C'est une question hypothétique sur le fonctionnement d'un processeur. Si j'achète deux processeurs identiques et utilise un seul terme (disons un an), sa vitesse sera-t-elle identique à celle du processeur inutilisé? Le nombre de cycles d'horloge, de latence des requêtes, etc. sur le processeur utilisé sera-t-il inférieur à celui du processeur non utilisé?
Un argument à l'appui peut être que les dispositifs mécaniques se dégradent avec le temps. Bien qu'un processeur ne comporte aucune pièce mobile (à l'exception du ventilateur externe), il possède des circuits pouvant être endommagés par la chaleur et des pointes de tension. Disons qu'après une année d'utilisation intensive, les circuits se dégradent et que moins d'électrons peuvent passer car le chemin est plus étroit, etc.
Est-ce la nature du fonctionnement d'un processeur, ou est-ce qu'il fonctionne simplement ou est en panne, sans dégradation de la vitesse entre les deux?
Réponses:
Non,
Oscillateur à cristal
la vitesse d'un processeur est déterminée par un oscillateur à cristal - pour autant que je sache, il s'agit d'un élément externe pour la plupart des processeurs
Image tirée de l'article de TechRepublic
Cependant, je soupçonne que ce n'est pas un facteur important.
(de TI concernant un CI RTC mais je crois que ce taux est similaire pour les cristaux de chronométrage en général)
Modifications du CPU Semiconductor
Breakthrough a publié un lien vers un article de l'IEEE décrivant la multitude de façons dont les semi-conducteurs sont affectés au fil du temps.
Il est donc possible que la vitesse d'horloge maximale du processeur diminue avec le temps. Toutefois, dans la plupart des cas, la vitesse maximale théorique du processeur ne tombera pas en l'espace d'un an au-dessous de la vitesse de fonctionnement réelle définie par l'oscillateur à cristal. Par conséquent, un processeur qui a été stocké pendant un an fonctionnera à la même vitesse qu'un processeur d'origine identique utilisé de manière continue pendant un an.
Régulation thermique du processeur
De nombreux processeurs réduisent leur vitesse si leur température dépasse un seuil prédéfini. Les principaux facteurs susceptibles de provoquer la surchauffe d'un processeur âgé d'un an ne sont pas liés à la dégradation des semi-conducteurs au sein du processeur lui-même. Par conséquent, ces facteurs n’ont aucune incidence sur la question telle que formulée.
Il est peu probable qu'une paire donnée de processeurs identiques divergent suffisamment en un an pour provoquer des problèmes thermiques qui obligent l'un d'entre eux à s'exécuter à une vitesse réduite. Au moins, je ne connais aucune preuve que cela se soit produit dans un délai d'un an sur un appareil qui n'est pas considéré comme un échec de la garantie en raison d'un défaut de fabrication.
Efficacité énergétique du processeur
De nombreux ordinateurs, en particulier les ordinateurs portables, sont également conçus pour réduire la consommation d'énergie en mode veille. Encore une fois, cela n’est pas vraiment pertinent pour la question énoncée.
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En théorie, non, un processeur devrait fonctionner à la même vitesse pratiquement toute sa vie.
En pratique, oui, les processeurs ralentissent avec le temps en raison de l’accumulation de poussière sur le dissipateur thermique et de la dégradation ou de l’évaporation de la pâte thermique de qualité inférieure avec laquelle les ordinateurs pré-construits sont expédiés. Ces effets provoquent une surchauffe du processeur, auquel cas il ralentit sa vitesse pour éviter les dommages.
Nettoyer le dissipateur thermique et appliquer de nouveau la pâte thermique devrait le rendre comme neuf.
Remarque: si vous demandez ceci en raison du ralentissement d'un ancien ordinateur, il existe d' autres raisons (généralement des disques durs en train de mourir ou des condensateurs déchargés) de ralentir progressivement les anciens ordinateurs.
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Réponse courte, non, un processeur ne ralentira pas avec l’âge.
