Является ли производительность процессора затронутой по мере его возраста? [закрыто]

Это гипотетический вопрос о том, как работает ЦП. Если я куплю два идентичных процессора и использую один долгосрочный (скажем, один год), будет ли он одинаковым по скорости для неиспользуемого процессора? Будет ли количество тактовых циклов, латентность запросов и т. Д. На используемом ЦП меньше, чем количество неиспользуемых ЦП?

Вспомогательный аргумент может заключаться в том, что механические устройства ухудшаются с течением времени. Хотя у ЦП нет движущихся частей (кроме внешнего вентилятора), у него есть схемы, которые могут быть повреждены при нагревании и пиках напряжения. Допустим, что после года интенсивного использования схемы ухудшаются, и меньше электронов может пройти, поскольку путь уже и т. Д.

Является ли это тем, как работает ЦП, или он просто работает или разбит, без снижения скорости между ними?

176 голосов | спросил 3 revs, 3 users 100%
Ben Simpson
1 Jam1000000amThu, 01 Jan 1970 03:00:00 +030070 1970, 03:00:00

15 ответов


124
  

Является ли производительность процессора затронутой с возрастом?
  после в год интенсивного использования, схемы ухудшаются и меньше электронов   может пройти, поскольку путь уже и т. д.

Нет,

Кристальный осциллятор

скорость процессора определяется кварцевым генератором - насколько я знаю это является внешней частью для большинства процессоров

кварцевый генератор Mobo with xtal

Изображение из статья TechRepublic

  

Кристаллы проходят медленное постепенное изменение частоты во времени, известное как старение.

Однако я подозреваю, что это не важный фактор.

  

Дрейф с возрастом обычно составляет 4 ppm в течение первого года и 2 ppm в год для   жизни кристалла DT-26.

(из TI относительно ICTC RTC, но я считаю, что этот показатель аналогичен для хронометрических кристаллов вообще)

Изменения CPU Semiconductor

Прорыв опубликовал ссылку на статья IEEE , в которой описывается множество способов воздействия на полупроводники со временем.

Таким образом, возможно, что максимальная тактовая частота, на которую способен процессор, со временем уменьшится. Однако в большинстве случаев это не приведет к падению теоретической максимальной возможной скорости процессора в течение года ниже фактической рабочей скорости, установленной кварцевым генератором. Поэтому процессор, который был сохранен в течение года, будет работать с той же скоростью, что и первоначально идентичный CPU, который использовался непрерывно в течение года.

ЦП Термическое регулирование

Многие ЦП уменьшают свою скорость, если их температура превышает заданный порог. Основными факторами, которые могут вызвать перегрев однолетнего процессора, не связано с деградацией полупроводника внутри самого ЦП. Поэтому эти факторы не имеют отношения к вопросу, сформулированному.

Маловероятно, что данная пара идентичных ЦП будет расходиться в течение одного года в достаточной степени, чтобы инициировать термические проблемы, которые требуют, чтобы одна из них работала со сниженной скоростью. По крайней мере, я не знаю никаких доказательств того, что это произошло в течение одного года на устройстве, которое не считается гарантийным сбоем из-за производственного дефекта.

Энергоэффективность процессора

Многие компьютеры, особенно переносные, аналогично предназначены для снижения потребления энергии в режиме ожидания. Опять же, это не имеет отношения к заданному вопросу.

ответил Tim Bailen 18 Maypm17 2017, 22:35:20
68

Теоретически, нет, процессор должен работать в основном с той же скоростью всю свою жизнь.


На практике, да, процессоры становятся медленнее с течением времени из-за образования пыли на радиаторе, а также потому, что низкокачественная термопаста, которую предварительно изготовленные компьютеры часто поставляются, будет ухудшаться или испаряться. Эти эффекты заставляют процессор перегреваться, и в этот момент он будет дросселировать его скорость, чтобы предотвратить повреждение.

Очистка радиатора и повторное использование термопасты должны сделать его как новый, но.


Примечание. Если вы просите об этом из-за замедления работы старого компьютера, есть другие причины ( обычно умирающие жесткие диски или всплывающие конденсаторы) , что старые компьютеры будут замедляться с течением времени.

ответил Tim Bailen 18 Maypm17 2017, 22:35:20
36

Короткий ответ, ни один процессор не будет замедляться с возрастом.

Слегка длинный ответ:

Процессор будет работать до тех пор, пока все соединения и транзисторы работают правильно. Хотя в обычном проводе может быть перемещение, которое может привести к прерыванию соединения, это не относится к CPU как:

  • схемы травлены в кремний
  • вещи намного меньше

Если что-то сломается, все может случиться: от плохой математики до компьютера не запускается.

