우리는 CPU 및 SSD와 같은 솔리드 스테이트 장치를 영원히 계속 작동할 것처럼 변하지 않는 것으로 생각하는 경향이 있습니다. 진실은 CPU가 원자 수준에서 일렉트로마이그레이션(electromigration)이라고 불리는 덕분에 마모될 수 있다는 것입니다.
일렉트로마이그레이션: 원자입니다!
CPU는 반도체 재료로 만든 미세한 전자 부품을 통한 전기의 흐름 덕분에 작동합니다. 전기가 CPU의 회로를 통해 이동함에 따라 열이 발생합니다. 전류가 충분한 열을 생성하면 실제로 금속 원자가 회로의 한 부분에서 회로의 다른 부분으로 더 아래로 이동합니다.
이것이 충분히 오래 발생하면 해당 회로가 고장날 수 있습니다. 현재 CPU는 내결함성이 뛰어나지 않기 때문에 CPU 내의 수십억 개의 트랜지스터 중 하나의 고장난 트랜지스터라도 중복성이 없는 중요한 CPU가 발생한 경우 CPU를 사용할 수 없게 만들 수 있습니다. 일렉트로마이그레이션(Electromigration)도 CPU 전체에서 병렬로 발생하므로 제어되지 않은 일렉트로마이그레이션이 발생하면 조만간 예후가 나빠질 수 있습니다.
일렉트로마이그레이션 실패의 두 가지 유형
일렉트로마이그레이션은 두 가지 방법 중 하나로 회로를 차단할 수 있습니다. 첫 번째는 회로 라인에 보이드를 생성하는 것입니다. 금속 원자가 회로의 한 지점에서 이동한 다음 라인 아래 다른 곳으로 증착됨에 따라 프로세스는 전자가 더 이상 통과할 수 없는 갭 또는 “공극”이 있는 지점에 도달할 수 있습니다. 이것은 램프의 코드를 자르는 것과 같습니다. 불이 꺼집니다!
일렉트로마이그레이션으로 인한 두 번째 유형의 오류는 단락입니다. 이것은 너무 많은 와이어 재료가 지지되어 이웃 와이어를 침범할 때 발생합니다. 이제 전자가 흐르지 않아야 할 곳으로 흐르고 있는데 이는 차단기의 반대 문제이지만 이제는 두 개의 전선이 망가졌습니다.
일렉트로마이그레이션이 항상 문제가 되는 것은 아닙니다.
CPU에서 일렉트로마이그레이션의 문제는 그것이 회로를 통해 흐르는 전류의 정상적인 부분으로 항상 어느 정도 발생하기 때문에 실제로 발생한다는 것이 아닙니다. 일렉트로마이그레이션이 확산되어 다른 재료가 제거된 위치에 재료 침전물이 쌓이면 프로세스는 지속 가능하고 집적 회로의 정상적인 수명을 나타냅니다.
일렉트로마이그레이션이 어떻게 CPU를 파괴할 수 있는지에 대한 논의를 들을 때, 그것은 안정적인 작동 회로가 아니라 전류와 온도의 큰 변동에 의해 야기되는 일종의 일렉트로마이그레이션입니다.
일렉트로마이그레이션에 대해 걱정해야 합니까?
오버클러커나 조용한 컴퓨터를 좋아하는 사람들이 CPU를 사용하는 온도가 높아지면 조기 사망에 이를까봐 걱정하는 오랜 역사가 있습니다. CPU를 공장 사양 이상으로 오버클럭하면 수명이 단축되는 것은 사실이지만 상황이 중요합니다. 두 경우 모두 CPU의 평균 수명이 너무 길어서 실질적인 차이가 없을 수 있습니다.
CPU 제조업체는 제품을 설계할 때 일렉트로마이그레이션을 고려합니다. CPU가 최대 정격 온도 및 승인된 전압 범위 내에서 작동하는 경우 예상되는 설계 수명을 충족해야 합니다.
최신 CPU는 온도와 성능을 제어하는 데도 고도로 발전되어 있습니다. 컴퓨터 작업자가 특별히 주의하지 않아도 열 관련 성능 저하로부터 스스로를 보호할 수 있습니다. 일반적으로 CPU를 보호하기 위해 열 제한 또는 최악의 경우 시스템 종료를 경험하게 됩니다.
결론은 일렉트로마이그레이션은 CPU를 망가뜨릴 수 있는 실질적인 것이지만, 가스에서 발을 떼지 않고 24시간 연중무휴로 CPU를 정격 제한 이상으로 실행하지 않는 한 걱정할 필요가 없다는 것입니다.
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