Gibt so etwas wie CPU-Alterung?

boidsen schrieb:

Nein - wenn die Spannung gesenkt wird und die benötigte Wattzahl gleich bleibt, steigt zwangsweise die Stromstärke (Ampere). Und genau diese ist es, die den "Verschleiß" durch Elektronenmigration verursacht.
Übrigens auch der Grund, warum untervolten den Strom-"verbrauch" nicht senken kann...

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Das trifft allerdings nur bei einer Verkleinerung der Struktur beim Tick/Tock zu. Wenn ich die Spannung senke, senke ich die elektrische Verlustleistung. Es werden ja nicht schlagartig mehr Transistoren, damit die Leistung gleich hoch bleibt.

Die Leistung ist ja eben der "Stromfluss" - sie ist bedingt durch Bauart des Chips und die ihm abgeforderte Leistung und damit durch die Spannung nicht beeinflussbar.

Das mit der sinkenden Verlustleistung stimmt - allerdings nur in SEHR engen Grenzen. Die Verlustleistung steigt exponentiell bei über den Normalwert steigender Spannung - und dadurch geht ihre Abnahme beim Absenken der Spannung logischerweise gegen Null...

Was heißt in sehr engen Grenzen? In die Verlustleistung geht die Spannung immer noch quadratisch ein. Hängt aber auch stark von den Leckströmen ab. Die haben einen exponentiellen Einfluss.

Und eben diese Leckströme verursachen die Verlustleistung und darum steigt sie exponentiell zur angelegten Spannung...

Und die versucht man wiederum u.a. mit Spannungsreduzierung in den Griff zu bekommen. Wenn das eingesetzte (U)LK Material keine hohen Feldstärken verträgt und es zu Durchbrüchen kommt, muss man eben mit der Spannung runter. So oder so, kleinere Spannung, kleinere Verlustleistung, kleinere Elektromigration.

Wenn man vorzeitiges Altern also vermeiden möchte, sollte man die CPU im Sweetspot betreiben, bevor sich die Leckströme bemerkbar machen.

Ich sehe das wie es boisen geschrieben hat. So zeigen es auch entsprechende Tests im Labor.
Daher macht es keinen Sinn groß zu undervolten. Klar minimale Verringerung der Verlustleistung. Aber messbar ist immer ein deutlicher Anstieg der Ströme in wichtigen Strukturen. Wenn muss man diese Bereiche anderes Designen, bzw. andere Materialien oder anderen Aufbau verwenden.
Und gerade die wichtigen Strukturen benötigen einen besonderen Aufbau.

ULK Ist ja schon die Abgrenzung für die E-Migration, (z.B. im Bereich W0-W3). Entscheident ist aber die Oberseite der entsprechenden CU-Bahn. Dort muss eine entsprechende Nachbearbeitung durchgeführt werden.

Also, das Undervolten meines FX-8350 von den vom Mainboard gewünschten Spannungen zu meinen verringert die an der Steckdose abgerufenen Watt bei 100 % CPU-Last um über 50 W. Auch der Bedarf im Idle sinkt stark, für die genaue Menge müsste ich aber noch einmal nachsehen.
Wenn Undervolten also den Strom"verbrauch" nicht senken kann, welcher Effekt kommt dann bei mir zum Tragen?

Unbekannter Krieger schrieb:

Also, das Undervolten meines FX-8350 von den vom Mainboard gewünschten Spannungen zu meinen verringert die an der Steckdose abgerufenen Watt bei 100 % CPU-Last um über 50 W. Auch der Bedarf im Idle sinkt stark, für die genaue Menge müsste ich aber noch einmal nachsehen.
Wenn Undervolten also den Strom"verbrauch" nicht senken kann, welcher Effekt kommt dann bei mir zum Tragen?