Réponse légèrement plus longue:
Un processeur fonctionnera aussi longtemps que toutes les connexions et tous les transistors fonctionneront correctement. Alors que dans un fil normal, il peut y avoir un mouvement qui peut rendre la connexion intermittente, ce n'est pas le cas sur la CPU car:
Si quelque chose se brise, tout peut arriver: des mauvaises mathématiques aux ordinateurs qui ne démarrent pas.
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Je dirais que le cœur du problème réside beaucoup moins dans le matériel physique que dans la manière dont nos perceptions et la performance relative du logiciel que nous utilisons se modifient avec le temps.
Dans un monde où
1's and 0'sil y a très peu de choses qui peuvent arriver, en particulier pour le processeur, cela modifierait radicalement (ou même statistiquement) les performances globales de la machine, mis à part une panne totale.Cette question a attiré mon attention parce que je me souvenais de fois dans ma vie où je ne pouvais pas croire que la machine que j'utilisais - était la même que quelques années seulement avant que je pensais être si rapide - que j'étais maintenant torturée par ce qui à ce point semblait être interminablement lent.
Sur une note plus claire - les avocats de Moore ont semblé être en pause - les développeurs de logiciels ont apporté des améliorations majeures au cours des dernières années - qui semblent se concentrer sur le réglage des performances plutôt que sur la puissance brute. Il n’est pas exagéré d’affirmer que mon Mac Pro Xenon à 2,8 GHz à 8 cœurs apparaît deux fois plus rapide ou moins trois fois plus rapide que lorsqu’il a été acheté en 2008. Il s’agit là de différences significatives et mesurables qui ne peuvent être dues qu'à des améliorations / optimisations massives du logiciel. côté.
Ce que je dis, c'est que l'esprit humain / nos perceptions / nos attentes, combinés à d'autres aspects plus flexibles de l'environnement d'exploitation, ont une incidence exponentielle plus forte que toute variation par rapport à une spécification d'usine - ce qui peut vous inquiéter.
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Très probablement, oui . La vitesse d'exécution du processeur est variable et définie par l'utilisateur final (bien que généralement définie automatiquement selon les spécifications du fabricant). Cependant, vous constaterez peut-être qu’à la fin de la première année, le processeur non utilisé (à supposer qu’il soit vraiment identique au début) s’overclocke mieux que le processeur utilisé. Cet effet peut être attribué au vieillissement des transistors , auquel vous avez fait allusion plus tard dans votre question:
C'est exactement le cas et c'est précisément ce qui se produit après l'utilisation d'un processeur.
Semblable à un véhicule, les conducteurs sont usés par le passage d'électrons. La chaleur affecte également le vieillissement du transistor, raison pour laquelle la puce du processeur est conçue pour une plage de températures de fonctionnement particulière. Pendant le fonctionnement, les électrons doivent traverser certaines couches des matériaux semi-conducteurs, les dégradant avec le temps. Cela entraîne une augmentation de la vitesse de commutation des transistors individuels avec le temps, ce qui les rend "plus lents".
Cependant, comme je l’ai dit précédemment, la vitesse du processeur est définie par l’utilisateur final. Il s’agit d’un circuit numérique synchrone qui fonctionnera aussi vite que vous le voudrez, même si le délai de propagation dépasse le temps de commutation et que l’ordinateur se bloque. C’est ce qui arrivera à l’âge d'un processeur. Avec le temps, les divers sous-unités de la CPU prendront de plus en plus de temps pour terminer leurs calculs, ce qui créera une instabilité dans la CPU.
Cet effet peut être atténué en ralentissant la vitesse d'horloge, ce qui ralentit le processeur, mais compense l'augmentation des délais de propagation. Cet effet peut également être atténué en augmentant la tension du CPU ( ce qui provoque un temps de commutation réduit pour les transistors, ce qui permet une vitesse d'horloge plus élevée), mais augmenter la tension du CPU ne fera que provoquer les transistors à l' âge plus rapide .
C'est pourquoi nous disons qu'un processeur ralentit avec le temps - le processeur devient instable à des vitesses plus élevées, ce qui vous oblige à réduire la vitesse d'horloge au fil du temps. La bonne nouvelle est que cet effet est généralement perceptible sur plusieurs années .
