Това убива всеки процесор и няма как да го избегнете

В днешно време процесори има почти във всичко. Не само в компютрите, но и във вашите IoT устройства, мобилни телефони, коли, всякакъв вид електроника. Те стават все по-малки. Не е рядкост да видите процесори с размер от 7 nm или дори 4 nm. Но с този непрекъснато намаляващ размер те стават и по-уязвими. Знаете ли какво убива всеки процесор? Това са основните причини, поради които вашият процесор (CPU) няма да живее вечно.

Какво е CPU (централен процесор)?

CPU означава централен процесор. Можете да си го представите като мозъка на компютъра. Няма памет в него, но „мисли“. Може да изпълнява различни инструкции, в зависимост от програмите (софтуера), които са му инсталирани. Той е направен от различни блокове и използва милиарди транзистори с малки размери.

Централният процесор ще използва своя регистър на инструкции (IR), за да съхранява инструкциите, които е извлякъл.

Той също така ще използва IR и ще декодира инструкциите. Резултатът ще са различни сигнали.
Освен това ще изпълни вече декодирания сигнал.

Основните характеристики, които трябва да проверите на CPU (процесора) са:

– Честота на работа. Обикновено това е число, представено в GHz (гигахерци). Колкото по-висока е честотата, толкова по-бърз ще бъде процесорът (ако сравняваме процесори от един и същ тип).

– Брой ядра. Обикновено процесор с повече ядра ще раздели задачите между тях и като цяло ще има по-добра производителност. Имайте предвид, че многоядрените процесори имат малко по-ниска тактова честота. В един типичен компютър ще намерите около 4 CPU ядра (през 2022 г.). Когато става въпрос за сървърни процесори, можете да намерите някои с 32 ядра и дори с 64 ядра!

Процент на разваляне на процесорите

Първо, не се притеснявайте прекалено от процента на разваляне на процесорите. Да, процесорът ви няма да работи вечно. Точно като повечето потребителски продукти, процесорът също ще умре в крайна сметка. Но обикновено работи много години без проблеми.

Нека използваме Кривата на ваната, за да го обясним. Представете си извивка с формата на вана. Ще има висок процент на отказ в началото на живота на процесорите. Този период се нарича Ранен живот. Чиповете (CPU) имат много усъвършенстван дизайн. Те използват модерни производствени процеси като 2D или дори 3D опаковане на чиплети. Производството на такива усъвършенствани чипове е трудно и има много чипове, които ще бъдат повредени и изхвърлени директно от производствената линия. Колкото по-малки стават процесорите, толкова по-висок е процентът на повреда на продукта.

След това, ако не се провали в самото начало, кривата пада ниско и ще се изравни за дълъг период от време. Този период се нарича полезен живот. През това време пак ще се развалят процесори, но това ще се случва по-рядко и процентът ще е нисък. Има щети на атомно ниво, които не можем да видим, така че повредата ще бъде произволна. Отново, не се притеснявайте. Повечето съвременни процесори са проектирани за поне 11 години употреба.

И след определен период, когато процесорът вече се счита за стар, кривата ще започне да расте бързо. Ще влезе в периода на износване. Можете да си представите извивката, точно като вана, с високо начало и висок край и ниска средна част.

Убийците на вашия процесор са

Стареенето

Точно като хората, транзисторите в процесора също остаряват. За съжаление, никой, дори транзисторите, не могат да избегнат тази жестока съдба. Транзисторите са изключително малки превключватели, които насочват ток. С времето работата, която вършат, ги уврежда. Гейтът (Gate) е разделителят между сорса (Source) и дрейна (Drain) вътре в транзистора. Електричеството преминава през транзистора и гейтът бавно се разгражда, докато изчезне напълно. Когато най-накрая се изхаби, транзисторът е мъртъв завинаги. Гейтовете са наистина тънки. Говорим за nm размери. Така че можете да си представите колко крехко е всичко.

Високото напрежение изгаря чиповете

Високото напрежение може да изпържи вашия процесор. Процесорът е много деликатен компонент, така че ако получи нерегулиран ток, дори само с 1 волт по-силен, това може да го унищожи. Така че, ако приложите неправилно напрежение – например използвате грешното зарядно устройство за вашия лаптоп, това може трайно да повреди и убие вашия процесор.

Лоша или износена връзка

Между транзисторите има безброй връзки. Те работят на много нива и свързват логическата платка. Те позволяват на сигналите да пътуват до правилната дестинация. Един чип е наистина малък, но връзките вътре в него могат да бъдат в диапазон от десетки метри!

С течение на времето процесът, наречен електромиграция, засяга връзките. Основно това е износването на конекторите поради тока, който преминава през тях. Няма начин да го избегнете. След известно време преминаващият ток ще унищожи напълно жицата. Колкото по-дебела е жицата, толкова по-дълго ще издържи. Но, както споменахме преди, жицата става все по-тънка, така че ще се повреди бързо.

