随着时间的流逝，CPU的性能会受到影响吗？ [关闭]

#1 楼

随着使用时间的延长，CPU的性能是否会受到影响？
经过一年的大量使用，由于路径变窄等原因，电路性能下降并且电子通过的次数更少。


否，

晶体振荡器

CPU的速度取决于晶体振荡器-据我所知，这是外部因素适用于大多数CPU



TechRepublic文章中的图片


晶体随着时间的推移逐渐经历频率的缓慢渐变，这称为老化。


但是，我怀疑这不是一个重要因素。



第一年的年龄漂移通常为4 ppm，2 ppm每年用于DT-26晶体的寿命。


（来自TI关于RTC IC的信息，但我认为总体上计时晶体的速率相似）
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CPU半导体的变化

突破性发布了指向IEEE文章的链接，该文章描述了无数半数化方法。随着时间的流逝，影响者也会受到影响。

因此，CPU能够支持的最大时钟速度可能会随时间降低。但是，在大多数情况下，这不会导致CPU的理论最大可能速度在一年内下降到晶体振荡器设置的实际运行速度以下。因此，已存储一年的CPU将以与连续使用一年的最初相同的CPU相同的速度运行。

CPU散热调节

如果温度超过预设阈值，许多CPU会降低速度。可能导致使用了一年的CPU过热的主要因素与CPU本身内部的半导体性能下降无关。因此，这些因素与提出的问题无关。

给定的一对相同的CPU在一年之内的能力差异不太可能触发足以导致其中一个以较低速度运行的散热问题。至少，据我所知，没有证据表明这种情况是在一年内发生在由于制造缺陷而不被视为保修失败的设备上的。

CPU能源效率

很多计算机（尤其是便携式计算机）的类似设计旨在减少闲置时的能耗。同样，这与所陈述的问题并不真正相关。

#2 楼

从理论上讲，不，CPU的运行速度应与整个生命周期基本相同。


实际上，由于散热器上积聚了灰尘，CPU随着时间的推移会变慢，并且因为预装计算机通常随附的质量较低的导热膏会降解或蒸发。这些影响会导致CPU过热，这时它会限制其速度以防止损坏。

清洁散热器并重新涂上导热膏应使其与新的一样好。


注意：如果您是由于旧计算机的速度变慢而提出此问题，则还有其他原因（通常是硬盘驱动器快要死了或电容器弹出）会随着时间的流逝而变慢。

#3 楼

简短的答案，没有一个CPU会随着年龄的增长而变慢。

稍​​长的答案：

只要所有的连接和晶体管都能正常工作，CPU就可以工作。虽然在普通电线中可能会发生移动，使连接断断续续，但在CPU上却不是这种情况，因为：


电路被蚀刻到硅片中
体积要小得多

如果发生故障，则可能发生任何事情：从数学错误到计算机无法启动。

#4 楼

我会说-这个问题的本质-与物理硬件无关-与我们的看法以及我们运行的软件的相对性能有关-随着时间的变化。
1's and 0's的世界-几乎没有发生任何事情，特别是对CPU而言-会彻底（甚至统计上）改变机器的整体性能-而不是完全失败。
这个问题引起了我的注意，因为我已经回想起我一生中无法相信的机器的时代-也许是几年前，我才想到那台机器是如此之快-到现在我正遭受那一刻似乎缓慢的折磨。
令人欣慰的是-摩尔的律师似乎处于休假状态-近年来软件开发人员取得了重大进步-似乎侧重于微调性能而不是依靠蛮力。毫不夸张地说，我的8核Xenon 2.8 GHz Mac Pro现在看来比2008年购买时快2倍或3倍。这些有意义且可衡量的差异可能仅是由于软件的大量改进/优化所致
我要说的是，人的思想/我们的看法/我们的期望，再加上操作环境的其他更灵活的方面，比任何工厂规格的变化都具有指数级的影响力-您可能会担心关于。

