Câu hỏi Hiệu suất của một CPU có bị ảnh hưởng khi nó có độ tuổi không? [đã đóng]
Đây là một câu hỏi giả định về cách hoạt động của CPU. Nếu tôi mua hai CPU giống hệt nhau, và sử dụng một dài hạn (nói một năm), nó sẽ giống hệt nhau về tốc độ cho CPU không sử dụng? Số chu kỳ đồng hồ, thời gian chờ của các yêu cầu, vv trên CPU được sử dụng có thấp hơn số CPU không sử dụng không?
Đối số hỗ trợ có thể là các thiết bị cơ học bị suy giảm theo thời gian, Trong khi CPU không có bộ phận chuyển động (trừ quạt bên ngoài), nó có mạch có thể bị hư hỏng do nhiệt và gai điện áp. Giả sử sau một năm sử dụng chuyên sâu, các mạch làm suy giảm và ít electron hơn có thể vượt qua vì đường đi hẹp hơn, v.v.
Đây có phải là bản chất của một CPU hoạt động như thế nào, hoặc nó chỉ đơn giản là làm việc hoặc bị hỏng, không có sự suy giảm tốc độ ở giữa?
176
gốc
Các câu trả lời:
Hiệu suất của một CPU có bị ảnh hưởng khi nó có độ tuổi không?
sau một năm sử dụng chuyên sâu, các mạch phân hủy và ít electron hơn
có thể vượt qua vì con đường hẹp hơn, v.v.
Không,
Dao động tinh thể
tốc độ của CPU được xác định bởi dao động tinh thể - cho đến nay như tôi biết đây là một phần bên ngoài cho hầu hết các CPU

Ảnh từ Bài viết của TechRepublic
Các tinh thể trải qua sự thay đổi dần dần tần số theo thời gian, được gọi là lão hóa.
Tuy nhiên, tôi nghi ngờ đây không phải là một yếu tố quan trọng.
Trôi đi theo tuổi thường là 4 ppm cho năm đầu tiên và 2 ppm mỗi năm cho
tuổi thọ của tinh thể DT-26.
(từ TI liên quan đến một RTC IC nhưng tôi tin rằng tỷ lệ này là tương tự cho các tinh thể thời gian nói chung)
Thay đổi CPU bán dẫn
Đột phá đã đăng liên kết tới một Bài viết của IEEE mô tả vô số cách mà chất bán dẫn bị ảnh hưởng theo thời gian.
Có thể do đó tốc độ xung nhịp tối đa mà CPU có khả năng sẽ giảm theo thời gian. Tuy nhiên trong hầu hết các trường hợp, điều này sẽ không làm cho tốc độ tối đa của lý thuyết của CPU có thể giảm xuống, trong vòng một năm, dưới tốc độ vận hành thực tế được thiết lập bởi bộ dao động tinh thể. Do đó một CPU đã được lưu trữ trong một năm sẽ chạy ở cùng tốc độ với một CPU giống hệt nhau ban đầu đã được sử dụng liên tục trong một năm.
Điều chỉnh nhiệt CPU
Nhiều CPU giảm tốc độ của chúng nếu nhiệt độ của chúng vượt quá ngưỡng đặt trước. Các yếu tố chính có thể gây ra một CPU một tuổi để quá nóng không liên quan đến sự suy giảm chất bán dẫn trong chính bản thân CPU. Do đó, các yếu tố này không mang về câu hỏi như được xây dựng.
Không chắc rằng một cặp CPU giống hệt nhau sẽ phân kỳ trong khả năng trong vòng một năm đủ để kích hoạt các vấn đề nhiệt yêu cầu một trong số chúng chạy với tốc độ giảm. Ít nhất, tôi biết không có bằng chứng rằng điều này đã xảy ra trong vòng một năm trên một thiết bị mà không được coi là một sự thất bại bảo hành do lỗi sản xuất.
