Frage Wird die Leistung einer CPU beeinträchtigt, wenn sie älter wird? [geschlossen]


Dies ist eine hypothetische Frage, wie eine CPU arbeitet. Wenn ich zwei identische CPUs kaufe und eine langfristige (zB ein Jahr) verwende, wird sie in der Geschwindigkeit mit der unbenutzten CPU identisch sein? Ist die Anzahl der Taktzyklen, die Latenzzeit der Anfragen usw. auf der verwendeten CPU geringer als die der unbenutzten CPU?

Ein unterstützendes Argument kann sein, dass sich mechanische Geräte im Laufe der Zeit verschlechtern. Während eine CPU keine beweglichen Teile (außer dem externen Lüfter) hat, gibt es Schaltungen, die durch Hitze beschädigt werden können, und Spannungsspitzen. Nehmen wir an, dass nach einem Jahr intensiver Nutzung die Schaltkreise abgebaut werden und weniger Elektronen passieren können, da der Pfad schmaler ist usw.

Ist das die Art, wie eine CPU arbeitet, oder funktioniert sie einfach nur oder ist sie defekt, ohne dass es zu einer Geschwindigkeitsverschlechterung dazwischen kommt?


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Ursprung


Ich nehme an, dass eine CPU in der Theorie langsamer laufen könnte, wenn sie älter wird, wenn der Kühlmechanismus nicht mehr so ​​effizient abkühlt wie früher (vielleicht bricht der Lüfter etwas und erreicht nicht die Höchstgeschwindigkeit), denke ich, dass einige CPUs automatisch funktionieren Verringern Sie die Taktrate, wenn sie feststellen, dass sie zu heiß sind. Beachten Sie, dass dies nicht bedeutet, dass die CPU selbst zu schlechter Leistung wird; In diesem Szenario würde das Ersetzen eines fehlerhaften Lüfters wahrscheinlich dazu führen, dass die CPU so schnell läuft, wie wenn sie neu war. Ich habe keine Referenzen, um dies zu bestätigen, aber es erscheint mir plausibel ... - FrustratedWithFormsDesigner
@FrustratedWithFormsDesigner, ich habe gesehen, wie ein Dell-Notebook seine CPU stark belastet hat, weil es dachte, es würde zu heiß (hauptsächlich durch schlechtes Design, glaube ich). Es ist durchaus machbar, dass der Aufbau von Staub im Laufe der Zeit das auch verursachen kann, aber Sie haben Recht, dass es nicht genau das Alter ist, das es verursacht. - Highly Irregular
Was langsamer wird, ist die Software. - Daniel R Hicks
Hier ist ein großer IEEE-Artikel speziell im Hinblick auf die Transistoralterung geschrieben, fordere ich jeden auf, der sich für dieses Thema interessiert. - Breakthrough
@ JoãoPortela ist alles relativ. Die CPU wird mit der gleichen Geschwindigkeit / Spannung betrieben, bis einige Transistoren aufgrund ihres Alters nicht mehr richtig funktionieren. Die einzige Möglichkeit, das Problem an diesem Punkt zu lösen, besteht entweder darin, die CPU durch Verringern der Taktgeschwindigkeit zu verlangsamen oder die Betriebsspannung zu erhöhen (weiteres Altern der Transistoren auf der CPU). Und natürlich werden mit der Zeit auch die Takterzeugungseinheiten in der CPU instabil, was zu mehr Taktschwankungen führt. - Breakthrough


Antworten:


Wird die Leistung einer CPU beeinträchtigt, wenn sie älter wird?
  nach ein Jahr Bei intensiver Nutzung verschlechtern sich die Schaltkreise und weniger Elektronen   kann passieren, da der Weg schmaler ist usw.

Nein,

Kristalloszillator

Die Geschwindigkeit einer CPU wird durch a bestimmt Kristalloszillator - soweit ich weiß, ist dies ein externer Teil für die meisten CPUs

crystal oscillator Mobo with xtal

Bild von TechRepublic Artikel

Kristalle unterliegen einer langsamen graduellen Änderung der Frequenz mit der Zeit, bekannt als Alterung.

Ich vermute jedoch, dass dies kein signifikanter Faktor ist.

Drift mit dem Alter ist in der Regel 4 ppm für das erste Jahr und 2 ppm pro Jahr für die   Lebensdauer des DT-26-Kristalls.

(von TI in Bezug auf eine RTC IC, aber ich glaube, dass diese Rate für Timing-Kristalle im Allgemeinen ähnlich ist)

CPU Semiconductor ändert sich

Durchbruch hat einen Link zu einem gepostet IEEE-Artikel Das beschreibt die unzähligen Möglichkeiten, die Halbleiter im Laufe der Zeit beeinflussen.

