电迁移如何杀死你的 CPU

带有火焰和烟雾的 CPU 的 3D 插图。Iaroslav Neliubov/Shutterstock.com

我们倾向于认为 CPU 和 SSD 等固态设备是不变的,就好像它们会永远工作一样。 事实是,由于Atom级别的电迁移,CPU 会受到磨损。

电迁移:它是Atom的

CPU 的工作得益于电流通过由半导体材料制成的微型电子元件。 当电流通过 CPU 的电路时,会产生热量。 如果电流产生足够的热量,这实际上会将金属Atom从电路的一部分移动到电路的另一部分,进一步向下移动。

如果这种情况发生的时间足够长,可能会导致该电路发生故障。 当前的 CPU 并没有那么容错,因此即使 CPU 中数十亿个晶体管中的一个发生故障,如果它恰好是一个没有冗余的关键晶体管,它也可能导致 CPU 无法使用。 电迁移也在 CPU 上并行发生,因此,如果发生不受控制的电迁移,预后可能会变得更糟。

两种类型的电迁移失败

电迁移可以以两种方式之一破坏电路。 第一种是在电路线路中创建一个空隙。 随着金属Atom从电路中的一个点移动,然后在线路的其他位置沉积,该过程可能会到达一个点,即存在电子无法再通过的间隙或“空隙”。 这相当于切断灯上的电线:灯熄灭了

由电迁移引起的第二种故障是短路。 当太多的线材被支撑而侵入相邻的线材时,就会发生这种情况。 电子现在在不应该流向的地方,这是断路器的相反问题,但现在两根电线被毁了。

电迁移并不总是一个问题

计算机主板上 CPU 顶部的冰块。安德鲁别列佐夫斯基/Shutterstock.com

CPU 中电迁移的问题并不是真的会发生,因为它总是在某种程度上作为电流流经电路的正常部分发生。 如果电迁移扩散开来,使材料沉积在另一种材料被带走的地方,则该过程是可持续的,并且代表了集成电路的正常寿命。

当您听到关于电迁移如何破坏 CPU 的讨论时,它是一种由电流和温度的重大波动引起的电迁移,而不是稳定运行的电路。

你应该担心电迁移吗?

长期以来,超频者或喜欢静音计算机的人担心他们使用 CPU 的更高温度会导致过早死亡。 虽然超频超出出厂规格的 CPU 确实会缩短其寿命,但上下文很重要。 在这两种情况下,CPU 的平均寿命可能会很长,以至于实际上并没有什么区别。

CPU 制造商在设计产品时会考虑电迁移。 如果 CPU 在其最高额定温度和批准的电压范围内运行,它应该满足其预期的设计寿命。

现代 CPU 在控制温度和性能方面也非常先进。 即使计算机的操作员可能不是特别小心,它们也可以保护自己免受与热相关的退化。 通常,您只会遇到热节流,或者最坏的情况是系统关闭以保护 CPU。

总结是,虽然电迁移是可以破坏 CPU 的真实事物,但除非您以超过其额定限制 24/7 运行 CPU,而且您不必担心,否则您不必担心。

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