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Untervolting bringt eigentlich nur was, weil die Board Hersteller relativ großzügig die Spannung bemessen.
Das hängt vor allem mit dem Turbo und dem CoreParking (CC6) zusammen, beim ein und ausschalten entstehen kurze Peaks die die Spannung beeinflussen können (negativ oder positiv).
Wenn es weniger Watt an der Steckdose sind kann man davon ausgehen, das entweder die Spannungswandler oder das Netzteil wärmer wird.
Es ist nur eine Verlagerung der Energie wie bei einem Schwingkreis, bei so hohen Frequenzwechsel (FX) wird das erst richtig magisch.

Meine eigenen Messungen bestätigen auch eher die These, dass mit sinkender Spannung die Verlustleistung sinkt. Und zwar nahezu exakt so, wie es rein rechnerisch eben der Fall ist, wenn die Stromstärke konstant bleibt (das schon angesprochene quadratische Verhältnis). Also bleibt der Strom auch konstant. Aber die Spannung und die Verlustleistung sinken, die Elektronen werden nicht mehr ganz so schnell durch die Leiterbahnen geballert, ergo lebt die CPU statistisch länger. Ist doch gar nicht so schwer, oder?

Leckströme halte ich für vernachlässigbar gegenüber dem normalen Verbrauch durch Schaltvorgänge, sonst würden die CPUs im Leerlauf nicht so schön sparsam sein (ich habe sowas wie CnQ deaktiviert, meine CPU läuft also auch im Leerlauf mit vollem Takt - nur falls jetzt Jemand kommt und meint, es liegt am Runtertakten).

Zidane schrieb:

Alternativ könnte man sich eine frische Platine besorgen, wenn es dann dort auch so ist liegt es an den CPUs bzw. dem Übergang vom HS zum DIE, z.b Paste ausgehärtet etc.

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die alten amd mit HS sind verlötet

Also ich kenne es nur von Elektromotoren, dass dort der Strom steigt, wenn man die Spannung senkt. (Magnetfeld wird schwächer, ergo weniger induktiver Widerstand).

Bei Transistoren wird es sich eher linear verhalten wie mit einem ohmschen Widerstand.

Ich habe übrigens hier mal den Strom zur CPU direkt an der 12V-Versorgung gemessen und ich kann überhaupt nicht nachvollziehen, dass der Stromfluss konstant bleibt, während man die Spannung senkt.

Es stimmt zwar, dass mit der Spannungsabsenkung weniger erreicht werden kann, als den Takt abzusenken. Schliesslich schalten mit höherer Frequenz auch die Transistoren öfter den Stromfluss gegen Masse.

Allerdings knickt die Ersparnis durch Undervolting irgendwann wirklich auf 0, wenn die Schaltspannung der Transistoren unterschritten wird.

--- Update ---

WindHund schrieb:

Wenn es weniger Watt an der Steckdose sind kann man davon ausgehen, das entweder die Spannungswandler oder das Netzteil wärmer wird.

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Das ist bedingt falsch. Bei analogen Spannungswandlern, die den Stromfluss konstant halten, stimmt das. Aber nicht bei digitalen Wandlern. Weil die schalten kurz ein und lassen die puren 12V auf eine Mischung aus Kondensator und Dämpferspule los. Entnimmt der Verbraucher weniger Leistung aus dem aufgeladenen Kondensator, braucht der Spannungswandler auch nicht so oft zu schalten, was in weniger Verlustleistung über die Spannungswandler endet.

Wenn Du an der 12V-Versorgung (also VOR den Spannungswandlern) misst, ist es doch logisch, dass der Strom sinkt - denn die 12V bleiben schließlich konstant. Du müßtest schon HINTER den Spannungswandlern messen, nicht davor.

Auch ist es falsch, dass mit Spannungsabsenkung weniger erreicht wird als durch Taktabsenkung. Taktabsenkung geht 1:1 in die el. Leistung ein, Spannung quadratisch.

Das:

Schliesslich schalten mit höherer Frequenz auch die Transistoren öfter den Stromfluss gegen Masse.

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Das bzw. die Auswirkungen mußt Du jetzt aber mal noch ausführlich erklären.
So lange warte ich noch mit der nächsten Anti-These.