Es ist daher möglich, dass die maximale Taktgeschwindigkeit, mit der die CPU in der Lage ist, mit der Zeit abnimmt. In den meisten Fällen führt dies jedoch nicht dazu, dass die theoretisch maximal mögliche Geschwindigkeit der CPU innerhalb eines Jahres unter die tatsächliche vom Quarzoszillator eingestellte Betriebsgeschwindigkeit fällt. Daher läuft eine CPU, die seit einem Jahr gespeichert ist, mit der gleichen Geschwindigkeit wie eine ursprünglich identische CPU, die seit einem Jahr ununterbrochen verwendet wird.

CPU Thermische Regelung

Viele CPUs reduzieren ihre Geschwindigkeit, wenn ihre Temperatur einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet. Die Hauptfaktoren, die dazu führen können, dass eine einjährige CPU überhitzt, sind nicht die Halbleiterverluste in der CPU selbst. Daher haben diese Faktoren keinen Einfluss auf die formulierte Frage.

Es ist unwahrscheinlich, dass ein gegebenes Paar identischer CPUs innerhalb eines Jahres in ihrer Leistungsfähigkeit so weit divergieren wird, dass thermische Probleme ausgelöst werden, die es erfordern, dass einer von ihnen selbst mit einer reduzierten Geschwindigkeit läuft. Zumindest kenne ich keinen Beweis dafür, dass dies innerhalb eines Jahres auf einem Gerät passiert ist, das aufgrund eines Herstellungsfehlers nicht als Garantiefehler gilt.

CPU Energieeffizienz

Viele Computer, insbesondere tragbare, sind ähnlich konstruiert, um den Energieverbrauch im Leerlauf zu reduzieren. Auch dies ist für die gestellte Frage nicht wirklich relevant.


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Welche Einheiten sind die ppm, auf die Sie verweisen? Ich kenne diese Bedeutung "Teile pro Million", die hier nicht passt. - CajunLuke
Ich interpretiere dies als eine Abweichung von +/- 0,0004% des Nennwerts im ersten Jahr und +/- 0,0002% danach. - StarNamer
> Schwankungen der Taktfrequenz (sei es oben oder unten) sind ein häufiges Problem, aber sie werden vom Benutzer wahrscheinlich nie als Verlangsamungen wahrgenommen werden.   Sie können sie in CPU-Z und ähnlichen Programmen sehen. Die Frequenz schwankt ein paar MHz (meins immer scheinen ein Paar unter der Nenngeschwindigkeit zu sein), aber wie du gesagt hast, es ist ein kleiner Prozentsatz der Gesamtgeschwindigkeit, so dass kein normaler Mensch seine Auswirkungen bemerken wird. - Synetech
Ich mag, wie diese Antwort das Hauptproblem mit der CPU-Geschwindigkeit behandelt: die Uhr. Die andere Antwort spricht über andere Probleme, die die CPU-Geschwindigkeit beeinflussen können, aber sie sind nicht das Hauptproblem, das die CPU-Geschwindigkeit beeinflusst. - Trevor Boyd Smith
Dies hat unterstützende Beweise in den zugehörigen Kommentaren. Bahnbrechende Links zu einem IEEE-Artikel über die Verlangsamung von Transistoren, der darauf hindeutet, dass diese sich im Laufe der Zeit abnutzen. Dann, wie DanH erwähnt, "wenn die Schaltung langsamer wird, bemerkt niemand, bis Fehler auftreten, weil die Uhr schneller ist als die Schaltung." Wie du schon erwähnt hast, diktiert der Kristalloszillator die Geschwindigkeit und schwankt fast unmerklich. Solange die Verlangsamungstransistoren immer noch schnell genug auf die durch den Kristalloszillator eingestellte Geschwindigkeit ansprechen, würde nach einer gewissen Zeit keine Verlangsamung gemessen werden. - Ben Simpson


In der Theorie, nein, sollte eine CPU während ihrer gesamten Lebensdauer mit im Wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit laufen.


In der Praxis werden CPUs im Laufe der Zeit langsamer, weil sich Staub auf dem Kühlkörper ansammelt, und weil die Wärmeleitpaste von geringerer Qualität, mit der die Computer vorkonfiguriert sind, oft zersetzt oder verdampft wird. Diese Effekte führen zu einer Überhitzung der CPU, wodurch die Geschwindigkeit gedrosselt wird, um Schäden zu vermeiden.

Das Reinigen des Kühlkörpers und das erneute Auftragen der Wärmeleitpaste sollten jedoch so gut wie neu sein.