ответил Tim Bailen 18 Maypm17 2017, 22:35:20
12

Я бы сказал, что главное в этом вопросе - гораздо меньше связано с физическим оборудованием - как это происходит с тем, как наши восприятия и относительная производительность программного обеспечения, которое мы запускаем, изменяются со временем.

В мире 1's and 0's - есть очень мало , что может произойти, особенно для ЦП - это будет радикально (или даже статистически) изменяют общую производительность машины - кроме полного отказа.

Этот вопрос привлек мое внимание, потому что я вспомнил раз в жизни, когда я не мог поверить, что машина, которую я использовал, была той же, что , возможно, всего за несколько лет до Я думал, что настолько быстро , что меня теперь пытали, что в этот момент казалось нескончаемо медленным.

В более яркой заметке - поскольку адвокаты Мура, похоже, были в перерыве - разработчики программного обеспечения в последние годы добились значительных улучшений, которые, похоже, сосредоточены на тонкой настройке производительности и повторности на грубой мощности. Это не преувеличение, когда я говорю, что мой 8-Core Xenon 2,8 ГГц Mac Pro кажется 2X или 3X быстрее, чем это было при покупке в 2008 году. Это значимые и измеримые различия, которые могут быть вызваны только массовые улучшения /оптимизации на стороне программного обеспечения.

Я говорю о том, что человеческий разум /наше восприятие /наши ожидания в сочетании с другими более гибкими аспектами операционной среды экспоненциально более эффективны, чем любые варианты заводской спецификации, - что вы можете беспокоиться.

ответил Tim Bailen 18 Maypm17 2017, 22:35:20
6
  

Если я куплю два идентичных процессора и использую один долгосрочный (скажем, один   год), будет ли он одинаковым по скорости для неиспользуемого процессора?

Скорее всего, yes . Скорость, с которой работает CPU, является переменной и устанавливается конечным пользователем (хотя обычно устанавливается автоматически в соответствии со спецификациями производителя). Однако вы можете обнаружить, что в конце первого года неиспользуемый CPU (при условии, что они были действительно идентичными ) с разгонами лучше , чем используемый CPU. Этот эффект можно отнести к старения транзисторов , о чем вы намекали позже в вашем вопросе:

  

В то время как у ЦПУ нет движущихся частей (кроме внешнего вентилятора), он делает   имеют цепи, которые могут быть повреждены при нагревании, и пики напряжения. Давайте   говорят, что после года интенсивного использования схемы ухудшаются и уменьшаются   электроны могут проходить, поскольку путь уже и т. д.

Это точно так, и именно это происходит после использования ЦП.

Подобно транспортному средству, на проводниках наблюдается некоторый износ, когда через них проходят электроны. Тепло также влияет на старение транзисторов, поэтому матрица процессора рассчитана на определенный диапазон рабочих температур. Во время работы электроны должны проходить через некоторые слои в полупроводниковых материалах, ухудшая их с течением времени. Это приводит к тому, что скорость переключения отдельных транзисторов увеличивается со временем, делая их «более медленными».

Однако, как я уже говорил, скорость процессора устанавливается конечным пользователем. Это синхронная цифровая схема и будет работать так же быстро, как вы говорите, даже если задержка включения превышает время переключения, и компьютер падает. Это то, что будет происходить с возрастом процессора. Со временем различные компоненты в процессоре будут занимать больше времени и дольше, чтобы завершить вычисления, что приведет к нестабильности в CPU.

Этот эффект можно смягчить, замедляя тактовую скорость вниз, делая процессор медленнее, но компенсируя увеличенные задержки распространения. Этот эффект можно также смягчить за счет увеличения напряжения процессора (что приводит к уменьшенному времени переключения для транзисторов, что позволяет увеличить тактовую частоту), но повышение напряжения ЦП приведет к увеличению времени быстрее транзисторов.


Вот почему мы говорим, что процессор становится медленнее по мере его возникновения - процессор становится нестабильным на более высоких скоростях, требуя от вас снизить тактовую частоту с течением времени. Хорошей новостью является то, что этот эффект обычно заметен в шкале времени years .