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Cela me rappelle un effet observé dans certains circuits intégrés anciens: lorsque des densités de courant relativement élevées traversaient le câblage en or, il se produirait en réalité une migration physique de l’or semblable à celle d’un méandre d’une rivière au fil du temps. Aux coins, le coin migrerait lentement vers l'extérieur (comme une courbure en arc de cercle dans une rivière), ce qui rendrait le fil plus mince et plus long (et créerait également un risque de court-circuit vers un fil adjacent). Cet amincissement / allongement des fils affecterait sûrement la vitesse d'horloge maximale du circuit (même si ce n'est que très légèrement).
De plus, je pense que les concepteurs savent comment contrôler les processus de fabrication pour éviter cet effet spécifique (ou du moins le rendre incroyablement petit). Mais, comme indiqué dans un commentaire ci-dessus, il existe plusieurs autres effets.
Cependant, pour répondre à la question initiale, deux facteurs font qu'il est raisonnable de dire "non, à toutes fins pratiques":
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Ce n'est pas une réponse complète, mais une présentation d'une source possible de dégradation de la vitesse (pas aussi importante que l'étranglement dû à la dégradation du transfert de chaleur mentionné ci-dessus):
Peut-être que le chemin le plus long est augmenté en raison de l’accumulation de charge diélectrique, ce qui oblige le processeur à réduire sa taille pour fonctionner. C'est-à-dire que lorsqu'un vecteur d'entrées est attribué à un circuit logique, un temps fini s'écoule pendant que le système logique physique bascule en place (ce qui définit une liaison supérieure pour la fréquence d'horloge). La dégradation diélectrique se produisant sur tous les transistors, un transistor nécessite une tension plus élevée pour le même temps de montée ou, de manière équivalente, un temps de montée plus faible (moins de vitesse) à la même tension. Si une quantité suffisante de transistors se dégrade (de manière inégale), le chemin le plus long peut très bien changer, ce qui peut dégrader les performances d'un processeur fonctionnant près de sa limite de vitesse logique.
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CPU est synonyme (pour la plupart) de processeur multi-core, ce qui, je suppose, est plus susceptible de vous poser des questions.
Certains processeurs multicœurs peuvent désactiver les cœurs qui développent des défauts, qu'il s'agisse de défauts de surchauffe intermittents ou de défaillances permanentes. Consultez la fonctionnalité d'auto-correction de la puce de recherche Intel à 80 cœurs . Un mauvais cœur est effectivement marqué comme inutilisable et ses responsabilités sont réparties sur d'autres cœurs. Moins de cœurs signifie que votre processeur dispose de moins de cycles de traitement et qu'il sera donc plus lent à exécuter le travail.
J'imagine que cela deviendra de plus en plus courant à mesure que les fabricants tenteront de suivre la loi de Moore et concentreront de plus en plus de noyaux sur les matrices de processeurs.
Modifier:
laissé dans le commentaire de James est logique.
Selon How-Stuff-Works , le processeur cellulaire de la PS3 a une redondance similaire, il est composé de 8 SPE et en utilise 7, en conservant 1 en réserve en cas de défaillance. Je doute que le processeur fonctionne si 2 SPE échouent, mais je ne trouve pas plus d'informations.la source
Le fonctionnement d'un processeur par rapport au fonctionnement fondamental de la technologie CMOS requiert une connaissance approfondie du fait que les vitesses de balayage CMOS entraînent une dissipation de la chaleur et que les températures élevées réduisent les vitesses de balayage, ce qui augmente encore davantage la vitesse de balayage et le temps de propagation. S'il y a une marge définie dans le temps avant une condition de concurrence, on peut dire avec une vitesse d'horloge constante que le MPU peut exécuter des temps de montée plus lents et des délais d'horloge plus longs, de sorte que la marge avant blocage due à une condition de concurrence dans la puce ou dans la mémoire externe peut provoquer l'échec. Cela explique pourquoi les MPU qui fonctionnent à chaud fonctionneront après une période de refroidissement.
Le vieillissement apparent des portes CMOS peut se produire si de la poussière humide s’accumule sur les terrains exposés des bus brasés. Cela peut ajouter de nombreux pF de charge, ce qui peut réduire le temps de montée des signaux de bus et augmenter la dissipation de chaleur interne, entraînant une réduction supplémentaire des vitesses de balayage.