Hinweis: Wenn Sie dies wegen eines alten Computers verlangsamen möchten, gibt es andere Gründe  (normalerweise sterben Festplatten oder Popcap-Kondensatoren) dass alte Computer mit der Zeit langsamer werden.


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Sehr gute Antwort. Theorie ist keine Realität. - Ugo
Stimmt, ich habe meine CPU schneller gemacht, indem ich Staub aus dem Lüfter abgesaugt habe. - MSalters
@Ramhound: Entschuldigung, aber das stimmt nicht. Intel verwendet ihre Geschwindigkeitsstufe Technologie seit Pentium III der zweiten Generation (ca. 2000), während AMD hatte PowerNow! seit 1999. Ich erinnere mich auch klar daran, dass der Pentium II vor AMD AMDs CPU-Drosselung hatte, bevor sie einen schönen Markennamen dafür hatten. - BlueRaja - Danny Pflughoeft
Wie erklären Sie Laptops, die über Jahre des konstanten Gebrauches heißer laufen? die regelmäßig gereinigt werden. - Tony EE rocketscientist
@Tony: Wie bereits erwähnt, muss die Wärmeleitpaste wahrscheinlich erneut aufgetragen werden (es könnte auch sein, dass der Fan stirbt / tot ist, aber das sollte einfach zu sehen / zu hören sein). - BlueRaja - Danny Pflughoeft


Kurze Antwort, keine CPU wird mit dem Alter nicht langsamer.

Etwas längere Antwort:

Eine CPU funktioniert so lange, wie alle Verbindungen und Transistoren ordnungsgemäß funktionieren. Während in einer normalen Leitung eine Bewegung auftreten kann, die die Verbindung intermittierend machen kann, ist dies auf der CPU nicht der Fall:

  • Die Schaltungen werden in das Silizium geätzt
  • die Dinge sind viel kleiner

Wenn etwas kaputt geht, kann alles passieren: von schlechter Mathematik bis zum Computerstart.


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Downvoter Pflege Kommentar? - soandos
Ich bin nicht der Downvoter, aber vielleicht haben Sie angedeutet, dass CPUs gedruckt werden. Sie sind tatsächlich geätzt. (Natürlich ändert das nichts an der grundsätzlichen Korrektheit der Antwort, also habe ich Sie updated.) Ich habe auch eine Bearbeitung eingereicht, um das zu korrigieren. - CajunLuke
@CajunLuke: Eigentlich ist der Ätzschritt nur einer von vielen. Zuerst legen Sie eine Anti-Ätz-Schicht auf, dann drucken Sie die gewünschte Schaltung auf die Schicht, spülen Sie die gedruckten Teile weg und ätzen Sie dann die gesamte Oberfläche. Wo die Schutzschicht weg ist, wird Ätzen Kanäle schaffen. in der darunter liegenden Ebene. Der Prozess wird "Photolithographie" genannt - MSalters
Wie erklärst du die Erhöhung der Lüftergeschwindigkeit und den Anstieg der Laptop-Temperatur nach Jahren des Alterns? wenn sauber gehalten. - Tony EE rocketscientist
Vielleicht Wärmeleitpaste Verschlechterung? - Spidey


Ich würde argumentieren - dass das wesentliche Herz dieser Angelegenheit - viel weniger mit physischer Hardware zu tun hat - als mit unserer Wahrnehmung - und der relativen Leistung der Software, die wir betreiben - ändert sich im Laufe der Zeit.

In einer Welt von 1's and 0's - es gibt sehr wenig Das kann Passieren, insbesondere zur CPU - das würde die Gesamtleistung der Maschine drastisch (oder sogar statistisch) verändern - abgesehen von einem Totalausfall.

Diese Frage ist mir aufgefallen, weil ich mich mal in meinem Leben an mich erinnert habe konnte nicht glauben Die Maschine, die ich benutzte - war die gleiche vielleicht erst vor ein paar Jahren Ich dachte, war so schnell - Ich wurde jetzt von dem gefoltert, was zu diesem Zeitpunkt unendlich langsam schien.

Auf eine hellere Note - wie Moores Anwälte scheinen in der Pause - Software-Entwickler haben erhebliche Verbesserungen in den letzten Jahren gemacht - das scheinen Fokus auf die Feinabstimmung Leistung im Vergleich zu brachialen Macht. Es ist keine Übertreibung, wenn ich sage, dass mein 8-Core Xenon 2,8 GHz Mac Pro scheint 2X oder 3X schneller als im Jahr 2008. Dies sind aussagekräftige und messbare Unterschiede, die nur auf massive Verbesserungen / Optimierungen auf der Softwareseite zurückzuführen sein können.

