Wieso dürfen neue Computerchips so heiß werden?
Hi,
habe gestern meinen uralten PC wieder angeschlossen und ein wenig über die Komponenten recherchiert. Dabei ist mir aufgefallen, dass die CPU eine maximale Temperatur von 70 Grad haben darf, während meine neue CPU eine von maximal 100 Grad aushält. Was wird bei den CPUs und GPUs heute anders gebaut als früher, dass sie wärmer werden dürfen?
Danke
3 Antworten
Das hat was mit dem altern zu tun.
Alle 7K (Kelvin, selbe Einteilung wie °C, also "alle 7°C") halbiert sich die mittlere Lebensdauer von Halbleitern.
Wird die also 7°C heißer, hält die nur halb so lange. Bei 14°C nur noch ein viertel so lange und bei 21°C nur noch ein Achtel!
Das liegt daran, dass die Dotierung der Halbleiter, also das einbringen von Störatomen die den notwendigen Diodeneffekt erzeugen sich mit der Zeit im Halbleiter vermischt. Das hat mit der Brownschen Bewegung zu tun, die ist Hitzeabhängig. Das ist der selbe Effekt der z.B. Zucker im Wasser auflöst. Je heißer das Wasser, desto schneller löst sich der Zucker auf.
Durch immer bessere Fertigungsverfahren und vor allem immer reinere und Fehlerlosere Siliziumkristalle die als Grundlage für Computerchips dienen kann die Haltbarkeit drastisch erhöht werden.
Die mittlere Lebensdauer einer CPU soll etwa 10 Jahre betragen. Daher muss man dann eine niedrigere Maximaltemperatur angeben als die eigentlich aushält, einfach damit die die gewollte mittlere Lebensdauer erreichen kann.
Macht man die alte CPU richtig heiß, dann geht die nicht sofport kaputt, hält dann aber keine 10 Jahre Betrieb mehr aus.
Dazu kommt auch wo die Temperatur gemessen wird. Ganz früher konnte man nur die Oberflächentemperatur des Chipgehäuses messen. Der eigentliche CPU Kern ist dann deutlich wärmer, es wird also weniger angezeigt als im Kern der CPU vorhanden ist. heutzutage sitzen mehrere Temperaturmessstellen mitten zwischen den Transistoren der CPU. Bis zum Pentium-III konnte die CPU Temperatur sogar überhaupt nicht gemessen werden. Fiel die Kühlung aus bzw. reichte nicht mehr, ging die CPU kaputt.
Gibt auch ältere CPUs die kein Problem mit 100°C haben ist nur nicht so gesund auf Dauer.
Ja, aber das war nur ein Beispiel. Die allermeisten Computerchips hatte früher eine VIEL niedrigere Maximaltemperatur, währen die allermeisten heute 95 Grad oder sogar 100 Grad wegstecken.
Nichts wird anders gebaut, was eine Auswirkung auf die maximale Temperatur hätte.
Die neuen CPUs haben mehr Leistung und eine "kompaktere" Bauweise (mehr Transistoren pro Fläche), was nun mal zu mehr Hitze führt.
Da bei den älteren CPUs die Kühlung auf niedrigere Temperaturen einfacher möglich war, hat man sich gar nicht erst die Mühe gemacht, die CPUs bei höheren Temperaturen zu testen. 70 °C waren mehr als ausreichend.
Weil Intel und AMD das so entschieden haben.
Welche Temperatur diese CPUs aushalten, bis sie tatsächlich eingehen, weiß man nicht. Da dürfte aber noch ein wenig Spielraum vorhanden sein. Die Hersteller geben natürlich einen niedrigeren Wert an, um auf Nummer Sicher zu gehen.
Werden die Temperaturen denn am gleichen Punkt gemessen und sind die angegebenen Temperaturen damit überhaupt vergleichbar?
Ah ok Danke. Und woran liegt es z.B., dass Intel Core CPUs etwas wärmer werden dürfen als AMD Ryzen CPUs, obwohl beide gleich schwer zu kühlen sind?