จะสามารถพิสูจน์ได้หรือไม่ว่าการใช้ GPU ที่อุณหภูมิสูงนั้นไม่ดีต่อการ์ด?

หากคุณเรียกใช้กราฟิกการ์ดของคุณอย่างต่อเนื่องที่ระหว่าง 80 ° C และ 90 ° C (176 ° F และ 194 ° F) จริง ๆ แล้วมันไม่ดีสำหรับการ์ดกราฟิกหรือไม่ มันลดอายุการใช้งานการ์ดหรือไม่ สิ่งนี้สามารถพิสูจน์ได้? หรือมันเป็นเพียงแค่สมมติฐาน?

ฉันเข้าใจว่าการปิดระบบความปลอดภัยสำหรับ GPU นั้นปกติ 90 ° C (194 ° F)

ให้เราศึกษากลไกความล้มเหลวและดูว่าพวกเขาได้รับผลกระทบจากความร้อนอย่างไร มันสำคัญมากที่ต้องจำไว้ว่าเพียงเพราะกลไกความล้มเหลวเกิดขึ้นเร็วขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น GPU จะไม่จำเป็นต้องล้มเหลวเร็วกว่านี้! หากส่วนประกอบย่อยที่มีอายุ 100 ปีที่อุณหภูมิห้องเพียง 20 ปีหากเป็นองค์ประกอบร้อน แต่ส่วนประกอบย่อยอื่นจะใช้เวลา 1 ปีในการเริ่มต้นด้วย (แต่ไม่ได้รับผลกระทบจากความร้อน) อายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ของคุณจะเปลี่ยนแทบจะไม่ อุณหภูมิ.

ฉันจะเพิกเฉยต่อปัญหาการขี่จักรยานที่ไซเมียนพูดถึงเพราะนี่ไม่ใช่ความเชี่ยวชาญของฉัน

ในระดับบอร์ดฉันสามารถนึกถึงส่วนประกอบหลักหนึ่งที่จะ 'แตก' ได้ด้วยหัว: ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า ตัวเก็บประจุเหล่านี้จะแห้งและเป็นที่เข้าใจกันดีว่ามันจะแห้งเร็วขึ้นเมื่อใช้ความร้อน (ตัวเก็บประจุแทนทาลัมมีแนวโน้มที่จะมีอายุการใช้งานสั้นลง แต่ฉันไม่รู้ว่าสิ่งนี้เปลี่ยนแปลงไปอย่างไรด้วยความร้อน)

แล้วซิลิคอนล่ะ?

ที่นี่ฉันเข้าใจแล้วมีบางสิ่งที่สามารถทำให้เกิดความล้มเหลวได้ หนึ่งในคนหลักที่นี่คือการตรวจด้วยไฟฟ้า ในวงจรอิเล็กตรอนที่ผ่านชิ้นส่วนของโลหะจะเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ อะตอม สิ่งนี้อาจแย่มากจนทำให้เกิดช่องว่างในตัวนำซึ่งจะนำไปสู่ความล้มเหลวได้

ภาพนี้แสดงภาพประกอบที่ดี (จาก Tatiana Kozlova, Henny W. Zandbergen; การสังเกตอิมมิเกรชั่นอิมมิเกรชั่นในแหล่งกำเนิด TEM ใน Ni nanob ตลับ):

กระบวนการนี้เพิ่มขึ้นอย่างทวีคูณกับอุณหภูมิและแน่นอนชิปจะมีอายุการใช้งานน้อยลงหากอุณหภูมิสูงขึ้นและการเกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสาเหตุหลักของความล้มเหลว

กลไกของ Anther คือการสลายตัวของออกไซด์ซึ่งภายในวงจรทรานซิสเตอร์จะได้รับการชกประตูทะลุ นี่ก็ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ อย่างไรก็ตามแรงดันไฟฟ้ามีผลกระทบมากขึ้นที่นี่

นอกจากนี้ยังมี VT shift ซึ่งอาจเกิดจากการเจือจางของสารเจือปนหรือเนื่องจากการฉีดด้วยความร้อน สิ่งเจือปนลอยเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ (แต่ไม่น่าจะเป็นปัญหาโดยเฉพาะกับวงจรดิจิตอลเนื่องจากเป็นกระบวนการที่ช้ามาก) ฉันไม่แน่ใจเกี่ยวกับการพึ่งพาอุณหภูมิของการฉีดร้อน - พาหะ แต่ฉันคิดว่าแรงดันไฟฟ้าอีกครั้งเป็นปัจจัยสำคัญมากที่นี่

แต่มีคำถามที่สำคัญคือสิ่งนี้ลดอายุขัยลงเท่าไหร่? เมื่อรู้สิ่งนี้คุณควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าการ์ดกราฟิกของคุณเย็นตลอดเวลาหรือไม่ ฉันเดาว่าไม่ได้ยกเว้นว่ามีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นในขั้นตอนการออกแบบ วงจรได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุดเหล่านี้และทำให้สามารถอยู่รอดได้หากถูก จำกัด ให้มีอายุการใช้งานสูงสุดของผู้ผลิต ในกรณีของผู้คนที่โอเวอร์คล็อกวงจร: แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นพวกเขามักจะใช้เพื่อให้วงจรมีเสถียรภาพ (เนื่องจากสามารถเพิ่มความเร็วของวงจรให้สูงขึ้นได้) จะเป็นอันตรายมากกว่าอุณหภูมิเอง นอกจากนี้แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของกระแสไฟฟ้าซึ่งจะช่วยเร่งปัญหาด้านอิเล็ก

ใช่มันได้รับการพิสูจน์แล้วว่าความร้อนลดส่วนประกอบทางไฟฟ้า โลหะขยายตัวเมื่อพวกเขาร้อนขึ้นประสาน (ใช้สำหรับการเชื่อมต่อวงจรไฟฟ้า) เป็นโลหะผสมดังนั้นมันจะขยายตัวเมื่อร้อนขึ้น ความร้อนและความเย็นที่คงที่จะทำให้ข้อต่อขยายตัวและหดตัวซึ่งอาจนำไปสู่การแตกร้าวและความล้มเหลวของข้อต่อในที่สุด

กราฟข้างต้นแสดงให้เห็นว่าArrhenius'Lawจะช่วยให้ความสัมพันธ์ระหว่างการเพิ่มขึ้นในความร้อนและความล้มเหลวของเซมิคอนดักเตอร์ บทความนี้ให้รายละเอียดผลกระทบของความร้อนต่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ มันเกี่ยวข้องกับสิ่งต่าง ๆ ในระดับอิเล็กตรอนมากขึ้นซึ่งอยู่นอกขอบเขตความรู้ของฉัน

ความสัมพันธ์ระหว่างการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิทางแยกของเซมิคอนดักเตอร์และการลดลงของ MTBF (เวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลว) เป็นที่เข้าใจกันดี

หมายเหตุทางเทคนิคจากไมครอนพูดถึงเรื่องนี้

ในทางปฏิบัติอัตราความล้มเหลวจะเพิ่มขึ้นเป็นทวีคูณเมื่ออุณหภูมิทางแยกเข้าใกล้และเกิน ~ 125˚Cดังนั้นหากคุณทำงานต่ำกว่าอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยอาจไม่สำคัญ