jueves, 15 de febrero de 2007

Efecto de la temperatura en los procesadores

Ya sabemos que el calor afecta negativamente sobre el rendimiento en los procesadores de los PCs. Cuanto mayor sea la temperatura, mayor será el ruido en el procesador, se produciran más fallos y puede llegar a producirse el efecto de electromigración. A través de este efecto los electrones de los semiconductores saltan o migran a otros lugares (normalmente pistas paralelas) provocando cortocircuitos internos dentro del micro, y se tiende a terminar quemando el propio núcleo.

Electromigración provocando cortocircuito

Podeís encontrar mucha información del proceso en la Middle East Technical University, de dónde he sacado esta foto. No está muy claro si éste efecto es importante en los procesadores.
Cuales son los límites de funcionamiento de los procesadores, para hacernos una idea:
All Slot A CPUs (Athlon classic, Athlon Thunderbird) 70°C
Athlon Socket A up to 1 GHz, Duron up to 1.3GHz
90°C
Athlon "Thunderbird" Socket A 1.1GHz or more 95°C
Pentium D 820 (2.8GHz) 63°C
Pentium D 830 and 840 (3.0-3.2GHz) 69.8°C



¿Qué ocurre con el otro extremo? ¿Hay un límite para la temperatura inferior? Muy buena pregunta. Al fin y al cabo estamos trabajando con semiconductores, y como la conductividad depende de la temperatura:
Temperature dependence of thermal conductivity for high purity Si


The dependence of thermal conductivity K versus doping level N at 20K.

La temperatura límite está demasiado lejos de lo que se puede conseguir en un entorno de PC. Cuando se refrigera un procesador, se suele hacer para poder hacer overclocking, es decir, forzar la fecuencia de funcionamiento del procesador para conseguir mayor rendimiento que a temperaturas normales.
Sin embargo hay algunos procesadores que si se ven afectados por el frio. El ColdBug de algunos procesadores AMD hace que en temperaturas bajo cero (entre -40 y -150ºC) el procesador se pare. Esto se debía a un problema con el controlador de memoria integrado. Ahora en AMD y en los procesadores Intel, el controlador está fuera del micro.