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电迁移如何杀死您的 CPU


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,由于原子级的电迁移,CPU 容易磨损。

电迁移:它是原子的!

CPU 的工作归功于电流流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,这实际上会将金属原子从电路的一部分移动到电路的另一部分,进一步沿着线路向下移动。

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 并不是那么容错,因此即使 CPU 中数十亿个晶体管中有一个发生故障,如果它碰巧是一个没有冗余的关键晶体管,也可能导致 CPU 无法使用。电迁移也在 CPU 中并行发生,因此,如果发生不受控制的电迁移,迟早会出现更糟的情况。

电迁移失败的两种类型

电迁移可以通过两种方式之一断开电路。第一种是在电路线上创建一个空隙。当金属原子从电路中的一个点移动,然后沉积到线路中的其他位置时,该过程可能会达到电子无法再通过的间隙或“空隙”。这相当于切断灯的电线:灯熄灭了!

电迁移引起的第二种故障是短路。当太多的线材被支撑以致侵入相邻的线材时,就会发生这种情况。电子现在流向了不该流向的地方,这与断路器的问题正好相反,但现在有两根电线被毁了。

电迁移并不总是一个问题

CPU 中的电迁移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过电路的正常部分发生。如果电迁移扩散开,使得材料沉积物沉积在另一种材料被带走的地方,则该过程是可持续的,代表集成电路的正常寿命。

当你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大幅波动引起的电迁移,而不是稳定运行的电路。

您应该担心电迁移吗?

长期以来,超频者或喜欢静音计算机的人都担心他们使用 CPU 的高温会如何导致过早死亡。虽然将 CPU 超频到其出厂规格之外确实会缩短其使用寿命,但环境很重要。在这两种情况下,CPU 的平均寿命可能很长,以至于没有实际区别。

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最坏的情况是系统关闭以保护 CPU。

最重要的是,虽然电迁移确实会破坏 CPU,但您不必担心,除非您以 24/7 的额定极限运行 CPU,并且从未松开油门。