Är CPU-prestanda påverkad av ålder?

Din dator känns lite långsammare än den gjorde den här gången förra året. är det att ändra något du kan krita till en åldrande processor?

Dagens Question & Answer-session kommer till oss med tillstånd av SuperUser-en indelning av Stack Exchange, en community-drive-gruppering av Q & A-webbplatser.

Frågan

SuperUser-läsaren Ben Simpson ställer följande fråga:

Detta är en hypotetisk fråga om hur en CPU fungerar. Om jag köper två identiska CPU: er och använder en lång sikt (säg ett år), kommer det att vara identisk i hastighet med den oanvända CPU? Ska antalet klockcykler, latens för förfrågningar mm på den använda CPU vara mindre än den för oanvända CPU: n?

Ett stödjande argument kan vara att mekaniska anordningar försämras över tiden. Medan en CPU inte har rörliga delar (andra än den externa fläkten), har den kretsar som kan skadas av värme och spänningspinnar. Låt säga att efter ett år med intensiv användning kan kretsarna försämras och färre elektroner kan passera eftersom banan är smalare, etc.

Är det här hur en CPU fungerar, eller arbetar den helt enkelt eller brutits, utan att det går att försämra hastigheten i mellan?

Förlorar de centrala bearbetningsenheterna med tiden eller är andra faktorer i spel?

Svaren

SuperUser-bidragare RedGrittyBrick hoppar in med en detaljerad översikt över hur CPU: s hastighet styrs:

Effekterna av en CPU påverkas när den åldras?
efter ett år av intensiv användning, kretsarna bryts ned och färre elektroner kan passera eftersom banan är smalare, etc.

Nej:
Crystal Oscillator

En CPUs hastighet bestäms av en kristalloscillator - så vitt jag vet är det en extern del för de flesta processorer

Bild från TechRepublic artikeln

Kristaller genomgår långsam gradvis förändring av frekvensen med tiden, känd som åldrande.

Jag misstänker dock att detta inte är en viktig faktor.

Drift med ålder är typiskt 4 ppm för det första året och 2 ppm per år för livet på DT-26-kristallen.

(från TI angående en RTC IC men jag tror att denna takt är liknande för tidskristaller i allmänhet)

CPU-halvledarändringar

Genombrott postade en länk till en IEEE-artikel som beskriver hur många halvledare som påverkas över tiden.

Det är därför möjligt att den maximala klockhastighet som CPU-enheten kan sänka över tiden. Men i de flesta fall kommer det inte att orsaka att CPU: s teoretiska maximala möjliga hastighet faller inom ett år under den faktiska hastigheten som ställs in av kristalloscillatorn. Därför kör en CPU som har lagrats i ett år med samma hastighet som en ursprungligen identisk CPU som har använts kontinuerligt under ett år.

CPU Termisk reglering

Många processorer minskar deras hastighet om deras temperatur överstiger ett förinställt tröskelvärde. Huvudfaktorerna som kan orsaka att en enårig CPU överhettas är inte att göra med halvledarnedbrytning inom själva CPU. Därför har dessa faktorer ingen betydelse för frågan som formulerad.

Det är osannolikt att ett givet par identiska processorer kommer att diverga i kapacitet inom ett år tillräckligt för att utlösa termiska problem som kräver att en av dem kör sig själv med en reducerad hastighet. Jag vet åtminstone om inget bevis på att detta har inträffat inom ett år på en enhet som inte anses vara ett garantifel på grund av tillverkningsfel.

CPU Energieffektivitet

Många datorer, särskilt bärbara, är utformade för att minska energiförbrukningen när den är tomgång. Återigen är detta inte riktigt relevant för frågan som sagt.

BlueRaja hoppar in med ett tillägg till Bens svar:

I teorin, nej, en CPU ska springa i stort sett samma hastighet hela livet.

I praktiken blir CPU-enheterna långsammare över tiden på grund av att dammuppbyggnaden på kylflänsen är och eftersom den termiska pastan av låg kvalitet som de förbyggda datorerna ofta skickas med kommer att försämras eller avdunstas. Dessa effekter orsakar att CPUen överhettas, vid vilken tidpunkt den kommer att sänka hastigheten för att förhindra skador.

Rengöring av kylflänsen och återanvändning av termisk pasta borde göra det lika bra som nytt.

Obs! Om du frågar detta på grund av att en gammal dator saktar, finns det andra skäl (vanligtvis döda hårddiskar eller popped kondensatorer) de gamla datorerna kommer att sakta ner över tiden.

Med andra ord är dåligt datorunderhåll och billiga monteringsmetoder de verkliga hastighetsstörande demonerna, inte ålder eller slitage på det fysiska chipet. Rutinmässig rengöring och värmepasta av hög kvalitet går långt fram mot din CPU, som fungerar effektivt.

Har du något att lägga till förklaringen? Ljud av i kommentarerna. Vill du läsa mer svar från andra tech-savvy Stack Exchange-användare? Kolla in hela diskussionsgängan här.