#5 楼

如果我购买两个相同的CPU，并长期使用（例如一年
），它的速度与未使用的CPU相同吗？


大多数可能，是的。 CPU的运行速度是可变的，由最终用户设置（尽管通常会根据制造商的规范自动设置）。但是，您可能会发现，在第一年末，未使用的CPU（假设它们与开始时完全相同）比使用的CPU超频。这种影响可以归因于晶体管老化，您稍后会在问题中暗示：


尽管CPU没有活动部件（除了外部风扇），但它确实有
电路可能被热量和电压尖峰损坏。让我们
说，经过一年的大量使用，电路会变质，并且由于路径变窄等原因，电子可以通过的电子更少。




与车辆相似，当导体通过电子时，导体上也会有磨损。热量还会影响晶体管的老化，这就是为什么CPU芯片设计用于特定范围的工作温度的原因。在操作期间，电子必须穿过半导体材料中的某些层，随着时间的推移它们会降解。这会导致各个晶体管的开关速度随时间增加，从而使其“变慢”。

但是，正如我之前所说，CPU速度由最终用户设置。它是一个同步数字电路，并且将按照您的指示以最快的速度运行-即使传播延迟超过了切换时间，并且计算机崩溃了。这就是随着CPU老化而发生的情况。随着时间的流逝，CPU中的各个子单元将花费越来越长时间来完成其计算，从而导致CPU不稳定。

可以通过降低时钟速度，减轻CPU速度，补偿增加的传输延迟来减轻这种影响。也可以通过增加CPU电压（减少晶体管的切换时间，允许更高的时钟速度）来减轻这种影响，但是提高CPU电压只会导致晶体管老化得更快。


这就是为什么我们说处理器随着时间的流逝而变得越来越慢-处理器在更高的速度下变得不稳定，需要您随时间降低时钟速度。好消息是，这种影响通常在几年的时间范围内都很明显。

#6 楼

我想起了一些早期集成电路中的效果：当相对较高的电流密度通过金导线时，实际上金的物理迁移类似于河流随时间的蜿蜒而行。在拐角处，拐角将缓慢向外迁移（就像在河中的牛弓弯曲一样），使电线变细和变长（并且还可能会短路到相邻的电线）。导线的这种细化/加长肯定会影响电路的最大时钟速度（如果只是很小的话）。

我相信设计师知道如何控制制造过程来防止这种特定影响。 （或至少使其变得不可估量）。但是，正如上面的评论中指出的那样，还有其他一些影响。

但是，有两个因素使我们有理由对原始问题说“不，出于所有实际目的”：


绝大多数计算机电路都在外部“计时”，最常见的是使用某种晶体控制振荡器。因此，如果电路变慢，直到时钟开始比电路“更快”，直到出现错误才引起注意。
有多种影响（例如，电路上生长的金属“晶须”-一个严重的电流问题） （因为从电路中除去了铅）会在很短的时间内甚至无法测量电路减速之前就引起电路故障。

#7 楼

这不是一个完整的答案，而是一个可能的速度下降源的表示（尽管不如上面提到的由于传热退化引起的节流那么重要）：

最长的路径可能是由于电介质增加了电荷积聚，导致处理器缩小以发挥作用。就是说，当将输入向量提供给逻辑电路时，有限的时间就会过去，而物理逻辑系统会嘎嘎作响（这为时钟频率设置了上限）。介电退化发生在每个晶体管上，这使得晶体管在相同的上升时间需要较高的电压，或者在相同的电压下等效地需要较低的上升时间（速度较慢）。如果足够数量的晶体管降级（不均匀），则最长路径可能会发生很好的变化，这可能会降低在接近其逻辑速度极限的情况下运行的处理器的性能。

#8 楼

CPU在大多数情况下是多核处理器的代名词，我怀疑您可能更愿意问这个问题。

某些多核处理器可能会禁用出现故障的核，或者间歇性地温度故障或永久性故障。
请参阅80核英特尔研究芯片的自我校正功能。一个坏的内核实际上被标记为不可用，并且其职责也分配给了其他内核。更少的内核意味着您的处理器具有更少的可用CPU周期总数，因此执行工作的速度将变慢。