Was ich sage ist, dass der menschliche Geist / unsere Wahrnehmungen / unsere Erwartungen, kombiniert mit anderen, flexibleren Aspekten der Betriebsumgebung, exponentiell wirkungsvoller sind als irgendwelche Abweichungen von einer Werksspezifikation - über die Sie sich Sorgen machen könnten.


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Das ist interessant, dass Sie sagen, dass Ihr Mac jetzt besser funktioniert als vorher. Dies deutet darauf hin, dass sich Softwareentwickler für Mac darauf konzentrieren, die Leistung zu verbessern, um mehr aus der Maschinenkraft herauszuholen, während PC-Entwickler für Windows einfach die verbesserte Hardwareleistung verwenden, um ausgefallenere Programme zu erstellen, ohne zu viel an Leistung zu denken. Dies ist wahrscheinlich der Grund, warum ein PC mit der Zeit langsamer wird - nicht weil die Hardware abbaut, sondern weil die Software mehr Hardware benötigt ... - awe
Ich stimme - mit Ihnen - überein, dass die relative menschliche Wahrnehmung dessen, was sich schnell ändert - mit der Zeit, wenn wir wiederholt Grenzen überschreiten - mit schnellerer Hardware ist. Beachten Sie, dass es Möglichkeiten gibt, zum Beispiel standardisierte Benchmarks zu verwenden, die Software nicht berücksichtigen Verbesserungen oder subjektive Voreingenommenheit. - Thomas
"Ich würde argumentieren - dass das wesentliche Herz dieser Sache - viel weniger mit physischer Hardware zu tun hat - als mit unserer Wahrnehmung - und der relativen Leistung der Software, die wir betreiben - ändert sich im Laufe der Zeit."  Das ist schön, aber Das OP fragt ausdrücklich von eine Hardware-Perspektive. Ich stimme zu, dass das Problem von einem Menschen kaum wahrnehmbar ist, aber tatsächlich ändern sich Transistorschalteigenschaften über die Lebensdauer des Halbleiters drastisch. - Breakthrough
@Break through Ich bin sicher kein Elektroingenieur und verstehe besser, was du sagst Ich habe diesen Artikel gefunden das ist interessant .. Aber was sagt es im Grunde, dass ohne Millionen von Dollar im Wert von Ausrüstung nicht sogar Chiphersteller wirklich ihren Kopf um diesen Alterungsprozess haben. Ich schätze, es ist nur so, dass dieses Thema im täglichen Leben niemals die Ursache für das eigentliche Problem eines Menschen ist, noch etwas, das wir überhaupt mit unseren menschlichen Sinnen in Verbindung bringen können. - mralexgray


Wenn ich zwei identische CPUs kaufe, und einen langfristigen (sagen wir eins)   Jahr), wird es in der Geschwindigkeit mit der unbenutzten CPU identisch sein?

Höchstwahrscheinlich, Ja. Die Geschwindigkeit, mit der eine CPU läuft, ist variabel und wird vom Endbenutzer festgelegt (obwohl sie normalerweise automatisch gemäß den Spezifikationen des Herstellers eingestellt wird). Sie können jedoch feststellen, dass am Ende des ersten Jahres die ungenutzte CPU (vorausgesetzt, sie waren wirklich identisch zu Beginn) übertaktet besser als die verwendete CPU. Dieser Effekt ist zurückzuführen auf Transistoralterungwas du später in deiner Frage angedeutet hast:

Während eine CPU keine beweglichen Teile (außer dem externen Lüfter) hat, tut es dies   haben Schaltungen, die durch Hitze und Spannungsspitzen beschädigt werden können. Lasst uns   sagen, dass nach einem Jahr intensiver Nutzung die Schaltkreise abgebaut werden und weniger   Elektronen können passieren, da der Pfad schmaler ist usw.

Dies ist genau der Fall, und genau das passiert, nachdem eine CPU verwendet wurde.

Ähnlich wie bei einem Fahrzeug besteht ein gewisser Verschleiß an den Leitern, wenn Elektronen durch sie hindurchgehen. Wärme beeinflusst auch die Transistoralterung, weshalb der CPU-Chip für einen bestimmten Bereich von Betriebstemperaturen ausgelegt ist. Während des Betriebs müssen die Elektronen einige Schichten in den Halbleitermaterialien tunneln und sie im Laufe der Zeit abbauen. Dies führt dazu, dass die Schaltgeschwindigkeit der einzelnen Transistoren im Laufe der Zeit zunimmt, was sie "langsamer" macht.

