Câu hỏi Hiệu suất của một CPU có bị ảnh hưởng khi nó có độ tuổi không? [đã đóng]

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.

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.

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.

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.

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:

1. 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.
2. 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.

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.

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.