Er CPU-ytelse påvirket av alder?

Datamaskinen føles litt tregere enn den gjorde denne gangen i fjor; Er det noe som du kan kritisere til en aldrende prosessor?

Dagens Spørsmål & Svar-sesjon kommer til oss med høflighet av SuperUser-en underavdeling av Stack Exchange, en gruppedriving av Q & A-nettsider.

Spørsmålet

SuperUser leser Ben Simpson stiller følgende spørsmål:

Dette er et hypotetisk spørsmål om hvordan en CPU opererer. Hvis jeg kjøper to identiske CPUer, og bruker en lang sikt (si ett år), vil det være identisk i hastighet til den ubrukte CPU? Vil antall klokkeslett, latens av forespørsler, osv. På den brukte CPU være mindre enn den ubrukte CPUen?

Et støttende argument kan være at mekaniske enheter brytes ned over tid. Mens en CPU har ingen bevegelige deler (unntatt den eksterne fanen), har den kretser som kan bli skadet av varme og spenningspenner. La oss si at etter et år med intensiv bruk, reduserer kretsene og færre elektroner kan passere siden banen er smalere, etc.

Er dette naturen til hvordan en CPU opererer, eller er det bare å jobbe eller ødelagte, uten hastighetsforringelse i mellom?

Forstyrrer sentralbehandlingsenhetene seg med tiden eller er andre faktorer i bruk?

Svarene

SuperUser-bidragsyter RedGrittyBrick hopper inn med en detaljert oversikt over hvordan CPU-hastigheten styres:

Er ytelsen til en CPU berørt som den alder?
etter et år av intensiv bruk, kretsene nedbrytes og færre elektroner kan passere siden banen er smalere, osv.

Nei:
Crystal Oscillator

Hastigheten til en CPU bestemmes av en krystalloscillator - så vidt jeg vet dette er en ekstern del for de fleste CPUer

Bilde fra TechRepublic artikkel

Krystaller gjennomgår langsom gradvis endring av frekvensen med tiden, kjent som aldring.

Imidlertid mistenker jeg at dette ikke er en viktig faktor.

Drift med alder er typisk 4 ppm for det første året og 2 ppm per år for livet til DT-26 krystall.

(fra TI om en RTC IC, men jeg tror denne frekvensen er lik for tidskrypter generelt)

CPU-halvlederendringer

Gjennombrudd lagt ut en lenke til en IEEE-artikkel som beskriver det mylder av måter som halvledere påvirkes over tid.

Det er derfor mulig at den maksimale klokkehastigheten CPUen er i stand til å redusere over tid. Men i de fleste tilfeller vil dette ikke føre til at CPUs teoretiske maksimale hastighet faller, innen ett år, under den faktiske driftshastigheten satt av krystalloscillatoren. Derfor vil en CPU som er lagret i et år, kjøre i samme hastighet som en opprinnelig identisk CPU som har blitt brukt kontinuerlig i et år.

CPU Termisk regulering

Mange CPUer reduserer hastigheten hvis temperaturen overgår en forhåndsinnstilt grense. Hovedfaktorene som kan føre til at en enårig CPU overopphetes, er ikke å gjøre med halvlederforringelse i selve CPU-en. Derfor har disse faktorene ingen betydning for spørsmålet som formulert.

Det er usannsynlig at et gitt par identiske CPUer vil diverge i evne innen ett år tilstrekkelig til å utløse termiske problemer som krever at en av dem kjører seg selv med redusert hastighet. I det minste vet jeg ikke om at dette har skjedd innen ett år på en enhet som ikke anses som en garantifeil på grunn av produksjonsfeil.

CPU Energieffektivitet

Mange datamaskiner, spesielt bærbare, er også designet for å redusere energiforbruket når det er tomgang. Igjen er dette ikke veldig relevant for spørsmålet som nevnt.

BlueRaja hopper inn med et tillegg til Bens svar:

I teorien, nei, en CPU skal kjøre på i utgangspunktet samme hastighet hele livet.

I praksis, ja, CPUer blir langsommere over tid på grunn av støvoppbygging på kjølebøssen, og fordi termisk lime av lavere kvalitet som prebuilt datamaskiner ofte blir levert med, vil nedbryte eller fordampe. Disse effektene fører til at CPUen blir overopphetet, og det vil da smelte hastigheten for å forhindre skade.

Rengjøring av kjøleskummen og gjenbruk av termisk pasta skal gjøre det så godt som nytt, skjønt.

Merk: Hvis du spør dette på grunn av å ha en gammel datamaskin sakte, er det andre grunner (vanligvis døende harddisker eller poppede kondensatorer) de gamle datamaskinene vil bremse over tid.

Med andre ord, dårlig vedlikehold av datamaskiner og billige monteringsmetoder er de virkelige hastighetsgassende demonene, ikke alder eller slitasje på den fysiske brikken. Rutinemessig rengjøring og kvalitet termisk lim går langt i retning av at CPUen fungerer effektivt.

Har du noe å legge til forklaringen? Lyde av i kommentarene. Vil du lese flere svar fra andre tech-savvy Stack Exchange-brukere? Sjekk ut hele diskusjonstråden her.