Wie bereits erwähnt, wird die CPU-Geschwindigkeit jedoch vom Endbenutzer festgelegt. Es ist eine synchrone digitale Schaltung, und wird so schnell laufen, wie Sie es sagen - auch wenn die Ausbreitungsverzögerung die Umschaltzeit überschreitet und der Computer abstürzt. Dies wird passieren, wenn eine CPU altert. Im Laufe der Zeit werden die verschiedenen Untereinheiten in der CPU länger und länger benötigen, um ihre Berechnungen zu beenden, was zu einer Instabilität in der CPU führt.

Dieser Effekt kann gemildert werden, indem die Taktgeschwindigkeit verlangsamt wird, wodurch die CPU langsamer wird, jedoch die erhöhten Laufzeitverzögerungen kompensiert werden. Dieser Effekt kann auch durch Erhöhen der CPU-Spannung gemildert werden (was zu einer verringerten Schaltzeit für die Transistoren führt, was eine höhere Taktgeschwindigkeit ermöglicht), aber das Erhöhen der CPU-Spannung wird nur dazu führen, dass die Transistoren altern schneller.


Deshalb sagen wir, dass ein Prozessor mit zunehmendem Alter langsamer wird - der Prozessor wird bei höheren Geschwindigkeiten instabil, sodass Sie die Taktgeschwindigkeit im Laufe der Zeit verringern müssen. Die gute Nachricht ist, dass dieser Effekt normalerweise auf einer Zeitskala von Jahre.


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Ich erinnere mich an einen Effekt, der in einigen frühen integrierten Schaltungen beobachtet wurde: Wenn relativ hohe Stromdichten durch die Goldverdrahtung fließen würden, würde es tatsächlich eine physische Wanderung des Goldes geben, ähnlich der Mäanderung eines Flusses im Laufe der Zeit. An Ecken würde die Ecke langsam nach außen wandern (genau wie eine Flussbiegung in einem Fluss), wodurch der Draht dünner und länger wird (und auch die Gefahr besteht, dass er zu einem benachbarten Draht abkürzt). Dieses Ausdünnen / Verlängern der Drähte würde sicherlich die maximale Taktgeschwindigkeit der Schaltung beeinflussen (wenn auch nur geringfügig).

Mehr noch, glaube ich, dass Designer wissen, wie man die Herstellungsprozesse steuert, um diesen spezifischen Effekt zu verhindern (oder ihn zumindest unermesslich klein zu machen). Aber, wie in einem Kommentar oben erwähnt, gibt es mehrere andere Effekte.

Es gibt jedoch zwei Faktoren, die es sinnvoll erscheinen lassen, auf die ursprüngliche Frage "nein, für alle praktischen Zwecke" zu antworten:

  1. Die überwiegende Mehrheit der Computerschaltungen wird extern "getaktet", meistens mit einer Art von Quarzoszillator. Wenn die Schaltung langsamer wird, bemerkt niemand, bis Fehler auftreten, weil die Uhr "schneller" ist als die Schaltung.
  2. Es gibt mehrere Effekte (z. B. metallische "Whisker", die auf den Schaltungen wachsen - ein ernstes Stromproblem, da Blei aus den Schaltungen entfernt wird), die einen Schaltungsfehler verursachen, lange bevor die Verlangsamung der Schaltung signifikant oder sogar messbar wird.

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Der Draht, der dünner wird und länger wird, wie Sie beschrieben haben, klingt wie das Phänomen der Elektromigration im IEEE-Artikel oben. Sie haben Recht, Designer bauen diese Tracks so weit auseinander, dass sie nicht miteinander in Kontakt kommen. - Ben Simpson


Dies ist keine vollständige Antwort, sondern eine Darstellung einer möglichen Quelle der Geschwindigkeitsverschlechterung (nicht so wichtig wie die Drosselung aufgrund der oben erwähnten Verschlechterung des Wärmetransfers):

Vielleicht ist der längste Pfad wegen der dielektrischen Ladungsaufladung erhöht, wodurch der Prozessor verkleinert wird, um zu funktionieren. Das heißt, wenn ein Vektor von Eingaben an eine Logikschaltung gegeben wird, vergeht eine endliche Zeit, während das physikalische Logiksystem rattert (was eine obere Bindung für die Taktfrequenz einstellt). Eine dielektrische Verschlechterung tritt bei jedem Transistor auf, was bewirkt, dass ein Transistor eine höhere Spannung für die gleiche Anstiegszeit oder äquivalent eine niedrigere Anstiegszeit (weniger Geschwindigkeit) bei der gleichen Spannung benötigt. Wenn sich eine ausreichende Anzahl von Transistoren verschlechtert (ungleichmäßig), kann sich der längste Pfad sehr gut ändern, was die Leistung in einem Prozessor beeinträchtigen kann, der nahe seiner logischen Geschwindigkeitsgrenze arbeitet.