Une autre cause du vieillissement apparent est l’augmentation du nombre de tâches d’arrière-plan installées par les démarrages de l’utilisateur, ce qui entraîne un excès de chaleur pendant une activité dite inactive. réduire les démarrages peut réduire la charge globale du processeur et ainsi rétablir l’augmentation normale de la température due à l’exécution excessive de processus. Par exemple, XP lors d’une installation propre d’une version commerciale peut avoir 25 processus en cours d’exécution et une version OEM avec de nombreux services installés automatiquement par l’utilisateur et des processus de démarrage dans le registre, peut augmenter le nombre de processus comme indiqué dans l’onglet Processus de TaskManager: 50, et même jusqu'à 100 de mon expérience d'utilisateurs inexpérimentés. Désactiver ces processus à l’aide de programmes simples, tels que MSConfig, peut aider, mais WinPatrol est encore meilleur et libère et restaure le fonctionnement à froid.
Comme l'ont souligné d'autres personnes, il existe des mécanismes de défaillance internes qui ralentissent également les vitesses de balayage des portes, appelées rupture diélectrique en fonction du temps due à la croissance de l'électromigration sur le matériau semi-conducteur. Cela dépend des niveaux de contrainte de chaleur et de tension ainsi que de l'exposition au rayonnement gamma dans l'espace.
Tous ces facteurs expliquent l’augmentation de la température et de la perte de temps sur les ordinateurs portables, même après une nouvelle installation de l’image OEM. Les modèles 5 ans vont donc chauffer, ce qui signifie qu'ils doivent avoir des vitesses de balayage plus longues et donc une élévation de température supérieure à la température ambiante, ce qui signifie que les temps de montée doivent être plus lents. Mais la fréquence d'horloge est fixe, de sorte que la performance si vous travaillez est la même jusqu'à ce que la marge tombe à zéro sans avertissement. Alors, surveillez votre élévation de température et ne dépassez pas 70 ° C pour un fonctionnement fiable est mon meilleur conseil. La température maximale recommandée est de 60 ° C, là où la plupart des ventilateurs de processeur commencent à fonctionner à pleine vitesse.
Il y a plusieurs raisons pour lesquelles les processeurs deviennent plus chauds avec le vieillissement. Une raison nécessite et comprend la commutation complémentaire. En termes simples, il s’agit d’un commutateur synchrone à tirer qui s’active tout en fermant le système. Pendant ce temps, il y a un court-circuit momentané en cas de chevauchement dû à des vitesses de balayage ou des temps de commutation inégaux. La nouvelle technologie CMOS peut compenser cette caractéristique, qui dépend de la température et de la tension pour introduire des temps de commutation plus courts, mais avec un temps mort contrôlé pour éliminer les pertes de puissance transitoires lors du croisement. Bien que l’électro-migration soit l’une des raisons des retards supplémentaires, il n’est pas évident que ce soit symétrique.
Néanmoins, l'augmentation de la température du processeur est un phénomène répandu avec le vieillissement {avec les ordinateurs portables détectés par les utilisateurs, qui deviennent de plus en plus chauds au fil des années}, ce qui explique les raisons. c'est-à-dire que le vieillissement entraîne une augmentation progressive de la vitesse de balayage qui affecte la consommation d'énergie dynamique d'une fréquence d'horloge constante ou un taux de répétition des transitions croisées. Puisque nous savons que la puissance de fuite en régime permanent est négligeable, c’est cette force d’entraînement efficace des sorties complémentaires avec surtension momentanée qui fait monter la température du processeur. La température d'inactivité de la CPU est donc un indicateur fort du vieillissement ou du ralentissement des vitesses de balayage si tout le reste est constant .. (charge de la CPU, V +, température ambiante, efficacité du refroidissement, suppression de la poussière) plus chaud et donc avec moins de marge de synchronisation avant qu’une condition de concurrence critique ne se produise.
