Сервис «Испытано» позволяет сразу (даже не читая отзывы) видеть рейтинг надежности техники — прогноз времени её жизни.

Правда о «старении» процессора

Старение — это процесс, при котором процессор теряет способность поддерживать заданную частоту при текущем уровня напряжения питания ядра.

Это определение можно сравнить с выражением, что жизнь есть ни что иное, чем продолжительный путь по дороге к смерти. В то время как некоторые с точки зрения философии могли бы найти эту аналогию довольно уместной, с технической точки зрения, такое высказывание является самым ужасным вариантом при моделировании жизненного цикла процессора. Давайте рассмотрим это подробнее: качество кремния часто определяется за счет способности процессора достигать и поддерживать желаемую стабильную частоту переключения на протяжении всей «жизни», при этом значение максимального номинального напряжения не должно превышать указанное в спецификации (плюс допуск). Так почему, если остаточный срок эксплуатации процессора зависит от напряжения, необходимого для достижения этих скоростей, каждый процессор приходит с одинаковым сроком гарантии — три года?

Ответ на этот вопрос довольно прост. Каждый процессор, вне зависимости от качества кремния, может длительно и безошибочно работать при соблюдении указанных допустимых окружающих условий (температуры, напряжения и т.д.) в течение периода не меньшего, чем гарантированный срок эксплуатации, при условии, что от него не потребуется большей производительности, чем может позволить его номинальная частота. Другими словами, получается, что вместо того, чтобы ограничить срок эксплуатации каждого процессора и предоставить соответствующие гарантийные обязательства, процессоры сортируют в зависимости от самой высокой достигаемой ими частоты при условии, что подаваемое напряжение не превышает максимально допустимого рабочего напряжения. Когда мы пытаемся понять этот факт, мы подходим к самой идее разгона – работы процессора в условиях, выходящих за номинальные пределы, установленные спецификациями вне зависимости от принципов надежности.

Как только вы признаете, что разгон по определению уменьшает срок эксплуатации любого процессора, становится легче оправдывать его более экстремальное использование. И в этом случае требуется время, чтобы понять, почему Intel придерживается жесткой политики «против разгонов», когда речь заходит о сохранении гарантии на их продукт. Слишком большое количество людей считает, что разгон «безопасен» до тех пор, пока они не увеличивают напряжение ядра их процессора – что является неверным. Повышение частоты работы процессора ведет к повышению температуры при нагрузках, что снижает срок эксплуатации. В свою очередь, лучшее охлаждение может стать хорошим вариантом сохранения работоспособности процессора для тех, кто стремится достичь его более длительной и безотказной работы, т.к. это позволит увеличить допустимый предел срока его эксплуатации на длительный период времени.

На графике представлены три кривые. Средняя кривая отображает минимальное требуемое напряжение, необходимое процессору для бесперебойной работы при 100%-й загрузке в течение периода времени, указанного по оси Х. В течение этого времени процессор подвергается воздействию максимального номинального напряжения ядра и при этом не разгоняется. К тому же имеют место все самые неблагоприятные факторы, и наш процессор E8500 работает на абсолютном максимуме выдерживаемой температуры в условиях неполадок, которая составляет 72.4ºC. Через три года, мы станем ожидать, что процессор «состарится» до такого состояния, что для стабильной работы потребуется подавать чуть более высокое напряжение на ядро – как указано выше, чуть меньше 1,15 В по сравнению с прежними 1,125 В.

Учитывая напряжение спада Vdroop и напряжение смещения Voffset, средний 45-нм двухъядерный процессор с идентификатором напряжения VID 1,25000 должен работать с окончательным напряжением под нагрузкой, составляющим около 1,21 В. Пунктирной зеленой линией рядом с центром графика показано фактическое напряжение питания процессора (Vcore). Следует иметь в виду, что линия тренда отображает минимальное напряжение, необходимое для непрерывной стабильной работы, поэтому до тех пор, пока она остается ниже линии фактического напряжения питания (средняя зеленая линия), процессор будет работать должным образом. Нижняя зеленая линия находится приблизительно на 5% ниже линии фактического напряжения питания и представляет собой пример смещения, которое может быть использовано для сохранения и увеличения допустимых значений напряжения.

Точка пересечения средней линии (минимальное требуемое напряжение) и средней зеленой линии (фактическое напряжение питания) предсказывает тот момент во времени, когда процессор должен «дать сбой», хотя увеличение значения напряжения питания должно обеспечить более длительную работу процессора. Также следует обратить внимание на то, как средняя линия проходит через нижнюю зеленую линию, что отображает желаемый запас стабильности в трехлетней точке вместе с моментом окончания гарантии. Красная линия показывает, какое оказывается воздействие при работе процессора в температурных условиях, превышающих указанные значения в спецификации, относительно номинального срока эксплуатации продукта – мы можем увидеть, что ускоренное старение процессора было вызвано более высокими рабочими температурами. Синяя линия является примером того, как понижение средней температуры процессора может привести к увеличению его срока службы.

Поскольку отказы в работе по истечению срока эксплуатации вызваны уменьшением запаса допустимых значений напряжения (чрезмерный износ/старение), мы можем определить очень четкую взаимосвязь между учащением/сокращением такого рода отказов и рабочей средой, в которой находится указанный процессор. Здесь мы видим, что более жесткие условия эксплуатации воздействуют на наблюдаемую интенсивность отказов согласно новой кривой интенсивности отказов в работе по истечению срока эксплуатации. При работе процессора вне установленных рабочих значений, при его приближении к окончанию гарантийного периода мы больше не можем с уверенностью приписывать любой отказ в работе какой бы то ни было неизвестной причине. К тому же поскольку Intel не в состоянии различать типы отказов, в каждом гарантийном случае подозревается отказ в работе по причине разгона процессора или его неправильного использования, таким образом, политика предприятия запрещает любой разгон системы, если пользователю важно сохранение гарантии.

Итак, что же все это значит? На сегодняшний день мы знаем, что из трех основных типов отказов, отказы в работе из-за старения (т.е. износа) в большинстве случаев напрямую зависят от того, как и в каких условиях работает процессор. Очевидно, что пользователь играет важную роль в создании и поддержании благоприятной среды для эксплуатации процессора. Здесь учитывается использование высококачественных систем охлаждения и термопаст, активное использование вентиляторов для обеспечения максимальной вентиляции корпуса, и, наконец, надлежащий контроль за состоянием воздуха в помещении. Также мы узнали, что Intel создала легкие и понятные рекомендации, касательно необходимых усилий по обеспечению более высокой продолжительности жизни ваших устройств.

Те, кто предпочитают игнорировать эти рекомендации и / или выходить за рамки значений, указанных в любой спецификации, делают это на свой страх и риск. Правда, это вовсе не означает, что подобные действия обязательно вызовут немедленный, непоправимый ущерб или приведут к отказу в работе. Речь здесь скорее идет о том, что каждое решение, принятое в ходе разгона имеет реальные и вполне измеримые «последствия». У некоторых людей этот факт может не вызвать причин для беспокойства, так как забота о сроке службы устройства не является их приоритетом. С другой стороны, возможно, ими будут приняты профилактические меры для того, чтобы сгладить воздействие более высоких напряжений, такие как использование водяного охлаждения или охлаждения за счет фазового перехода. В любом случае, основные принципы остаются теми же – разгон никогда не бывает без риска. И так же, как и в жизни, пойти на разумный риск иногда может быть единственным верным решением.





© 2012—2018 Испытано.ру — рейтинг срока службы радио, аудио, видео, бытовой и компьютерной техники