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Ich denke, wenn Ihre Anstiegszeit stark variiert, wird der Transistor nicht mehr richtig getaktet sein (er wird sein Signal nicht lange genug aufrechterhalten, damit der nächste Teil der Schaltung vor der hinteren Flanke der Uhr einrastet). Dies wird zu schweren Fehlern führen, nicht zu einer Verlangsamung. Ihre CPU wird genauso schnell arbeiten, sie wird nur falsche Antworten geben (oder flach zurückgesetzt werden, oder Keil solid). - TMN


CPU ist auch (für die meisten) mit Multi-Core-Prozessor, von dem ich vermute, dass Sie eher fragen werden.

Einige Multicore-Prozessoren können Kerne deaktivieren, die Fehler entwickeln, entweder bei intermittierenden Übertemperaturfehlern oder bei dauerhaften Fehlern. Siehe die 80-Kern-Intel Research-Chip-Selbstkorrektur-Funktionalität. Ein schlechter Kern wird effektiv als unbrauchbar markiert und seine Verantwortlichkeiten werden auf andere Kerne verteilt. Weniger Kerne bedeutet, dass Ihr Prozessor weniger CPU-Zyklen insgesamt zur Verfügung hat und daher langsamer arbeiten wird.

Ich kann mir vorstellen, dass dies immer üblicher wird, wenn Hersteller versuchen, mit dem Mooreschen Gesetz Schritt zu halten und immer mehr Kerne auf Prozessorchips stecken.

Bearbeiten:

ging hinein, so macht James Kommentar Sinn.

Gemäß Wie Dinge funktionierenDer Cell-Prozessor der PS3 hat eine ähnliche Redundanz, er ist mit 8 SPEs ausgestattet, verwendet 7 davon und hält 1 Reserve im Falle eines Fehlers. Ich bezweifle, dass der Prozessor funktionieren würde, wenn 2 SPEs fehlschlagen, aber ich kann keine weiteren Informationen finden.


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Dies klingt wie ein katastrophaler Oxidfehler innerhalb eines einzelnen Kerns. Wenn der Kern als Teil einer Selbstkorrekturfunktion deaktiviert wird, würde dies die Gesamtoperationen pro Sekunde, wie in einem Benchmark zu sehen, reduzieren. Würden die verbleibenden Kerne, obwohl sie funktionieren würden, auf dem gleichen Leistungsniveau arbeiten, vorausgesetzt, dass kein katastrophaler Fehler vorliegt? - Ben Simpson
Das stimmt, aber die heutigen Systeme mit 2, 3 und 4 Kernen verfügen nicht über diese Art von Selbstkorrektur. - vy32
@ Jon: Ich glaube nicht, dass du mit dem Cell Processor recht hast. Alles, was ich gesehen habe, deutet darauf hin, dass es bei dieser Technik darum geht, den Produktionsausstoß zu verbessern. Einige Chips kommen daher mit einer fehlerhaften SPE aus der Fabrik und wären sonst unbrauchbar gewesen. Ich habe keinen Hinweis darauf gesehen, dass der Prozessor immer noch funktionieren könnte, wenn eine SPE ausfallen sollte, wenn der Prozessor in Betrieb war. Wenn Sie jedoch einen Artikel finden, dann fühlen Sie sich frei, mich falsch zu beweisen. - James P
Ich stimme zu, ich war auf der Suche nach Bestätigung auf Risiko von Downvotern. Danke, dass du kein Twit bist :) - jon


Wie eine CPU arbeitet, wenn man den grundlegenden CMOS-Betrieb betrachtet, erfordert und Verständnis, dass CMOS-Anstiegsraten eine Wärmeableitung verursachen und steigende Temperaturen die Anstiegsraten reduzieren, wodurch die Anstiegsrate noch mehr zunimmt und die Laufzeit zunimmt. Wenn es vor einem Wettlauf eine vorgegebene Spielzeit gibt, kann mit konstanter Taktrate gesagt werden, dass die MPU langsamere Anstiegszeiten und erhöhte Taktverzögerungen ausführen kann, so dass der Spielraum vor dem Sperren aufgrund einer Wettlaufsituation im Chip oder im externen Speicher liegen kann Fehler verursachen. Dies erklärt, warum MPUs, die heiß laufen, nach einer Abkühlphase funktionieren.

Eine scheinbare Alterung von CMOS-Gattern kann auftreten, wenn sich feuchter Staub auf den freigelegten Bus-Lötflächen ansammelt. Dies kann viele pF des Ladens hinzufügen, was die Anstiegszeit von Bussignalen reduzieren und die interne Wärmeableitung erhöhen kann, was eine weitere Verringerung der Anstiegsraten verursacht.