Hiệu suất năng lượng CPU
Nhiều máy tính, những máy tính xách tay đặc biệt, được thiết kế tương tự để giảm tiêu thụ năng lượng khi không hoạt động. Một lần nữa điều này không thực sự liên quan đến câu hỏi như đã nêu.
124
Về lý thuyết, không, một CPU nên chạy về cơ bản cùng một tốc độ toàn bộ cuộc sống của nó.
Trong thực tế, có, CPU có được chậm hơn theo thời gian vì bụi xây dựng trên tản nhiệt, và bởi vì dán nhiệt chất lượng thấp mà máy tính dựng sẵn thường được vận chuyển với sẽ làm suy giảm hoặc bay hơi. Những hiệu ứng này làm cho CPU trở nên quá nóng, tại thời điểm đó nó sẽ tăng tốc độ của nó để ngăn chặn thiệt hại.
Làm sạch tản nhiệt và áp dụng lại dán nhiệt nên làm cho nó tốt như mới, mặc dù.
Lưu ý: nếu bạn hỏi điều này do máy tính cũ bị chậm, có các lý do khác (thường chết ổ đĩa cứng hoặc tụ điện xuất hiện) các máy tính cũ sẽ chậm lại theo thời gian.
68
Câu trả lời ngắn gọn, không có một CPU sẽ không nhận được chậm hơn với tuổi tác.
Câu trả lời hơi dài hơn:
Một CPU sẽ hoạt động miễn là tất cả các kết nối và bóng bán dẫn đang hoạt động tốt. Trong khi trong một dây bình thường có thể có chuyển động mà có thể làm cho các kết nối liên tục, đó không phải là trường hợp trên CPU như:
- các mạch được khắc vào silicon
- mọi thứ nhỏ hơn nhiều
Nếu một cái gì đó bị phá vỡ, bất cứ điều gì có thể xảy ra: từ toán học xấu đến máy tính không khởi động.
36
Tôi sẽ tranh luận - rằng trái tim thiết yếu của vấn đề này - ít liên quan đến phần cứng vật lý hơn - như với nhận thức của chúng ta - và hiệu suất tương đối của phần mềm mà chúng ta chạy - thay đổi theo thời gian.
Trong một thế giới của 1's and 0's
- có rất ít điều đó có thể xảy ra, đặc biệt với CPU - điều đó sẽ quyết liệt (hoặc thậm chí thống kê) làm thay đổi hiệu suất tổng thể của máy - ngoài tổng số lỗi.
Câu hỏi này bắt gặp ánh mắt của tôi bởi vì tôi đã nhớ lại những lần trong đời tôi, nơi tôi không thể tin được cái máy tôi đang sử dụng - là cái mà có lẽ chỉ vài năm trước Tôi nghĩ là nhanh quá - rằng tôi đang bị tra tấn bởi những gì tại thời điểm đó dường như là chậm chạp.
Trên một lưu ý sáng sủa hơn - như các luật sư của Moore dường như đang nghỉ giải lao - các nhà phát triển phần mềm đã có những cải tiến lớn trong những năm gần đây - dường như tập trung vào hiệu suất tinh chỉnh và dựa vào sức mạnh vũ phu. Nó không phải là cường điệu khi tôi nói rằng 8-Core Xenon 2,8 GHz Mac Pro của tôi dường như 2X hoặc 3X nhanh hơn so với khi mua vào năm 2008. Đây là những khác biệt có ý nghĩa và có thể đo lường chỉ có thể là do cải tiến / tối ưu hóa lớn ở phía phần mềm.
Điều tôi đang nói là tâm trí con người / nhận thức của chúng tôi / kỳ vọng của chúng tôi, kết hợp với các khía cạnh linh hoạt khác của môi trường hoạt động có nhiều tác động hơn bất kỳ biến thể nào từ thông số của nhà máy - bạn có thể lo lắng.
12
Nếu tôi mua hai CPU giống hệt nhau và sử dụng một trong những thuật ngữ dài hạn (nói một
năm), nó sẽ giống hệt nhau về tốc độ cho CPU không sử dụng?
