كيف يمكن للهجرة الكهربائية أن تقضي على وحدة المعالجة المركزية لديك؟

نحن نميل إلى الاعتقاد بأن الأجهزة ذات الحالة الصلبة مثل وحدات المعالجة المركزية (CPUs) ومحركات أقراص الحالة الصلبة (SSD) لا تتغير كما لو أنها ستستمر في العمل إلى الأبد. الحقيقة هي أن وحدات المعالجة المركزية (CPU) معرضة للتآكل بفضل ما يسمى بالهجرة الكهربائية على المستوى الذري.

الهجرة الكهربائية: إنها ذرية!

تعمل وحدة المعالجة المركزية بفضل تدفق الكهرباء عبر مكونات إلكترونية مجهرية مصنوعة من مواد شبه موصلة. عندما تتحرك الكهرباء عبر دوائر وحدة المعالجة المركزية، يتم توليد الحرارة. إذا كان التيار يولد حرارة كافية، فإن ذلك سيؤدي في الواقع إلى نقل ذرات المعدن من جزء من الدائرة إلى جزء آخر من الدائرة أسفل الخط.

ذات صلة: ما هي أشباه الموصلات، ولماذا يوجد نقص فيها؟

إذا حدث هذا لفترة كافية، فقد يتسبب ذلك في فشل تلك الدائرة. وحدات المعالجة المركزية الحالية ليست كلها متسامحة مع الأخطاء، لذلك حتى ترانزستور واحد فاشل من بين المليارات الموجودة داخل وحدة المعالجة المركزية يمكن أن يجعل وحدة المعالجة المركزية غير قابلة للاستخدام إذا حدث أنها وحدة حرجة بدون تكرار. تحدث الهجرة الكهربائية أيضًا عبر وحدة المعالجة المركزية بشكل متوازٍ، لذا عاجلاً أم آجلاً، قد يأخذ التشخيص منعطفًا نحو الأسوأ في حالة حدوث الهجرة الكهربائية غير المنضبطة.

نوعان من فشل الهجرة الكهربائية

يمكن للهجرة الكهربائية أن تكسر الدائرة بإحدى طريقتين. الأول هو عن طريق خلق فراغ في خط الدائرة. عندما يتم نقل ذرات المعدن من نقطة واحدة في الدائرة ثم ترسيبها في مكان آخر أسفل الخط، قد تصل العملية إلى نقطة حيث توجد فجوة أو “فراغ” حيث لم يعد بإمكان الإلكترونات المرور. وهذا يعادل قطع سلك المصباح: تنطفئ الأضواء!

النوع الثاني من الأعطال الناجمة عن الهجرة الكهربائية هو ماس كهربائى. يحدث هذا عندما يتم دعم الكثير من المواد السلكية بحيث تغزو سلكًا مجاورًا. تتدفق الإلكترونات الآن حيث لا ينبغي أن تكون، وهي المشكلة المعاكسة لقاطع الدائرة الكهربائية، ولكن الآن تم إتلاف سلكين.

الهجرة الكهربائية ليست دائما مشكلة

مشكلة الهجرة الكهربائية في وحدات المعالجة المركزية (CPU) لا تكمن في حدوثها لأنها تحدث دائمًا إلى حد ما كجزء طبيعي من تدفق التيار عبر الدائرة. إذا تم نشر الهجرة الكهربائية بحيث يتم وضع رواسب المواد حيث تم إزالة مادة أخرى، فإن العملية تكون مستدامة وتمثل العمر الافتراضي للدائرة المتكاملة.

عندما تسمع مناقشات حول كيف يمكن للهجرة الكهربائية أن تدمر وحدة المعالجة المركزية، فهي نوع من الهجرة الكهربائية الناتجة عن التقلبات الكبيرة في التيار ودرجة الحرارة، وليست دائرة تشغيل مستقرة.

هل يجب أن تقلق بشأن الهجرة الكهربائية؟

هناك تاريخ طويل من محبي رفع تردد التشغيل أو أولئك الذين يحبون أجهزة الكمبيوتر الصامتة الذين يشعرون بالقلق بشأن الكيفية التي ستؤدي بها درجات الحرارة المرتفعة التي يستخدمون فيها وحدات المعالجة المركزية الخاصة بهم إلى الوفاة المبكرة. في حين أنه من الصحيح أن رفع تردد التشغيل لوحدة المعالجة المركزية بما يتجاوز مواصفات المصنع سيؤدي إلى تقصير عمرها الافتراضي، إلا أن السياق مهم. في كلتا الحالتين، قد يكون متوسط ​​عمر وحدة المعالجة المركزية طويلاً جدًا بحيث لا يحدث أي فرق عملي.

ذات صلة: ما هو رفع تردد التشغيل؟ دليل المبتدئين لفهم كيفية قيام المهووسين بتسريع أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم

يأخذ مصنعو وحدات المعالجة المركزية (CPU) في الاعتبار الهجرة الكهربائية عند تصميم منتجاتهم. إذا تم تشغيل وحدة المعالجة المركزية (CPU) تحت درجة الحرارة القصوى المقدرة لها وضمن نطاق الجهد المعتمد، فيجب أن تفي بعمر التصميم المتوقع لها.

تعد وحدات المعالجة المركزية الحديثة أيضًا متقدمة جدًا في التحكم في درجات الحرارة والأداء. يمكنها حماية نفسها من التدهور الناتج عن الحرارة حتى عندما لا يكون مشغل الكمبيوتر حذرًا بشكل خاص. بشكل عام، ستواجه ببساطة اختناقًا حراريًا أو في أسوأ الأحوال إيقاف تشغيل النظام لحماية وحدة المعالجة المركزية.

خلاصة القول هي أنه على الرغم من أن الهجرة الكهربائية هي شيء حقيقي يمكن أن يعطل وحدة المعالجة المركزية، إلا أنه ليس شيئًا يجب أن تقلق بشأنه إلا إذا كنت تقوم بتشغيل وحدة المعالجة المركزية أعلى من الحد المسموح به، 24/7، دون أن ترفع قدمك عن الوقود.

ذات صلة: ما هو الاختناق الحراري؟