Wodurch kann eine CPU bei der Übertaktung durchbrennen?

...komplette Frage anzeigen

1 Antwort

Hitze ist mit eine der schädlichsten Einwirkungen auf die Lebensdauer, aber dieser Aspekt ist auch nur "relativ" genau zu deuten. Denn Wärme kann letztlich nur dort relativ genau ermittelt werden, wo im Chip selbst auch überhaupt Thermaldioden / Sensoren sitzen. Andere Chipteile können bedingt durch begrenzte Wärmeleitung des Substrats noch deutlich heisser werden. Zu hohe Spannung ist nicht minder schädlich; teilweise ist sie sogar noch einflussreicher auf die ( dauerhafte ) Funktion. Denn mit steigender Spannung steigen einerseits auch die sogenannten "Leckstöme" im Substrat, was neben einer nochmals erhöhten Leistungsaufnahme auch die Effizienz weiter senkt und weitere Wärme generiert. Und Halbleiter reagieren sehr sensibel auf den Zusammenhang von Spannung & Wärme mit beschleunigter Diffusion von Atomen aus den leitenden / funktionalen Stellen an andere Teile des Chips. Man kann es vereinfacht mit der Glühwendel einer herkömmlichen Glühbirne vergleichen. Während der Betriebsdauer treten Atome aus dem Draht aus, lagern sich aber nicht gleichmässig wieder an. Irgendwann wird der Draht an seiner Stelle so dünn, dass sein Querschnitt zu stark abnimmt und in Folge dessen dort wegen Überlastung durchbrennt. Dieser Prozess ist auch physikalisch in Halbleitern in ähnlicher Weise stets präsent. Auch dort umso schneller, je höher Spannung / resultierender Strom und Wärme sind. Zudem ist zu beachten, dass es technisch unmöglich ist, sämtliche Milliarden Strukturteile des Chips in absolut identischer Qualität ins Silizium zu bannen. Somit hat jede CPU von vorn herein über das Substrat verteilt etliche Schwachstellen. Es steigt demnach mit zunehmender Spannungserhöhung ausserhalb der Norm das Ausfallrisiko nahezu exponenziell für einen Ausfall einer oder mehrerer Schwachstellen. Folge : oft erst Instabilität, danach bei Ausfall an der falschen Stelle ein Dominoeffekt mit Totalausfall.

Was möchtest Du wissen?