Rất có thể, Vâng. Tốc độ CPU chạy ở biến số và được thiết lập bởi người dùng cuối (mặc dù thường được đặt tự động theo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất). Tuy nhiên, bạn có thể thấy rằng vào cuối năm đầu tiên, CPU không sử dụng (giả sử chúng thực sự là giống nhau bắt đầu bằng) overclocks tốt hơn so với CPU đã sử dụng. Hiệu ứng này có thể được quy cho sự lão hóa bóng bán dẫnmà bạn gợi ý sau này trong câu hỏi của mình:
Trong khi CPU không có bộ phận chuyển động (trừ quạt bên ngoài), nó không
có mạch có thể bị hư hỏng do nhiệt và gai điện áp. Hãy
nói rằng sau một năm sử dụng chuyên sâu, các mạch làm suy giảm và ít hơn
các electron có thể đi qua vì con đường hẹp hơn, v.v.
Đây chính xác là trường hợp, và chính xác là những gì xảy ra sau khi CPU được sử dụng.
Tương tự như một chiếc xe, có một số hao mòn trên dây dẫn khi các electron đi qua chúng. Nhiệt cũng ảnh hưởng đến sự lão hóa bóng bán dẫn, đó là lý do tại sao CPU chết được thiết kế cho một phạm vi nhiệt độ hoạt động cụ thể. Trong quá trình hoạt động, các electron phải đào hầm qua một số lớp trong vật liệu bán dẫn, làm giảm chúng theo thời gian. Điều này làm cho tốc độ chuyển đổi của các bóng bán dẫn riêng lẻ tăng theo thời gian, khiến chúng trở nên "chậm" hơn.
Tuy nhiên, như tôi đã nói, tốc độ CPU được thiết lập bởi người dùng cuối. Đó là một mạch kỹ thuật số đồng bộ, và sẽ chạy nhanh như bạn nói với nó - ngay cả khi độ trễ propogation vượt quá thời gian chuyển đổi, và máy tính bị treo. Đây là những gì sẽ xảy ra như là một CPU tuổi. Theo thời gian, các đơn vị phụ khác nhau trong CPU sẽ mất nhiều thời gian hơn và lâu hơn để hoàn thành tính toán của chúng, dẫn đến sự bất ổn trong CPU.
Hiệu ứng này có thể được giảm thiểu bằng cách làm chậm tốc độ đồng hồ xuống, làm cho CPU chậm hơn nhưng bù lại cho sự chậm trễ lan truyền gia tăng. Hiệu ứng này cũng có thể được giảm thiểu bằng cách tăng điện áp CPU (gây ra thời gian chuyển mạch giảm cho các bóng bán dẫn, cho phép tốc độ đồng hồ cao hơn), nhưng việc tăng điện áp CPU sẽ chỉ khiến các bóng bán dẫn đến tuổi nhanh hơn.
Đây là lý do tại sao chúng tôi nói một bộ vi xử lý sẽ chậm hơn khi nó có tuổi - bộ vi xử lý trở nên không ổn định ở tốc độ cao hơn, yêu cầu bạn giảm tốc độ đồng hồ theo thời gian. Tin vui là hiệu ứng này thường đáng chú ý trong một khoảng thời gian năm.
6
Tôi được nhắc nhở về một hiệu ứng được thấy trong một số mạch tích hợp sớm: Khi mật độ dòng điện tương đối cao chạy qua hệ thống dây vàng, thực sự sẽ có sự di chuyển vật lý của vàng tương tự như uốn khúc của một con sông theo thời gian. Tại các góc góc sẽ từ từ di chuyển ra ngoài (giống như một khuỷu tay uốn cong trong một dòng sông) làm cho dây mỏng hơn và dài hơn (và cũng tạo ra một nguy cơ mà nó sẽ ngắn ra một dây liền kề). Điều này mỏng / kéo dài của dây chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến tốc độ đồng hồ tối đa của mạch (nếu chỉ rất ít).