MagicEye04 schrieb:

Wenn Du an der 12V-Versorgung (also VOR den Spannungswandlern) misst, ist es doch logisch, dass der Strom sinkt - denn die 12V bleiben schließlich konstant. Du müßtest schon HINTER den Spannungswandlern messen, nicht davor..

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Ich hoffe, du hast dir meine Messwerte mal angesehen. Nehmen wir mal 1,4GHz (Idle) bei 1,18V. Durch den "Verbrauch" auf der 12V-Leitung komme ich auf einen Strom nach den Spannungswandlern auf 30,3A. Senke ich die Spannung auf 0,8V, bleiben auf der 12V-Leitung 15W, was nur noch 18,75A ergäbe. CPU-seitiger Strom also gesenkt. Wenn allerdings der CPU-interne Strom bei jedweder Spannung konstant sein soll, wer frisst dann die 11A Differenz?

MagicEye04 schrieb:

Auch ist es falsch, dass mit Spannungsabsenkung weniger erreicht wird als durch Taktabsenkung. Taktabsenkung geht 1:1 in die el. Leistung ein, Spannung quadratisch..

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Gut, dann habe ich mich darin vertan, da ich nur meine Messwerte wohl in falscher Relation gesehen habe.

EDIT: Kann es auch sein, dass die Verlustleistung deshalb quadratisch zur Spannung steigt/sinkt, weil bei einem statischen Widerstand der Stromfluss sich mit ändert? Zumindestens ist das beim ohmschen Widerstand durchaus der Fall. Auch darf man nicht vergessen, dass die Chiptemperatur auch eine nicht unwesentliche Rolle spielt. Steigt die Temperatur, sinkt der Widerstand des Halbleiters, was natürlich am Ende mehr Elektronen durchtreibt.

MagicEye04 schrieb:

Das bzw. die Auswirkungen mußt Du jetzt aber mal noch ausführlich erklären.

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Wenn ein Transistor pro Sekunde öfters einschaltet, lässt er auch öfter Strom durch, oder nicht?

35W im idle. Hm.
Solche Messwerte würde ich mit Vorsicht genießen, wer weiß, was da alles noch mit an der Leitung hängt.
Üblich sind unter 10W für einen FX.

Ich würde nicht ausschließen, dass der Strom etwas sinkt bei weniger Spannung, aber er sollte auf keinen Fall steigen.

OK, dann passt das, man hätte es auch anders interpretieren können.

MagicEye04 schrieb:

35W im idle. Hm.
Solche Messwerte würde ich mit Vorsicht genießen, wer weiß, was da alles noch mit an der Leitung hängt.
Üblich sind unter 10W für einen FX.

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Theoretisch sollte an der EPS-Leitung nur die CPU, Speichercontroller und evtl. noch RAM (?) dazugehören. Ich hatte jedenfalls am AM2+-Board einmal mit dem Multimeter jedenfalls keine anderweitige Verbindung zu anderen MosFETs ermitteln können.

Ist der Physikunterricht ausgefallen, Leute ?

Natürlich sinkt die absolute Verlustleistung UND die Stromaufnahme einer CPU wenn man die Spannung reduziert, etwas anderes ist physikalisch nicht möglich.
Auch eine hochkomplexe CPU arbeitet immer noch nach dem uralten ohmschen Gesetz und nicht etwa nach denen eines Perpetuum mobiles. Das wäre der Fall
wenn man die zugeführte Energie reduziert, die CPU jedoch weiterhin ihre "Verlustleistung" beibehalten würde.
Die Effizienz der CPU ändert sich halbleiterbedingt natürlich bei Änderungen der Spannung und des Taktes. Das Grundgesetz dass weniger Spannung und eine
Taktreduktion zu einer Leistungseinsparung führt ändert sich dadurch jedoch nicht. Eine Taktänderung ist hier nahezu 1:1 auf den Energieverbrauch umzurechnen.
Stromimpulse pro Zeit. Eine Spannungsänderung fliesst nahezu Quadratisch ein, sei es nach oben oder unten. Wenn eine CPU immer die gleiche Verlustleistung
hätte wären C&Q und vergleichbare Energiesparfunktionen absolut nutzlos.