我想这随着制造商努力遵守摩尔定律，并将更多的内核塞入处理器管芯中，这种方法将变得越来越普遍。

编辑：

留在James的注释中就很有意义。<

根据How-Stuff-Works，PS3的Cell处理器具有类似的冗余性，它由8个SPE组成，使用7个，在发生故障时保留1个备用。我怀疑如果2个SPE出现故障，处理器是否可以工作，但我找不到更多信息。

#9 楼

在查看CMOS的基本工作原理时，CPU如何工作需要理解CMOS转换速率会导致散热，而温度升高会降低转换速率，从而进一步增加转换速率，传播时间也会增加。如果在竞争条件之前的时序中存在设定的余量，那么可以说以恒定的时钟速度，MPU可以运行较慢的上升时间并增加时钟延迟，因此，由于芯片或外部存储器中的竞争条件而导致锁定前的余量可能导致故障。
这解释了为什么热运行的MPU会在冷却后工作。

如果潮湿的灰尘积聚在裸露的总线焊接区上，则CMOS栅极会出现明显老化。这会增加很多pF的负载，从而减少总线信号的上升时间并增加内部散热，导致压摆率进一步降低。

明显老化的另一个原因是安装的后台任务数量增加由用户启动，并在所谓的空闲活动期间导致过多的热量。整理启动程序可以减少总的CPU负载，从而恢复正常的温度上升，这是由于运行过多的进程所致。例如，全新安装零售版XP的XP可能正在运行25个进程，而OEM版本中注册表中有许多用户自动安装的服务和启动进程，则可能会如TaskManager进程选项卡所示将进程数量增加为50，根据经验不足的用户的经验，甚至可以达到100。使用诸如MSConfig之类的简单程序使这些进程陷入困境可以有所帮助，但WinPatrol更好，更自由，并且可以将酷的操作恢复为新功能。

正如其他人所指出的那样，存在内部故障机制，这也减慢了因材料在半导体材料上的电迁移生长而引起的随时间变化的介电击穿的栅极压摆率。这取决于热量和电压的应力水平，还取决于暴露于太空中的伽马辐射。

所有这些因素都导致了笔记本电脑即使老化后也会由于老化而出现温度升高和时间裕度损失的原因。全新安装的OEM映像。因此，5年以上的老旧笔记本电脑会运行得更热，这意味着它们必须具有更长的压摆率，从而使温度升高到高于环境温度，这意味着它必须运行得更慢。但是时钟速率是固定的，因此，在正常工作之前，性能将保持不变，直到余量降至零而无任何警告。因此，监视温度上升并且不超过70'C以获得可靠的操作是我的最佳建议。在大多数CPU风扇开始全速运行时，最好将最高温度设为60'C。


CPU老化会变热有很多原因。一个原因需要并了解互补切换。简而言之，它是一个同步上拉开关，在下拉开关关闭时打开。如果压摆率或开关时间不相等，那么在过渡期间会有短暂的短路。 CMOS新技术可以补偿此特性，该特性取决于温度和电压，以引入更快的开关时间，但具有受控的死区时间，以消除分频期间的瞬态功率损耗。尽管ElectroMigration是造成额外延迟的原因之一，但是否对称是不明显的。

随着温度的升高{随着用户逐渐感觉到笔记本电脑多年来逐渐变热}，CPU温度的升高是一个普遍现象，这有助于解释原因。即，老化会导致压摆率逐渐增加，从而影响稳定时钟频率的动态功耗或跨接转换的重复率。由于我们知道稳态泄漏功率可以忽略不计，因此互补输出的这种有效驱动力和瞬时电流浪涌会导致CPU温度升高。因此，如果其他条件不变，则CPU空闲温度是老化或转换速率降低的有力指标。（CPU负载，V +，环境温度，冷却效率，除尘）Y我们的CPU仍将以相同的速度执行指令，但仍会运行较热，因此在发生比赛状况之前具有较小的时间余量。 （由于传播延迟而无法准备就绪时，读取数据）