Ngoài ra, tôi tin rằng các nhà thiết kế biết cách kiểm soát các quy trình sản xuất để ngăn chặn hiệu ứng cụ thể này (hoặc ít nhất là làm cho nó vô cùng nhỏ). Nhưng, như đã lưu ý trong một bình luận ở trên, có một số hiệu ứng khác.
Tuy nhiên, có hai yếu tố làm cho nó hợp lý để nói "không, cho tất cả các mục đích thực tế" trong câu trả lời cho câu hỏi ban đầu:
- Đại đa số các mạch máy tính được "bên ngoài" xung quanh, thường xuyên nhất với một số loại dao động điều khiển tinh thể. Vì vậy, nếu mạch chậm lại không có ai thông báo cho đến khi lỗi bắt đầu xuất hiện do đồng hồ đang "nhanh hơn" so với mạch.
- Có một số hiệu ứng (ví dụ, kim loại "râu" phát triển trên mạch - một vấn đề nghiêm trọng hiện tại như chì được lấy ra khỏi mạch) gây ra lỗi mạch lâu trước khi mạch chậm trở nên trở nên quan trọng hoặc thậm chí có thể đo lường được.
4
Đây không phải là câu trả lời đầy đủ, mà là sự trình bày về một nguồn suy giảm tốc độ có thể xảy ra (không phải là vấn đề lớn như việc điều chỉnh do suy thoái truyền nhiệt được đề cập ở trên):
Có lẽ con đường dài nhất được tăng lên do tích điện tích tích tụ, khiến cho bộ vi xử lý giảm quy mô để hoạt động. Đó là, khi một vectơ của đầu vào được đưa ra cho một mạch logic, một thời gian hữu hạn sẽ chuyển qua trong khi hệ thống logic vật lý sẽ quay vào vị trí (đặt một liên kết phía trên cho tần số đồng hồ). Suy thoái điện môi xảy ra với mọi bóng bán dẫn, làm cho một bóng bán dẫn yêu cầu điện áp cao hơn cho cùng thời gian tăng, hoặc tương đương, thời gian tăng thấp hơn (tốc độ ít hơn) ở cùng điện áp. Nếu đủ lượng bóng bán dẫn bị suy giảm (không đồng đều), đường đi dài nhất có thể thay đổi rất tốt, có thể làm giảm hiệu suất trong bộ xử lý hoạt động gần giới hạn tốc độ logic của nó.
4
CPU là đồng nghĩa (đối với hầu hết) với bộ vi xử lý đa lõi, mà tôi nghi ngờ bạn có nhiều khả năng được hỏi về.
Nó có thể cho một số bộ vi xử lý đa lõi để vô hiệu hóa lõi phát triển lỗi, hoặc lỗi liên tục qua nhiệt độ, hoặc thất bại vĩnh viễn.
Xem Chức năng tự sửa lõi của chip nghiên cứu 80 lõi của Intel. Một lõi xấu được đánh dấu một cách hiệu quả không sử dụng được, và các trách nhiệm của nó được phân phối tới các lõi khác, Ít lõi có nghĩa là bộ vi xử lý của bạn có ít chu kỳ CPU hơn và do đó, sẽ chậm hơn khi thực hiện công việc.
Tôi tưởng tượng điều này sẽ trở nên phổ biến hơn khi các nhà sản xuất thử và theo kịp định luật Moore, và nhồi nhét thêm lõi vào bộ xử lý chết.
Chỉnh sửa:
còn lại để bình luận của James có ý nghĩa.
Theo Làm thế nào-Stuff-công trình, bộ xử lý Cell của PS3 có khả năng dự phòng tương tự, nó được thực hiện với 8 SPE, sử dụng 7 trong số đó, giữ 1 trong dự trữ trong trường hợp thất bại. Tôi nghi ngờ bộ vi xử lý sẽ hoạt động nếu 2 SPE không thành công, nhưng tôi không thể tìm thấy thêm bất kỳ thông tin nào.
3