Ein weiterer Grund für das scheinbare Altern ist die erhöhte Anzahl von Hintergrundaufgaben, die von den Benutzer-Startups installiert wurden und die während sogenannter Leerlaufaktivität zu übermäßiger Hitze führen. Trimmen der Startups kann die CPU-Gesamtlast reduzieren und somit den normalen Temperaturanstieg aufgrund von übermäßigen Prozessen wiederherstellen. Zum Beispiel könnte XP bei der Neuinstallation einer Verkaufsversion 25 Prozesse ausführen und eine OEM-Version mit vielen automatisch installierten Diensten und Startprozessen in der Registrierung könnte diese Anzahl von Prozessen erhöhen, wie im TaskManager-Prozess angezeigt. und sogar bis zu 100 aus meiner Erfahrung unerfahrener Benutzer. Die Aktivierung dieser Prozesse mit Hilfe von einfachen Programmen wie MSConfig kann helfen, aber WinPatrol ist noch besser und kostenlos und stellt den kühlen Betrieb als neuen wieder her.

Wie von anderen dargelegt, gibt es interne Fehlermechanismen, die auch die Anstiegsraten von Gates verlangsamen, die als zeitabhängiger dielektrischer Durchbruch von ElectroMigration-Wachstum auf dem Halbleitermaterial bezeichnet werden. Dies ist abhängig von Spannungsniveaus von Wärme und Spannung und auch von Gammastrahlung im Weltraum.

All diese Faktoren tragen dazu bei, dass der Temperaturanstieg und der Zeitverlust bei Laptops auch nach einer Neuinstallation von OEM-Images durch Alterung verursacht werden. So werden 5 Jahre alte Latops heißer laufen, was bedeutet, dass sie längere Anstiegsgeschwindigkeiten haben müssen und somit eine erhöhte Temperatur über die Umgebungstemperatur ansteigen muss, und das bedeutet, dass sie langsamere Anstiegszeiten haben muss. Aber die Taktrate ist festgelegt, so dass die Leistung, wenn sie funktioniert, gleich bleibt, bis die Marge ohne Warnung auf Null fällt. Überwachen Sie also Ihren Temperaturanstieg und überschreiten Sie nicht 70 ° C für zuverlässigen Betrieb, ist mein bester Rat. 60'C ist das bevorzugte Maximum, bei dem die meisten CPU-Lüfter mit voller Geschwindigkeit laufen.


Es gibt viele Gründe, warum CPUs mit dem Altern heißer werden. Ein Grund erfordert und Verständnis der komplementären Vermittlung. Einfach gesagt, es ist ein synchroner Pull-Up-Schalter, der anzieht, während der Pull-Down-Schalter abschaltet. Während der Zwischenzeit gibt es einen kurzzeitigen Kurzschluss, wenn eine Überschneidung von ungleichen Anstiegsraten oder Schaltzeiten vorliegt. Neue CMOS-Technologie kann diese temperatur- und spannungsabhängige Charakteristik kompensieren, um schnellere Schaltzeiten zu erreichen, aber mit einer kontrollierten Totzeit, um transiente Leistungsverluste während der Überkreuzung zu eliminieren. Obwohl ElectroMigration ein Grund für zusätzliche Verzögerungen ist, ist es nicht offensichtlich, ob dies symmetrisch ist.

Nichtsdestotrotz ist ein Anstieg der CPU-Temperatur ein weitverbreitetes Phänomen beim Altern (mit Laptops, die von den Benutzern erfasst werden, die im Laufe der Jahre immer heißer werden), und dies hilft, die Gründe zu erklären. d. h. die Alterung verursacht eine allmähliche Zunahme der Anstiegsrate, die den dynamischen Energieverbrauch einer konstanten Taktfrequenz oder eine Wiederholungsrate von Übergangsübergängen beeinflusst. Da wir wissen, dass die Verlustleistung im eingeschwungenen Zustand vernachlässigbar ist, ist es diese effektive treibende Kraft komplementärer Ausgänge mit kurzzeitigem Stromstoß, der die CPU-Temperaturen hochtreibt. Die CPU-Leerlauftemperatur ist also ein starker Indikator für Alterung oder Verlangsamung der Anstiegsgeschwindigkeit, wenn alles andere konstant ist. (CPU-Last, V +, Umgebungstemperatur, Kühleffizienz, Staubbeseitigung) Ihre CPU wird weiterhin Befehle mit der gleichen Geschwindigkeit ausführen, aber laufen heißer und damit mit weniger Timing-Marge, bevor ein Race-Zustand auftritt. (Daten lesen, wenn sie aufgrund der Laufzeit nicht bereit sind)

Dieselben Phänomene gibt es in Desktop-CPUs, aber die Benutzer sind sich möglicherweise der allmählichen Zunahme der Lüfterdrehzahl über die Jahre nicht bewusst, die eine erhöhte Wärmeableitung durch allmähliche Alterung ausgleicht. Es gibt keine empirische Studie zu meinem Wissen, aber es ist meine persönliche Beobachtungen von CPU's in den letzten 20 Jahren, dass dies in vielen Fällen passiert, aber nicht alle.