ответил Tim Bailen 18 Maypm17 2017, 22:35:20
4

Мне вспоминается эффект, наблюдаемый в некоторых ранних интегральных схемах: когда с помощью золотой проводки проходили относительно высокие плотности тока, фактически была бы физическая миграция золота, похожее на извилистую реку с течением времени. В углах угол медленно мигрировал наружу (точно так же, как изгиб соломы в реке), делая провод более тонким и длинным (а также создавая риск того, что он будет близок к соседнему проводу). Это прореживание /удлинение проводов, несомненно, повлияет на максимальную тактовую частоту схемы (если только очень немного).

Более того, я считаю, что дизайнеры знают, как контролировать производственные процессы, чтобы предотвратить этот конкретный эффект (или, по крайней мере, сделать его неизмеримо малым). Но, как отмечено в комментарии выше, есть несколько других эффектов.

Однако есть два фактора, которые позволяют разумно сказать «нет, для всех практических целей» в ответ на исходный вопрос:

  1. Подавляющее большинство компьютерных схем внешне «синхронизировано», чаще всего с каким-то кристаллическим осциллятором. Поэтому, если схема замедляется, никто не замечает, пока не появятся ошибки, вызванные тем, что часы «быстрее», чем схема.
  2. Существует несколько эффектов (например, металлических «усов», растущих на контурах, - серьезная проблема тока, поскольку вывод удаляется из цепей), которые вызывают сбои цепи задолго до того, как замедление цепи станет значительным или даже измеримым.
ответил Tim Bailen 18 Maypm17 2017, 22:35:20
4

Это не полный ответ, а представление возможного источника деградации скорости (но не такое важное, как дросселирование из-за ухудшения теплоотдачи, упомянутого выше):

Возможно, самый длинный путь увеличивается из-за нарастания диэлектрического заряда, заставляя процессор уменьшаться, чтобы функционировать. То есть, когда вектор входов подается на логическую схему, конечное время проходит, когда физическая логическая система гремит на место (что устанавливает верхнюю связь для тактовой частоты). Диэлектрическая деградация происходит с каждым транзистором, в результате чего транзистор требует более высокого напряжения для одного и того же времени нарастания или, что то же самое, более низкого времени нарастания (меньшей скорости) при одном и том же напряжении. Если достаточное количество транзисторов ухудшается (неравномерно), самый длинный путь может очень сильно измениться, что может ухудшить производительность процессора, который работает вблизи своего логического предела скорости.

ответил Tim Bailen 18 Maypm17 2017, 22:35:20
3

CPU является синонимом (для большинства) с многоядерным процессором, о котором я подозреваю, что вы, скорее всего, будете спрашивать.

Некоторые многоядерные процессоры могут отключать ядра, которые создают неисправности, либо прерывистые перегревы, либо постоянные сбои. См. 80-ядерная функция самокоррекции для исследовательских чипов Intel . Плохое ядро ​​эффективно обозначается непригодным для использования, а его обязанности распределяются по другим ядрам. Меньшее количество ядер означает, что ваш процессор имеет меньше общих циклов процессора, и поэтому он будет медленнее выполнять работу.

Я предполагаю, что это станет более распространенным явлением, когда производители попытаются идти в ногу с законом Мура и забивают все больше ядер на процессоры.

Изменить:

слева, поэтому комментарий Джеймса имеет смысл.

Согласно How-Stuff-Works , процессор Cell PS3 имеет аналогичную избыточность, она выполнена с 8 SPE, использует 7 из них, сохраняя 1 в резерве в случае сбоя. Я сомневаюсь, что процессор будет работать, если 2 SPEs потерпели неудачу, но я больше не могу найти информацию.

ответил Tim Bailen 18 Maypm17 2017, 22:35:20
3

как работает ЦП, когда смотрит на фундаментальную работу КМОП, и понимая, что скорости разгона CMOS вызывают диссипацию тепла и повышение температуры, уменьшают скорость нарастания, тем самым увеличивая скорость нарастания, и время распространения также увеличивается. Если во время гонки есть заданный запас по времени, то можно сказать, что с постоянной тактовой частотой MPU может выполнять более медленное время нарастания и увеличивать тактовые задержки, поэтому край до блокировки из-за состояния гонки в чипе или внешней памяти может привести к сбою. Это объясняет, почему MPU, работающий горячим, будет работать после периода охлаждения.

Видимое старение КМОП-затворов может происходить, если влажная пыль накапливается на обнаженных шинных паях. Это может добавить много pF нагрузки, которая может уменьшить время нарастания сигналов шины и увеличить внутреннюю теплоотдачу, что приведет к дальнейшему снижению скорости нарастания.

