改造和重新设计，成本会非常高昂，而且弊大于利。
2. 电气连接和散热的工程挑战：
引脚（Pin）和封装： 过去的CPU通常有很多物理引脚（针脚），用于连接到主板。方形的布局可以更方便地将这些引脚均匀地分布在芯片的四周，便于连接器设计和安装。即使现在大部分CPU采用BGA（球栅阵列）封装，引脚变成芯片下方的小焊球，其排列方式也仍然受到芯片形状的制约。方形芯片能提供更规则的焊球阵列。
信号布线： 芯片内部的电路连接非常复杂。方形的布局在进行内部信号布线时，更容易进行规则的网格化设计，方便信号的路由和时钟信号的同步。圆形的结构在布线时，可能会遇到更多不规则的拐角和路径长度不一致的问题，这对于高性能计算的信号完整性是有挑战的。
散热： CPU在工作时会产生大量的热量，需要散热器来带走。虽然圆形散热器也存在，但方形CPU与方形散热器的贴合更容易做到均匀且无死角，保证散热效率。当然，这更多是配套设备的设计问题，但方形CPU更容易找到配套的“搭档”。
3. 物理定律与信息处理的关联（并非直接原因，但可能影响思考）：
信息在空间中的表示： 虽然量子信息等领域可能涉及到圆形或球形的概念，但在我们日常理解的数字计算中，信息通常以离散的比特形式存在，并且在电路设计中，信号的传输和处理往往是在二维或三维的网格结构中进行的。方形的边和角，在某种程度上更容易与这种离散的、网格化的信息处理方式相契合。
数学上的便利性： 在许多物理和工程计算中，方形或立方体区域的处理比圆形或球形区域更为直接和简单。例如，在数值模拟中，网格划分更容易以正方形或立方体单元进行。这种数学上的便利性，也可能间接影响到工程设计时的选择偏好。
4. 历史惯性和生态系统：
从“够用”到“最优”： 最早的计算机芯片并非都是方形，但随着技术发展，方形芯片在成本、效率和性能上都展现出了优势，逐渐成为了行业标准。一旦形成标准，相关的设计工具、制造设备、测试方法、封装技术、甚至主板接口都会围绕这个标准来构建。要改变一个根深蒂固的标准，其难度和成本是巨大的。
兼容性： 现在的计算机生态系统是围绕着方形CPU构建的。无论是主板上的CPU插槽，还是散热器、机箱设计，都默认是方形CPU的接口。任何偏离都会导致兼容性问题。
所以，总结一下：
没有圆形CPU，最主要的原因是：
制造成本和效率： 方形芯片能最大化利用圆形硅晶圆，减少材料浪费，提高生产效率。
制造设备的标准化： 现有半导体生产线和测试设备都是为处理方形芯片优化的。
电气连接和散热设计的便利性： 方形布局在引脚分布、信号布线和散热器配合上更有优势。
历史惯性和生态系统的锁死： 方形芯片已经成为行业标准，改变成本极高。
这并不是说圆形CPU在理论上不可能制造，或者在某些特殊应用中没有优势。但就目前主流的通用计算领域而言，方形的CPU在综合考量下，是最经济、最实用、最容易实现高性能的解决方案。我们看到的方形CPU，是技术发展和工程权衡下的必然选择，是“恰好”在那个时间点，那个工艺条件下，最“对”的形状。
1. 制造工艺的物理限制和成本考量：
晶圆的形状： CPU的制造过程是从大片的硅晶圆开始的。这些晶圆本身就是圆形的，这是因为它们是通过称为“拉晶法”（Czochralski process）的技术生长出来的，这种方法自然会形成圆柱体，然后切割成薄片。
光刻工艺的“拼图”： CPU的制造过程中最关键的步骤之一是光刻。光刻机就像一个巨大的投影仪，将电路图案“印刷”到硅片上。为了最大化利用每一片圆形晶圆，工程师会将多个方形或矩形的芯片图案“拼”在同一块晶圆上。这些方形图案被称为“die”（裸片）。
