Wie eine CPU arbeitet, wenn ein grundlegender CMOS-Betrieb betrachtet wird, erfordert das Verständnis, dass CMOS-Anstiegsraten eine Wärmeableitung verursachen und steigende Temperaturen die Anstiegsraten verringern, wodurch die Anstiegsrate noch mehr erhöht und die Ausbreitungszeit ebenfalls zunimmt. Wenn es eine festgelegte Zeitspanne vor einer Rennbedingung gibt, kann mit konstanter Taktgeschwindigkeit gesagt werden, dass die MPU langsamere Anstiegszeiten und erhöhte Taktverzögerungen ausführen kann, so dass die Zeitspanne vor dem Blockieren aufgrund einer Rennbedingung im Chip oder im externen Speicher sein kann scheitern. Dies erklärt, warum MPUs, die heiß laufen, nach einer Abkühlphase funktionieren.
Offensichtliche Alterung der CMOS-Gates kann auftreten, wenn sich feuchter Staub auf den freiliegenden gelöteten Busanschlüssen ansammelt. Dies kann viele pF Belastung hinzufügen, was die Anstiegszeit von Bussignalen verringern und die interne Wärmeableitung erhöhen kann, was eine weitere Verringerung der Anstiegsgeschwindigkeiten bewirkt.
Eine weitere Ursache für offensichtliche Alterung ist die erhöhte Anzahl von Hintergrundaufgaben, die vom Benutzer beim Starten installiert werden und bei so genannten Leerlaufaktivitäten zu Überhitzung führen. Durch das Trimmen der Starts kann die CPU-Gesamtlast reduziert und somit der normale Temperaturanstieg aufgrund von übermäßig laufenden Prozessen wiederhergestellt werden. Beispielsweise können in XP bei einer Neuinstallation einer Verkaufsversion 25 Prozesse ausgeführt werden und in einer OEM-Version mit vielen automatisch installierten Diensten und Startprozessen des Benutzers in der Registrierung diese Anzahl von Prozessen erhöht werden, wie auf der TaskManager-Prozessregisterkarte mit 50 angegeben. und sogar bis zu 100 aus meiner Erfahrung mit unerfahrenen Benutzern. Das Deaktivieren dieser Prozesse mit einfachen Programmen wie MSConfig kann helfen, aber WinPatrol ist noch besser und kostenlos und stellt den kühlen Betrieb als neues Programm wieder her.
Wie von anderen hervorgehoben, gibt es interne Ausfallmechanismen, die auch die Anstiegsgeschwindigkeiten von Gattern verlangsamen, die als zeitabhängiger dielektrischer Durchbruch aufgrund des Elektromigrationswachstums auf dem Halbleitermaterial bezeichnet werden. Dies ist abhängig von der Belastung durch Wärme und Spannung sowie von der Exposition gegenüber Gammastrahlung im Weltraum.
Alle diese Faktoren tragen dazu bei, dass der Temperaturanstieg und der Zeitverlust bei Laptops aufgrund von Alterung auftreten, selbst nach einer Neuinstallation des OEM-Images. So laufen 5 Jahre alte Latops heißer, was bedeutet, dass sie längere Anstiegsgeschwindigkeiten und damit einen erhöhten Temperaturanstieg über die Umgebungstemperatur haben müssen und dass es langsamere Anstiegszeiten geben muss. Die Taktrate ist jedoch fest eingestellt, sodass die Leistung bei der Arbeit gleich bleibt, bis der Spielraum ohne Vorwarnung auf Null fällt. Überwachen Sie also Ihren Temperaturanstieg und überschreiten Sie 70 ° C nicht, um einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten. Dies ist mein bester Rat. 60 ° C sind das bevorzugte Maximum, wenn die meisten CPU-Lüfter mit voller Geschwindigkeit laufen.
Es gibt viele Gründe, warum CPUs mit zunehmendem Alter heißer werden. Ein Grund erfordert und Verständnis für komplementäres Schalten. Einfach ausgedrückt, es ist ein synchroner Pull-Up-Schalter, der sich einschaltet, während sich der Pull-Down-Schalter ausschaltet. In der Zwischenzeit liegt ein vorübergehender Kurzschluss vor, wenn es zu einer Überschneidung von ungleichen Anstiegsgeschwindigkeiten oder Schaltzeiten kommt. Die neue CMOS-Technologie kann diese Eigenschaft kompensieren, die temperatur- und spannungsabhängig ist, um schnellere Schaltzeiten einzuführen, jedoch mit einer kontrollierten Totzeit, um transiente Leistungsverluste während der Frequenzweiche zu vermeiden. Obwohl die Elektromigration ein Grund für zusätzliche Verzögerungen ist, ist es nicht offensichtlich, ob dies symmetrisch ist.
Trotzdem ist der Anstieg der CPU-Temperatur ein weit verbreitetes Phänomen, das mit dem Altern einhergeht (bei Laptops spüren die Benutzer, dass sie im Laufe der Jahre immer heißer werden). Dies hilft, die Gründe zu erklären. Das heißt, Alterung führt zu einer allmählichen Erhöhung der Anstiegsgeschwindigkeit, was sich auf den dynamischen Stromverbrauch einer konstanten Taktfrequenz oder auf die Wiederholungsrate von Übergängen auswirkt. Da wir wissen, dass die Leckleistung im eingeschwungenen Zustand vernachlässigbar ist, treibt diese effektive treibende Kraft der komplementären Ausgänge mit einem momentanen Stromstoß die CPU-Temperaturen in die Höhe. Die CPU-Idle-Temperatur ist also ein starker Indikator für Alterung oder Verlangsamung der Anstiegsgeschwindigkeiten, wenn alles andere konstant ist. (CPU-Last, V +, Umgebungstemperatur, Kühleffizienz, Staubbeseitigung) Ihre CPU führt weiterhin Befehle mit der gleichen Geschwindigkeit aus, läuft jedoch heißer und somit mit weniger Zeitspielraum, bevor eine Rennbedingung eintritt.
Dieselben Phänomene treten bei Desktop-CPUs auf, aber Benutzer bemerken möglicherweise nicht, dass die Lüfterdrehzahl im Laufe der Jahre allmählich ansteigt, um die zunehmende Wärmeabgabe durch allmähliche Alterung auszugleichen. Meines Wissens nach gibt es keine empirischen Studien, aber es sind meine persönlichen Beobachtungen der CPU in den letzten 20 Jahren, dass dies in vielen Fällen geschieht, aber nicht in allen.