Другой причиной очевидного старения является увеличение количества фоновых задач, установленных стартапами пользователя, и приводящие к избыточному нагреву во время так называемой активности бездействия. обрезка стартапов может снизить общую загрузку ЦП и, таким образом, восстановить нормальное повышение температуры из-за превышения количества запущенных процессов. Например, XP на чистой установке розничной версии может иметь 25 процессов, и OEM-версия с множеством пользовательских автоматически установленных сервисов и процессов запуска в реестре может увеличить это количество процессов, как показано в процессе TaskManager Tab, чтобы сказать 50, и даже до 100 из моего опыта неопытных пользователей. Интеграция этих процессов с помощью простых программ, таких как MSConfig, может помочь, но WinPatrol еще лучше и бесплатно, и восстанавливает прохладную работу как новый.

Как отмечают другие, существуют внутренние механизмы разрушения, которые также замедляют скорость нарастания ворот, называемых зависящими от времени диэлектрическими пробоями от роста ElectroMigration на полупроводниковом материале. Это зависит от уровней напряжения тепла и напряжения, а также от воздействия гамма-излучения в космосе.

Все эти факторы способствуют тому, почему повышение температуры и потеря временной границы возникают в ноутбуках от старения даже после новой установки OEM-изображения. Таким образом, у 5yr старых лаптопов будет больше тепла, что означает, что они должны иметь более высокие скорости нарастания и, таким образом, повышение температуры выше атмосферного, а это означает, что он должен работать медленнее. Но тактовая частота фиксирована, поэтому производительность при работе будет одинаковой до тех пор, пока маржа не упадет до нуля без предупреждения. Поэтому следите за повышением температуры и не превышайте 70 ° С для надежной работы, это мой лучший совет. 60'C является предпочтительным максимумом, когда большинство вентиляторов центрального процессора начинают работать на полной скорости.


Существует много причин, по которым процессор становится более жарким со старением. Одна из причин требует и понимания дополнительного переключения. Проще говоря, это синхронный выключатель, который включается, когда выключение отключается. В течение промежутка времени происходит кратковременное короткое замыкание, если есть кроссовер от неравных скоростей нарастания или времени переключения. Новая технология CMOS может компенсировать эту характеристику, которая является температурой и amp; напряжение, зависящее от введения более быстрого времени переключения, но с контролируемым мертвым временем, чтобы исключить потери при переходе во время кроссовера. Хотя ElectroMigration является одной из причин дополнительных задержек, это не очевидно, если это симметрично.

Повышение температуры процессора никогда не было - это широко распространенные явления со старением (с ноутбуками, которые чувствуют, что пользователи постепенно становятся горячими на протяжении многих лет), и это помогает объяснить причины. т. е. старение вызывает постепенное увеличение скорости нарастания, которое влияет на динамическое потребление энергии постоянной тактовой частотой или частотой повторения перекрестных переходов. Поскольку мы знаем, что мощность утечки в установившемся состоянии незначительна, именно эта эффективная движущая сила дополнительных выходов с кратковременным перепадом тока приводит к повышению температуры процессора. Таким образом, температура холостого хода процессора является сильным индикатором старения или замедления скорости нарастания, если все остальное является постоянным .. (загрузка процессора, V +, температура окружающей среды,эффективность охлаждения, устранение пыли). Ваш центральный процессор все равно будет выполнять инструкции с одинаковой скоростью, но работать более горячее и, следовательно, с меньшим временным запасом до возникновения состояния гонки. (считывать данные, если они не готовы из-за задержки распространения)

Те же самые явления существуют в настольных CPU, но пользователи могут не знать о постепенном увеличении скорости вращения вентилятора в течение лет, что компенсирует увеличение рассеивания тепла от постепенного старения. Я не знаю эмпирического исследования, но мои личные наблюдения за CPU за последние 20 лет случаются во многих случаях, но не во всех.

ответил Tim Bailen 18 Maypm17 2017, 22:35:20
2

Несколько дополнительных бит и частей о некоторых других ответах.

  1. кристаллы могут /медленно дрейфовать с течением времени, , но на них гораздо больше влияет температура, чем время. Например, сразу, когда вы включаете машину, она, вероятно, немного отличается от скорости, чем когда она работает в течение нескольких часов. Эти различия, однако, much слишком малы, чтобы быть заметными.

  2. Возможно полное прерывание соединений на чипе. При изготовлении чипа они (очевидно) делают все возможное, чтобы предотвратить это, но это все еще возможно и все еще происходит. Поскольку чипы начали запускать более горячие, это стало более распространенным явлением. Однако если /если это произойдет, скорее всего, это lot приведет к тому, что машина полностью отключится, чем работает нормально, но медленнее, чем она. Это не означает, что замедление невозможно, просто очень маловероятно.

