Có thể chứng minh rằng chạy GPU ở tốc độ cao có hại cho thẻ không?

11

Nếu bạn liên tục chạy card đồ họa của bạn ở giữa 80 ° C và 90 ° C (176 ° F và 194 ° F) thì điều đó có thực sự xấu cho card đồ họa? Tức là nó làm giảm tuổi thọ của thẻ? Điều này có thể được chứng minh? Hay đó chỉ là giả định?

Tôi hiểu rằng việc tắt an toàn cho GPU thường là 90 ° C (194 ° F).

hardware computers graphics

— Daniel
nguồn

"Tắt an toàn" phụ thuộc rất nhiều vào nơi đo nhiệt độ và quá trình và nhiệt độ tối đa mà mạch được thiết kế. Tôi nhớ một thời gian trước, một thế hệ CPU intel nhất định có nhiệt độ định mức tối đa là 110 ° C, điều này khiến một số người đam mê phần cứng lo lắng vì họ nghĩ rằng các con chip sẽ tự hủy. Spoiler: Họ đã không làm thế.

— Joren Vaes

1

Tôi nghĩ rằng câu hỏi này liên quan nhiều đến câu hỏi khác ic-sản phẩm-trọn đời như chức năng của nhiệt độ . Điểm mấu chốt từ câu hỏi đó là cứ sau 15 ° C trên nhiệt độ phòng sẽ giảm một nửa tuổi thọ của IC. Vì vậy, chạy card đồ họa ở 90 ° C so với 80 ° C sẽ giảm tuổi thọ ~ 37% (vì vậy nếu tuổi thọ là 8 năm với 80 ° C, thay vào đó là 5 năm với 90 ° C)

— Harry Svensson

1

Luật Arhennius gần hơn với mức tăng của MTBF / 10'C thấp hơn 50% nhưng có những yếu tố khác được xem xét cho điện môi khi chúng bắt đầu với một MTBF thấp hơn nhiều như 1000 h @ 85h hoặc 105h vì vậy tôi nghi ngờ họ sử dụng mũ được xếp hạng 105'C hoặc tốt hơn.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

21

Chúng ta hãy nghiên cứu các cơ chế thất bại, và xem chúng bị ảnh hưởng bởi nhiệt như thế nào. Điều rất quan trọng cần nhớ là chỉ vì một cơ chế thất bại xảy ra nhanh hơn với nhiệt độ, GPU sẽ không nhất thiết phải thất bại nhanh hơn! Nếu một thành phần phụ tồn tại 100 năm ở nhiệt độ phòng chỉ tồn tại 20 năm nếu trời nóng, nhưng một thành phần phụ khác chỉ tồn tại 1 năm để bắt đầu (nhưng không bị ảnh hưởng bởi nhiệt), tuổi thọ của sản phẩm của bạn sẽ khó thay đổi theo nhiệt độ.

Tôi sẽ bỏ qua vấn đề đạp xe được Simeon nói đến vì đây không phải là chuyên môn của tôi.

Ở cấp độ bảng, tôi có thể nghĩ về một thành phần chính sẽ 'phá vỡ' với đầu: Tụ điện phân. Các tụ điện này khô, và cũng được hiểu rằng chúng khô nhanh hơn khi nhiệt được áp dụng. (tụ điện tantalum cũng có tuổi thọ ngắn hơn nhưng tôi không biết điều này thay đổi như thế nào với nhiệt).

Nhưng còn silicon thì sao?

Ở đây, theo tôi hiểu, có một vài điều có thể gây ra thất bại. Một trong những cái chính ở đây là điện từ. Trong một mạch, các electron đi qua các bit kim loại sẽ thực sự di chuyển xung quanh các nguyên tử. Điều này có thể trở nên tồi tệ đến mức nó sẽ gây ra những khoảng trống trong dây dẫn, sau đó có thể dẫn đến thất bại.

Hình ảnh này cho một minh họa tốt (từ Tatiana Kozlova, Henny W. Zandbergen; Quan sát TEM tại chỗ về điện động lực trong ống nano Ni):

Quá trình này tăng theo cấp số nhân với nhiệt độ, và do đó, chip sẽ tồn tại ít thời gian hơn nếu nhiệt độ cao hơn và điện động lực là nguyên nhân chính gây ra lỗi.

Cơ chế bao phấn là sự phân hủy oxit, trong đó bên trong mạch, các bóng bán dẫn sẽ chịu lực xuyên cổng. Đây cũng là phụ thuộc nhiệt độ. Tuy nhiên, điện áp có tác động lớn hơn nhiều ở đây.