效率与浪费： 如果我们要制造圆形的CPU，那么在圆形晶圆上切割圆形芯片，会留下更多的硅材料浪费在晶圆的边缘。想象一下，在一张圆形的纸上切割出尽可能多的圆形图案，总会有一些边缘区域是无法被有效利用的。方形芯片图案则可以更紧密地排列，减少材料的浪费，提高单片晶圆上能生产的芯片数量，从而降低单位芯片的成本。
设备的标准化： 大多数半导体制造设备，包括晶圆处理设备、测试设备、封装设备等，都是为处理方形或矩形晶圆（或切割下来的方形die）而设计的。将这些设备从处理方形/矩形改为处理圆形，需要进行大量的改造和重新设计，成本会非常高昂，而且弊大于利。
2. 电气连接和散热的工程挑战：
引脚（Pin）和封装： 过去的CPU通常有很多物理引脚（针脚），用于连接到主板。方形的布局可以更方便地将这些引脚均匀地分布在芯片的四周，便于连接器设计和安装。即使现在大部分CPU采用BGA（球栅阵列）封装，引脚变成芯片下方的小焊球，其排列方式也仍然受到芯片形状的制约。方形芯片能提供更规则的焊球阵列。
信号布线： 芯片内部的电路连接非常复杂。方形的布局在进行内部信号布线时，更容易进行规则的网格化设计，方便信号的路由和时钟信号的同步。圆形的结构在布线时，可能会遇到更多不规则的拐角和路径长度不一致的问题，这对于高性能计算的信号完整性是有挑战的。
散热： CPU在工作时会产生大量的热量，需要散热器来带走。虽然圆形散热器也存在，但方形CPU与方形散热器的贴合更容易做到均匀且无死角，保证散热效率。当然，这更多是配套设备的设计问题，但方形CPU更容易找到配套的“搭档”。
3. 物理定律与信息处理的关联（并非直接原因，但可能影响思考）：
信息在空间中的表示： 虽然量子信息等领域可能涉及到圆形或球形的概念，但在我们日常理解的数字计算中，信息通常以离散的比特形式存在，并且在电路设计中，信号的传输和处理往往是在二维或三维的网格结构中进行的。方形的边和角，在某种程度上更容易与这种离散的、网格化的信息处理方式相契合。
数学上的便利性： 在许多物理和工程计算中，方形或立方体区域的处理比圆形或球形区域更为直接和简单。例如，在数值模拟中，网格划分更容易以正方形或立方体单元进行。这种数学上的便利性，也可能间接影响到工程设计时的选择偏好。
4. 历史惯性和生态系统：
从“够用”到“最优”： 最早的计算机芯片并非都是方形，但随着技术发展，方形芯片在成本、效率和性能上都展现出了优势，逐渐成为了行业标准。一旦形成标准，相关的设计工具、制造设备、测试方法、封装技术、甚至主板接口都会围绕这个标准来构建。要改变一个根深蒂固的标准，其难度和成本是巨大的。
兼容性： 现在的计算机生态系统是围绕着方形CPU构建的。无论是主板上的CPU插槽，还是散热器、机箱设计，都默认是方形CPU的接口。任何偏离都会导致兼容性问题。
所以，总结一下：
没有圆形CPU，最主要的原因是：
制造成本和效率： 方形芯片能最大化利用圆形硅晶圆，减少材料浪费，提高生产效率。
制造设备的标准化： 现有半导体生产线和测试设备都是为处理方形芯片优化的。
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这并不是说圆形CPU在理论上不可能制造，或者在某些特殊应用中没有优势。但就目前主流的通用计算领域而言，方形的CPU在综合考量下，是最经济、最实用、最容易实现高性能的解决方案。我们看到的方形CPU，是技术发展和工程权衡下的必然选择，是“恰好”在那个时间点，那个工艺条件下，最“对”的形状。
网友意见
好像电脑上的cpu都是放的，手机上的也都是方的吧？为什么没有其他形状的cpu呢？
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