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Das war eine sehr aufschlussreiche Antwort! Ihr Kommentar: "Aber die Taktrate ist festgelegt, so dass die Leistung gleich bleibt, bis die Marge ohne Warnung auf Null fällt" unterstützt mein Verständnis, dass die CMOS-Gatter bei mehr Nutzung langsamer werden, dies jedoch durch die Taktrate maskiert wird . Solange das Gate innerhalb des Timing-Bereichs arbeitet, arbeitet die CPU normal. Diese Marge verringert sich jedoch mit der Zeit, wenn die Tore altern. - Ben Simpson


Ein paar Extrabits über einige der anderen Antworten.

  1. Kristalle können / werden langsam mit der Zeit driften, aber Sie sind viel stärker von der Temperatur betroffen als die Zeit. Zum Beispiel, wenn Sie das Gerät einschalten, läuft es wahrscheinlich ein bisschen anders als wenn es seit Stunden läuft. Diese Unterschiede sind jedoch viel zu klein um wahrnehmbar zu sein.

  2. Es ist durchaus möglich, dass Verbindungen in einem Chip intermittierend ausfallen. Bei der Herstellung eines Chips tun sie (offensichtlich) ihr Bestes, um dies zu verhindern, aber es ist immer noch möglich und passiert immer noch. Da die Chips heißer geworden sind, ist dies häufiger geworden. Wenn dies passiert, ist es jedoch ein Menge Es ist wahrscheinlicher, dass das Gerät vollständig heruntergefahren wird, als normal, aber langsamer als zuvor. Das heißt nicht, dass eine Verlangsamung unmöglich ist, nur sehr unwahrscheinlich.

  3. Während die Selbstkorrektur Fehler erkennen und Teile einer CPU herunterfahren kann, enthalten die CPUs in (zumindest den meisten) aktuellen PCs solche Fähigkeiten nicht. Sie sehen dabei entweder einen High-End-Mainframe oder einen PC der Zukunft (allerdings nicht mehr so ​​weit von einer Zukunft entfernt).


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Obwohl dies mit dem täglichen Leben wenig zu tun hat, gibt es Bedenken hinsichtlich der Alterung von elektronischen Komponenten. Kurz gesagt, und das gilt für jede elektronische Komponente oder jedes System:

  • Wenn Ihre CPU ein paar Stunden gearbeitet hat (die Gründer haben sie als Teil der Fabrik testen, ein Prozess, der als Burn-in bekannt ist) ohne Fehler, wird es das gleiche für Jahre dauern. Die Wahrscheinlichkeit, dass es während dieser Zeit versagt, liegt nahe bei 0
  • Nach einigen Jahren steigt die Ausfallwahrscheinlichkeit, es ist Zeit, die CPU zu wechseln. In Consumer-Produkten geschieht dies in der Regel, nachdem die Komponente längst veraltet ist, sodass Sie sich darüber keine Sorgen machen müssen
  • Wenn Sie Mathe mögen, werfen Sie einen Blick auf http://en.wikipedia.org/wiki/Failure_rate

Also: Ja, wenn Ihre CPU sehr alt ist, können Sie erraten, dass eine Komponente der CPU (einige Cache-tat reagiert nicht und immer Seitenfehler oder ein CPU-Kern, der verloren geht) kann es verlangsamen. Aber Sie werden wahrscheinlich einen besseren Erfolg haben, wenn Sie anderswo suchen.

Denken Sie auch daran, dass ein Computer viele große oder kleine Komponenten hat, die viel schneller altern als die CPU. Einschließlich :

  • Festplatten mit mechanischen Verschleißteilen
  • Anschlüsse, die korrodieren
  • Kühlkörper, die sich bewegen und staubig werden
  • chemische Kondensatoren
  • Schweißungen, die korrodieren oder sich durch Vibrationen bewegen

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Entschuldigung, aber ich habe das abgelehnt, weil Fehler! = Verlangsamung, außer im Zusammenhang mit Jon's Antwort genommen. - Sirex