War das die cpu??

Zitatklau
Original geschrieben von Bokill

Kleiner Überblick zu den Problemen heutiger CPU’s

Silicium/Halbleiter
Der Schmelzpunkt von Silicium liegt bei Normdruck bei etwa 1410°c. Halbleiter sind um so besser elektrisch leitend je wärmer das System wird.
Das Problem liegt daher woanders, die leitenden Bahnen sind Bereiche im Reinstsilicium in denen Fremdatome zugefügt wurden, diese sind deutlich besser leitend, [/i] zusätzlich sind als Metalle Wolfram Aluminium und Kupfer eingesetzt, auch um die Verbindungen zwischen den einzelnen Schichten des Dies zu kontakten.

Irrwege und Kaputt !
Dieser Materialmix muss 100% funktionieren , sobald durch thermische Vorgänge, die Elektronen/Elektronenlöcher nicht nur die vorgeschriebenen Wege benutzen, sondern ihre eigenen Abkürzungen wählen (Tunneleffekte), oder durch Überbeanspruchung die "Straßen" zerstört werden (Elektromigration{ Abtrag von Material durch "Heiße Elektronen"}), funktioniert die CPU zwar irgendwie, aber man kann sich ihrer Ergebnisse nicht sicher sein. Dummerweise sind diese Effekte teilweise (Elektromigration) irreversibel, die Folge ist dass deine CPU kaputt ist, in anderen Worten: Exitus, über den Jordan, Schrott, so dass du einen hübschen Schlüsselanhänger mehr hast, oder auch ein heimtückisches eBay-Objekt.

Nachtrag Elektrische Einflüsse
Eine CPU ist ein sehr komplexer Schaltkreis, selbst bei normaler Umgebungstemperatur sind durch Stromfluss bedingte Sekundärströme zu beachten. Jeder fließende Strom produziert Elektromagnetische Felder und Wärme (gilt für alle normalen Leiter). Der Transformator ist in diesem Falle durchaus vergleichbar mit einer CPU. Bei einer CPU ist dies jedoch kein konstant fließender Strom, sondern ist ein "quasi Chaotisch" fließender Strom, mit der Folge, dass Leiterbahnen wechselweise ihren Widerstand ändern, ohne dass alles 100% vorberechnet werden kann! Die Leiterbahnen sind auch nicht so schön regelmäßig im Raum aufgebaut, wie die klassische Spule eines Transformators im Schulversuch, dies erhöht die „Unvorherberechenbarkeit“ eines stromdurchflossenen komplexen Körpers.

Nachtrag: Simulation der elektrischen Wechselwirkungen
In der Vergangenheit waren elektrische Wechselwirkungen einer CPU eher ein 2-dimensionales Problem. Mit zunehmender Stapelhöhe der CPU“ Leiterbahnenkarten“ (der K6 hatte ein 5-Schicht Design – Die Athlons entwickelten sich von 6 Schichten zu bis jetzt 9 Schichten {Barton}) wächst sich das Problem, der Berechnung von Elektrischen-Wechselwirkungen, zu einem 3-dimensionalem Problem aus. Alle CPU-Bäcker gestalten ihre CPU’s immer komplexer.
Basierend auf Erfahrung und Simulationen werden CPU- Designs gebacken, diese Erfahrung ist in seinem Wert daher gar nicht hoch genug einzuschätzen. Nicht ohne Grund werden CPU-Designer aus dem Hause Alpha mit Kusshand genommen, da diese schon die verschiedensten Konzepte durchgedacht haben und auch Backen durften, ohne vom Marketing ausgebremst zu werden!

Nachtrag SOI, Maßnahmen gegen Tunneleffekte, Leckströme:
Dank an @Seemann aus „AMD XP 3200+ Enttäuschung?“
... Je kleiner die Strukturbreiten, desto größer die Leckströme. Der Palomino war ja noch in 0,18 µm gefertigt, die Nachfolger dann in 0,13 µm. Das erklärt die höheren Leckströme im TBred und im Barton. Zum Glück hat AMD mit SOI da eine mächtige Gegenmaßnahme in Petto!

...Dadurch, dass der gleiche Strom (trotz niedrigerer Spannung) durch eine kleinere "Leiterbahn" fließen muss, steigt der "Druck" auf die (auch kleiner gewordene) Isolierung (die jetzt auch nur noch 10 bis 20 Atomlagen dick ist) an, sodass "aus Versehen" doch mal das ein oder andere Elektron dahin wandert wo es nicht hin soll...

Antitunnelkommando SOI
Ein in jüngster Zeit aufgetretenes Phänomen sind die Leckströme, diese waren zwar immer schon vorhanden, waren aber nachrangig. @Seemann bemerkt aber ganz richtig, dass mit Umstellung auf die 0,13 µm Fertigungstechnologie bisher alle CPU Bäcker massive Probleme hatten. IBM, Motorola und AMD versuchten schon frühzeitig mit einem gleichen Konzept dagegen zusteuern, SOI war geboren (Silicon- on- Insulator). „SOI nutzt eine vergrabene Oxid-Schicht für die vollständige dielektrische Isolation jedes einzelnen Bauelements einer integrierten Schaltung“*. Herkömmlich war bisher, dass die Leiterbahnen und Transistoren, Bauteile direkt auf dem Silizium aufgebracht waren. Das Siliziumoxid war lediglich die Trennschicht zwischen den Leiterbahnebenen. Wenn das Verfahren im Griff ist geben alle Verfechter des Verfahrens eine Leistungssteigerung bis zu 30% an.

SOI verbessert die Isolatoreigenschaften durch spezielle Oxidschichten, ferner werden andere Isolatoren verwendet, der Sammelbegriff für diese spezielle „Stoffgruppe“ ist Dielektrika. Durch geschickte Kombination kann den Leckströmen und den Tunneleffekten so begegnet werden.
Leckströme sind ein spezieller Sonderfall von Tunneleffekten , dies betrifft genau die Stelle eines Transistors, wo gezielt der Elektronenfluss gesperrt oder durchgelassen wird.).
Zur Zeit geht man davon aus, dass das echte Minimum für eine Sperrschicht 3-4 Atomlagen sind.
Dahinter liegt der Phänomen-Zoo mit den Quanteneffekten, die zum Teil Phänomene zeigt, die dem normalen Verstand zu wieder laufen und auch mit Mitteln der Klassischen Physik nicht mehr erklärbar sind.

Link zu SOI:
* http://www.tecchannel.de/special/1040/

War im Forum CPU's
unter: warum sind amds so viel wärmer?

Auch gut:

1. Elektromigration durch hohen Takt/Temps?
2. CPU-Spezialisten sind gefragt
3. Her(t)zinfarkt - oder was ist Elektromigration?
Zu 3. Link dazu:
http://www.planet3dnow.de/vbulletin/showthread.php3?s=&threadid=79096
3 verweist auf folgende Links:
a. http://www.hardtecs4u.com/reviews/2003/snd_syndrom/

b. http://www.tweakpc.de/berichte/emig/emig.htm

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