Ngoài ra còn có sự thay đổi VT, do sự trôi dạt của chất lỏng hoặc do tiêm chất mang nóng. Dopant trôi tăng theo nhiệt độ (nhưng không chắc là một vấn đề, đặc biệt là với các mạch kỹ thuật số, vì đây là một quá trình rất chậm). Tôi không chắc chắn về sự phụ thuộc nhiệt độ của tiêm chất mang nóng, nhưng tôi nghĩ rằng điện áp lại là một yếu tố quan trọng hơn nhiều ở đây.

Nhưng sau đó, có một câu hỏi quan trọng: Điều này làm giảm tuổi thọ bao nhiêu? Biết điều này, bạn có nên đảm bảo rằng card đồ họa của bạn luôn mát mẻ không? Tôi đoán là không, trừ khi một lỗi được thực hiện ở giai đoạn thiết kế. Mạch được thiết kế với những tình huống xấu nhất trong tâm trí và được thực hiện sao cho chúng sẽ tồn tại nếu chúng được đẩy đến giới hạn cho tuổi thọ định mức của nhà sản xuất. Trong trường hợp người ta ép xung mạch: Việc tăng điện áp họ thường sử dụng để giữ cho mạch ổn định (vì nó có thể tăng tốc mạch lên một chút) sẽ gây hại nhiều hơn so với nhiệt độ. Ngoài ra, sự gia tăng điện áp đó sẽ dẫn đến sự gia tăng dòng điện, điều này sẽ tăng tốc đáng kể các vấn đề điện từ.

— Joren Vaes
nguồn

2

Đó là một số hình ảnh tuyệt vời, tôi đã luôn tự hỏi rằng điện từ sẽ trông như thế nào.

— Con trỏ

9

Vâng, nó đã được chứng minh rằng nhiệt làm suy giảm các thành phần điện. Kim loại giãn nở khi chúng nóng lên, hàn (được sử dụng cho các kết nối mạch điện) là một hợp kim kim loại nên nó sẽ giãn ra khi nóng lên. Làm nóng và làm mát liên tục sẽ làm cho các khớp liên tục giãn ra và co lại có thể dẫn đến nứt và cuối cùng là hỏng khớp.

Các biểu đồ trên cho thấy cách Arrhenius'Law đưa ra một mối tương quan giữa sự gia tăng nhiệt và bán dẫn thất bại. Bài viết này chi tiết các tác động của nhiệt đối với các thành phần điện tử. Nó liên quan nhiều hơn đến những thứ ở cấp độ điện tử, một chút nằm ngoài phạm vi kiến thức của tôi

— Simeon R
nguồn

1

Tôi có thể tin rằng đi xe đạp là xấu, như bạn nói là sự giãn nở và co lại, nhưng có vấn đề gì với việc chạy ở mức tải cao, và do đó nhiệt độ cao luôn luôn không?

— Colin

Tôi là một nhà thiết kế vi mạch, vì vậy tôi có ít kiến thức về các chế độ thất bại ở cấp độ bảng, nhưng trong tất cả thời gian sửa chữa mọi thứ (như một sở thích) tôi vẫn chưa gặp phải một thất bại do đạp xe mở rộng, vì vậy tôi phải đặt câu hỏi quan trọng như thế nào nó được so sánh với các cơ chế khác.

— Joren Vaes

1

@Colin không có thứ gọi là "tải cao mọi lúc"; trừ khi bạn chỉ là khai thác bitcoin trên GPU của mình, sẽ có vài giây có tải nhiều hơn những thứ khác. Với việc làm mát phải khá mạnh mẽ trên GPU, điều này đã dẫn đến các vấn đề được đề cập. Xem: XBox vòng tử thần.

— Marcus Müller

@ MarcusMüller hoàn toàn có. Và nó không quan trọng rằng tải không hoàn toàn không đổi. Đối với xe đạp temp delta là quan trọng. Một thẻ chạy 99% thời gian ở mức tải 95 - 100% (nghĩa là tính toán) trong các temps được thiết kế, sẽ ít bị ảnh hưởng bởi thiệt hại đạp xe giả định hơn so với cùng một thẻ dao động trong khoảng từ 0% đến 100% nếu if (tức là trò chơi).

— Dan M.

6

Mối quan hệ giữa sự gia tăng nhiệt độ tiếp giáp của chất bán dẫn và việc giảm MTBF (Thời gian trung bình giữa thất bại) của nó được hiểu rõ.

Ghi chú kỹ thuật từ Micron nói về điều này

Trong thực tế, tỷ lệ thất bại sẽ tăng theo cấp số nhân khi nhiệt độ đường tiếp cận và vượt quá ~ 125˚C, vì vậy nếu bạn hoạt động tốt dưới mức tăng nhiệt độ nhỏ đó có thể không quá quan trọng.

— joribama
nguồn