台式机CPU中也存在相同的现象，但用户多年来可能并没有意识到风扇速度的逐渐提高，从而弥补了由于逐渐老化而增加的散热量。据我所知，还没有任何实证研究，但是在过去的20年中，我个人对CPU的观察表明，这种情况在很多情况下都会发生，但并非全部。

评论

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这是一个非常有见地的答案！您的评论：“但是时钟频率是固定的，因此在正常工作之前，性能将保持不变，直到余量降至零而无警告”支持了我的理解，即CMOS门的使用速度会越来越慢，但这被时钟频率掩盖了。只要门在时序余量内执行，CPU就会正常运行。但是，随着门的老化，该裕度会随着时间的流逝而减小。

–本·辛普森
2012年8月2日在20:29

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#10 楼

关于其他一些答案的一些额外说明。


晶体可以/随时间缓慢漂移，但它们受温度的影响要大于时间。例如，打开机器时，其运行速度可能与运行数小时时的速度有所不同。但是，这些差异太小而无法察觉。
完全有可能在芯片上的连接中出现间歇性故障。在制造芯片时，他们（显然）会尽力防止这种情况的发生，但这仍然是可能的，而且仍然会发生。随着芯片开始变热，这变得越来越普遍。但是，当/如果发生这种情况，很可能导致机器完全关闭，而不是正常运行，但速度比正常情况要慢。这并不是说减速是不可能的，这是非常不可能的。
尽管自校正可以检测到错误并关闭CPU的某些部分，但（至少）当前PC中的CPU不具备这种功能。为此，您正在看的是高端大型机还是未来的PC（尽管，请记住，不再是遥远的未来）。

#11 楼

尽管这与日常生活几乎没有关系，但人们担心电子部件会老化。简而言之，这对任何电子组件或系统都是如此：


如果您的CPU工作了几个小时（创建者将它们作为工厂测试的一部分工作，则该过程称为（如老化）没有故障，它将持续数年。在此期间它将发生故障的可能性接近于0
，几年后，发生故障的可能性开始增加，是时候更换CPU了。在消费类产品中，这通常是在组件早已过时之后发生的，因此您不必担心。
如果您喜欢数学，请访问http://en.wikipedia.org/wiki/Failure_rate


所以：是的，如果您的CPU很旧，您可能会猜到CPU的某些组件（某些高速缓存无法响应并且总是导致页面错误；或者CPU内核丢失了） ）可以减慢速度。但是您很可能会在其他地方获得更好的成功。

此外，请记住，计算机具有许多大小不一的组件，其老化速度比CPU快得多。包括：


带有磨损的机械零件的硬盘
腐蚀的连接器
移动并积满灰尘的散热器
化学冷凝器
焊接件会因振动而腐蚀或移动

#12 楼

如果不清洁散热器和风扇，则CPU会变热，并且系统性能会降低。由于灰尘颗粒需要一些时间才能沉降到这些区域，因此我们感觉随着时间的推移，CPU速度和性能都在下降。

#13 楼

是的，它确实做到了-这取决于用户的使用情况，硬盘驱动器是随年龄增长而感染坏扇区的设备之一。

然后，当高端程序在旧配置上运行时，它会吸收最大的视觉效果，因此速度变慢，并且随着时间的流逝，您的技术在无法满足软件要求的地方增加。 。所以据说您/我们的系统在老化时会变慢。

#14 楼

热量是影响CPU速度的最重要因素。也就是说，根据您计算机中的CPU，它可能会动态降低速度，以保持在“安全”温度范围内。大多数CPU都可以做到这一点。您可能不知道它正在发生。但是，如果定期清洁散热器，并且温度不会随年龄而升高，并且不会不正确地涂抹导热膏。

#15 楼

这是有争议的。这取决于。通常根据理论，简单NO。但是根据您的使用时间，CPU电源的负载和外部电源状态，如果在没有UPS的情况下工作，则主板会退化，因此CPU的负载可能会增加。但在理想条件下工作将与新工作一样。由于CPU的内部包含数十亿个晶体管，所以随着时间的流逝，如果它们的性能下降，则将降低CPU性能。因此，总的来说，即使在全新安装后，有时我们也会面临系统速度下降的问题。

但总的来说，它的编号