  3. В то время как самокоррекция может обнаруживать ошибки и закрывать части процессора, ЦП в (по крайней мере, большинстве) текущих ПК не включают такие возможности. Для этого вы смотрите либо на high-end мейнфрейм, либо на ПК будущего (хотя, по общему признанию, далеко не все, что далекое от будущего).

ответил Tim Bailen 18 Maypm17 2017, 22:35:20
1

Хотя это имеет очень мало общего с повседневной жизнью, существует проблема старения компонентов электроники. В двух словах, и это справедливо для любого электронного компонента или системы:

  • Если ваш процессор проработал несколько часов (какие основатели сделали их как часть заводских испытаний, процесс, известный как ожог) без сбоев, он будет длиться то же самое в течение многих лет. Вероятность того, что в течение этого времени произойдет сбой, близка к 0
  • Через несколько лет вероятность сбоя начинает увеличиваться, пришло время изменить ваш процессор. В потребительских продуктах это обычно происходит после того, как компонент уже давно устарел, поэтому вы действительно не беспокоитесь об этом.
  • Если вы любите математику, посмотрите http://en.wikipedia.org/wiki/Failure_rate

Итак: да, если ваш процессор очень старый, вы можете догадаться, что какой-то компонент процессора (какой-то таймер кэша не отвечает и всегда делает ошибки страницы или потерянное ядро ​​процессора) может замедлить его. Но вы, скорее всего, добьетесь большего успеха в другом месте.

Кроме того, имейте в виду, что на компьютере много больших или маленьких компонентов, которые возрастают намного быстрее, чем процессор. В том числе:

  • жесткие диски с механическими деталями, которые стираются
  • , которые разъедают
  • радиаторы, которые движутся и пылятся
  • химические конденсаторы
  • сварные швы, которые разъедают или перемещают вибрации.
ответил Tim Bailen 18 Maypm17 2017, 22:35:20
1

Если вы не очищаете радиатор и вентиляторы, вам будет жарче, а производительность системы будет медленнее. Поскольку частицы пыли занимают некоторое время, чтобы поселиться в этих областях, мы чувствуем, что со временем скорость и производительность процессора снижаются.

ответил Tim Bailen 18 Maypm17 2017, 22:35:20
0

Да, это так. Это зависит от использования пользователя. Жесткий диск - это тот, который быстро встает, так как он заражается плохими секторами по мере его возраста.

Затем, когда старшие программы запускаются в старой конфигурации, он отсасывает максимальные визуальные эффекты, поэтому он становится медленнее, и по мере прохождения возраста ваша технология увеличивается, когда ваша система не может соответствовать требованиям к программному обеспечению ... поэтому сказано, что ваша /наша система становится медленнее, когда она стареет.

ответил Tim Bailen 18 Maypm17 2017, 22:35:20
0

Тепло является единственным наиболее важным фактором в скорости процессора. При этом, в зависимости от того, какой процессор находится на вашем компьютере, он может динамически снизить скорость, чтобы оставаться в «безопасном» диапазоне температур. Большинство процессоров могут это сделать. Возможно, вы не знаете, что это происходит. Тем не менее, температура не должна повышаться с возрастом, если вы регулярно очищаете радиатор, а термическая паста не применяется неправильно.

ответил Tim Bailen 18 Maypm17 2017, 22:35:20
-1

Это спорно. Это зависит. Как правило, в соответствии с теорией, простой NO. Но в зависимости от ваших часов использования, нагрузки на источник питания ЦП и внешнего состояния питания, при работе без ИБП материнская плата ухудшается, и поэтому загрузка на ЦП может повыситься. Но работа в идеальных условиях будет такой же, как и новая. Поскольку ЦП содержит миллиарды транзисторов внутри, и поэтому за это время, если их производительность обезвреживает каким-либо образом, это ухудшит производительность ЦП. Поэтому, как правило, иногда мы сталкиваемся с замедлением системы даже после новых установок.

Но в целом его нет.

ответил Tim Bailen 18 Maypm17 2017, 22:35:20

Похожие вопросы

Популярные теги

security × 330linux × 316macos × 2827 × 268performance × 244command-line × 241sql-server × 235joomla-3.x × 222java × 189c++ × 186windows × 180cisco × 168bash × 158c# × 142gmail × 139arduino-uno × 139javascript × 134ssh × 133seo × 132mysql × 132