И ако използвате CPU с по-висока тактова честота, това ще повреди връзката още по-бързо. Така че „оувърклокването“ е изключително лошо за вашия процесор.

Космическата радиация

Може да ви е трудно да си представите, но космическата радиация може също потенциално да повреди процесора. Частица, пътуваща до Земята, може потенциално да убие вашия процесор. Не е научна фантастика. Космическата радиация може да идва от Слънцето или друга звезда. Ако имате лош късмет, космическа частица може да причини блокиране точно на критично място и да предизвика късо съединение на процесора. Това го убива. На Земята сме горе-долу защитени от космическата радиация, но колкото по-високо се издигаме, в самолет например, толкова по-близо сме до проблем.
Поради тази причина процесорите, които се използват в космическата индустрия, имат допълнителна защита. Те ще получат силна доза радиация и в крайна сметка също ще се счупят, но благодарение на защитата ще издържат по-дълго.
Невинаги се получава тотална щета. Може да е „мека“ логическа грешка, наречена случайно космическо обръщане на битове. В този случай ще се промени само един бит, от 1 на 0 или от 0 на 1. Това може да причини грешка, но няма да изпържи вашия чип.

Токов удар

Да, токов удар може да унищожи вашия процесор. Процесорите са много крехки, така че трябва да внимавате, ако електричеството, където използвате вашия компютър, е нестабилно. Можете да използвате UPS (непрекъсваемо захранване). То ще защити вашето устройство, като осигури филтър и стабилизатор, които ще поддържат правилното напрежение.

Топлината

Вероятно сте забелязали как, когато използвате мобилния си телефон или компютър с интензивна задача, той ще се нагрее. Понякога повърхността толкова много се нагорещява, че става дискомфортно устройството да се държи в ръка. Топлината може да повреди вашия процесор. Да, процесорите са проектирани да издържат на екстремна топлина до около 100 градуса по Целзий, но ако удължите горещия период, процесорът в крайна сметка ще умре. Топлината е убиец на процесора. Някои вируси карат устройството ви да работи усилено за копаене на криптовалути или друга произволна задача и в крайна сметка процесорът ви изгаря.

Повечето съвременни процесори имат сензори, които могат да открият прегряване. Ако се открие прегряване, те се изключват, за да се предотврати необратима повреда на чипа.

Производителите програмират ли процесора да умре след определен период?

Не. Тук няма конспирация. Големите компании не програмират процесорите да се развалят и да ви накарат да купувате нов хардуер. Купувате нова техника сами, без да е необходимо такъв натиск. Има осезаеми разлики между процесорите от миналото и съвременните процесори, които са по-основателни причини да купуваме.

Чакате ли 11 години, за да си купите нов компютър? Съмнявам се. И като говорим за стари компютри, аз все още използвам 12-годишен нетбук като лаптоп за пътувания и той все още работи добре.

Както вече обсъдихме, има много потенциални убийци на процесора. Процесорът в крайна сметка се износва и умира. Това е напълно естествено. Нищо не трае вечно.

Какво е решението за крехките процесори?

Здрав и бавен процесор. По-голям и по-мощен процесор, въпреки че ще живее по-дълго, не се намира на масовия хардуерен пазар. Идеята наистина не се харесва от повечето хора. Искаме бързи и малки устройства с увеличен капацитет. Искаме напреднала технология, а не бавен гигант.
И все пак има някои индустрии като космическата, които залагат много повече на надеждността, отколкото на скоростта. Скоростта е важна, но си представете, че чипът трябва да работи десетки години в лоша средата на Космоса. Трябва да оцелее при силен студ и радиация, така че трябва да бъде възможно най-издръжлив.

Какво можете да направите, за да запазите процесора си за по-дълго?

Можете да помогнете на вашия процесор да живее по-дълго, като поддържате температурата му ниска. Колкото по-добра охладителна система имате, толкова по-безопасно ще е за него. Както споменахме, топлината е един от най-големите убийци на процесора.

Можете също така да използвате вашия процесор с по-ниска тактова честота. Не го овърклоквайте, ако искате да издържи по-дълго. Можете дори да го даунклокнете, ако дълготрайността на процесора е по-важна за вас от процесорната мощност. Ако използвате лаптоп, намаляването на честотата на процесора ще намали консумацията на енергия и ще ви осигури допълнителни работни часове, което е чудесно.

Заключение

Процесорите ще стават все по-малки и по-малки в бъдеще. Те ще бъдат по-бързи и по-интегрирани. Така изглежда напредъкът при тях. Ние като потребители ще продължим да желаем по-тънки, леки и възможно най-мощни устройства.

Но трябва да се изправим пред реалността, че това ще увеличи риска от повреди на процесорите. За да останете защитени, можете да имате бекъп решение. Дори устройството ви да е загинало, можете бързо да настроите друго и да продължите оттам, откъдето сте спрели. Не се привързвайте към вашето хардуерно устройство и по-добре защитете данните си.

Стареенето, електромиграцията и топлината в крайна сметка ще убият вашия процесор и няма начин да го заобиколите.