Le même phénomène existe dans les processeurs de bureau, mais les utilisateurs peuvent ne pas être conscients de l'augmentation progressive de la vitesse des ventilateurs au fil des années, qui compense l'augmentation de la dissipation thermique due au vieillissement progressif. À ma connaissance, il n'y a pas d'étude empirique, mais d'après mes observations personnelles sur les CPU au cours des 20 dernières années, cela se produit souvent, mais pas tous.
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Quelques éléments supplémentaires sur certaines des autres réponses.
Les cristaux peuvent / doivent dériver lentement avec le temps, mais ils sont beaucoup plus affectés par la température que par le temps. Par exemple, dès que vous allumez la machine, sa vitesse est probablement légèrement différente de celle d'une machine qui tourne pendant des heures. Ces différences sont cependant beaucoup trop petites pour être perceptibles.
Il est tout à fait possible d'avoir une défaillance intermittente des connexions sur une puce. Lors de la fabrication d'une puce, ils (évidemment) font de leur mieux pour empêcher cela, mais cela reste possible et existe toujours. Comme les puces ont commencé à chauffer, cela est devenu plus courant. Cependant, dans ce cas, il est beaucoup plus probable que la machine s’éteigne complètement que de fonctionner normalement, mais plus lentement qu’elle ne l’a fait. Cela ne veut pas dire qu'un ralentissement est impossible, mais très peu probable.
Bien que la correction automatique puisse détecter des erreurs et éteindre des composants d'un processeur, les processeurs des ordinateurs (du moins la plupart des) actuels n'incluent pas de telles fonctionnalités. Pour cela, vous recherchez soit un ordinateur central haut de gamme, soit un PC du futur (bien que, certes, pas si lointain d’un futur).
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Bien que cela ait très peu à voir avec la vie quotidienne, le vieillissement des composants électroniques suscite des préoccupations. En un mot, et ceci est vrai pour tout composant ou système électronique:
Donc, oui, si votre processeur est très ancien, vous pouvez deviner que certains composants de celui-ci (certains éléments de cache ne répondent pas et causent toujours des défauts de page; ou un cœur de processeur perdu) peuvent le ralentir. Mais vous aurez probablement plus de succès en regardant ailleurs.
N'oubliez pas non plus qu'un ordinateur comporte de nombreux composants, petits ou grands, qui vieillissent beaucoup plus rapidement que le processeur. Comprenant :
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Si vous ne nettoyez pas le dissipateur de chaleur et que les ventilateurs de votre ordinateur deviennent plus chauds et que les performances du système ralentissent. Étant donné que les particules de poussière mettent un certain temps à s’installer dans ces zones, nous avons l’impression que la vitesse et les performances de l’unité centrale sont réduites.
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Oui, cela dépend de l'usage de l'utilisateur. Le disque dur est celui qui vieillit dès qu'il est infecté par des secteurs défectueux.
Ensuite, lorsque les programmes haut de gamme fonctionnent sur l’ancienne configuration, le maximum de visuels est absorbé. Ainsi, la technologie ralentit et, avec le temps, votre technologie augmente là où votre système ne pouvait pas répondre aux exigences logicielles. le système devient plus lent quand il vieillit.
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La chaleur est le facteur le plus important de la vitesse du processeur. Cela dit, selon le type de processeur utilisé sur votre machine, la vitesse peut être réduite de manière dynamique pour rester dans une plage de température "sûre". La plupart des processeurs peuvent le faire. Vous pourriez ne pas savoir que ça se passe. Cependant, la température ne devrait pas augmenter avec l’âge, si vous nettoyez le dissipateur thermique régulièrement et que la pâte thermique n’est pas appliquée de manière incorrecte.
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C'est discutable. Ça dépend. Généralement, selon la théorie, NO simple. Toutefois, en fonction de vos heures d'utilisation, chargez l'alimentation du processeur et l'état de l'alimentation externe. Si vous travaillez sans système UPS, les cartes mères se dégradent et la charge sur le processeur peut augmenter. Mais dans des conditions idéales, ce sera comme neuf. Étant donné que le processeur contient des milliards de transistors à l'intérieur, et par la suite, si leurs performances se détériorent de quelque manière que ce soit, cela dégradera les performances du processeur. Donc, en général, nous sommes parfois confrontés à des ralentissements du système, même après de nouvelles installations.
Mais en général c'est pas.
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