CPUの性能は古くなるにつれて影響を受けますか？
これは、CPUがどのように動作するかについての仮説的な質問です。 2つの同一のCPUを購入し、1つの長期（たとえば1年）を使用する場合、未使用のCPUと速度は同じになりますか？使用されているCPUのクロックサイクル数、リクエストの待ち時間などは、未使用のCPUのそれよりも少なくなりますか？
支持する議論は、機械装置は時間とともに劣化するということかもしれません。CPUには（外部ファン以外に）可動部分はありませんが、熱や電圧スパイクによって損傷を受ける可能性のある回路があります。一年間の集中的な使用の後、経路が狭くなるなどして回路が劣化し、通過できる電子の数が減ると言うことができます。
これは、CPUがどのように動作するかの本質ですか、それとも単に動作しているのか、それとも動作していないのでしょうか。
CPUの性能は古くなるにつれて影響を受けますか？
後 一年 集中的に使用すると、回路が劣化し、経路が狭くなるなどして通過できる電子が少なくなります。
いいえ、
水晶発振器
cPUの速度は 水晶発振器 によって決まります - 私の知る限りでは、これはほとんどのCPUにとって外付け部品です。
TechRepublic記事からの写真
しかし、これは重要な要素ではないと思います。
年齢によるドリフトは、通常1年目で4 ppm、DT-26クリスタルの寿命で1年あたり2 ppmです。
（from TI からRTC ICになりますが、このレートは一般的なタイミング水晶の場合と同様です）
CPUセミコンダクタの変更
ブレイクスルー は、 IEEEの記事 に無数の方法を説明するリンクを投稿しました。半導体は時間の経過とともに影響を受けます。
したがって、CPUが対応可能な最大クロック速度は時間の経過とともに低下する可能性があります。しかし、ほとんどの場合、これでCPUの理論上可能な最大速度が1年以内に水晶発振器で設定された実際の動作速度を下回ることはありません。したがって、1年間保管されていたCPUは、1年間連続して使用されていた元々同一のCPUと同じ速度で稼働します。
CPUサーマルレギュレーション
多くのCPUは、温度が事前設定されたしきい値を超えると速度を落とします。 1歳のCPUが過熱する主な要因は、CPU自体の内部の半導体の劣化とは関係がないことです。したがって、これらの要因は定式化された質問には関係ありません。
同じCPUの特定のペアが1年以内に十分機能が異なると、そのうちの1つが低速で動作することを要求するような熱の問題を引き起こす可能性はほとんどありません。少なくとも、製造上の欠陥による保証の不備とは見なされないデバイスで、これが1年以内に発生したという証拠はありません。
CPUエネルギー効率
多くのコンピュータ、特に携帯用コンピュータは、アイドル時のエネルギー消費を減らすように同様に設計されています。また、これは述べたように実際には問題とは関係ありません。
理論的には、いいえ、CPUはその寿命全体で基本的に同じ速度で実行する必要があります。
実際には、確かに、ヒートシンクにほこりがたまり、事前に作成されたコンピュータに同梱されている低品質のサーマルペーストが劣化または蒸発するため、CPUは時間の経過とともに遅くなります。これらの効果はCPUを過熱させ、その時点でCPUは損傷を防ぐために速度を抑制します。
ただし、ヒートシンクを清掃してサーマルペーストを塗りなおすと、新品同様になります。
注：古いコンピュータの動作が遅いためにこれを要求されている場合は、 その他の理由があります（通常はなかなか死なない古いコンピューターは時間の経過とともに遅くなります。
一言で言えば、いいえCPUは年齢とともに遅くなることはありません。
もう少し長い答え：
すべての接続とトランジスタが正しく機能している限り、CPUは機能します。通常のワイヤでは、接続を断続的にする動きがあるかもしれませんが、CPUの場合はそうではありません。
- 回路はシリコンにエッチングされます
- 物事ははるかに小さいです
何かが壊れても、悪い数学からコンピュータが起動しないまで、何でも起こり得る。
私は、この問題の本質的な核心は物理的なハードウェアとはあまり関係がないと主張します-それは私たちの認識と実行するソフトウェアの相対的なパフォーマンスが時間とともに変化することと同じです。
1's and 0'sの世界では、発生する可能性のあるごくわずか、特にCPUに-全体的な障害以外に、マシンの全体的なパフォーマンスを大幅に（または統計的にも）変更します。
私の人生で、私が使っていた機械を信じられなかった回を思い出したので、この質問は私の目を引きました-それは同じものでしたほんの数年前かもしれません私はとても速い-私は今、その時点でのように思われたことによって拷問されていたと思いました途方もなく遅い。
明るいメモで-ムーアの弁護士が休みにあるように見える-ソフトウェア開発者は近年大幅な改善を行いました-それは微調整のパフォーマンス対総当たりに依存しているようです。 8コアキセノン2.8 GHz Mac Proが2Xまたは3Xのようになったと言っても過言ではありません。2008年に購入したときよりも速くなっています。ソフトウェア側の大幅な改善/最適化。
私が言っているのは、人間の心/私たちの認識/私たちの期待は、動作環境の他のより柔軟な側面と組み合わされて、工場仕様からのバリエーションよりも指数関数的に影響が大きいということです。
2つの同一のCPUを購入し、1つの長期（たとえば1年）を使用する場合、未使用のCPUと速度は同じになりますか？
おそらく、yesです。 CPUの実行速度は可変であり、エンドユーザーによって設定されます（通常は製造元の仕様に従って自動的に設定されます）。しかし、最初の年の終わりに、未使用のCPUが（最初は同一であると仮定して）オーバークロック より良い が使用されたCPUよりも多いことがわかります。この効果は、 トランジスタの経年変化 が原因である可能性があります。
CPUには（外部ファン以外の）可動部分はありませんが、熱や電圧スパイクによって損傷を受ける可能性のある回路があります。一年間の集中的な使用の後、経路が狭くなるなどして回路が劣化し、通過できる電子の数が減ると言うことができます。
これはまさにその通りであり、まさにCPUが使用された後に起こることです。
車両と同様に、電子が導体を通過する際に導体に多少の損耗があります。熱はトランジスタの経年劣化にも影響します。そのため、CPUダイは特定の動作温度範囲で設計されています。動作中、電子は半導体材料中のいくつかの層を通り抜けなければならず、それらを経時的に劣化させる。これは個々のトランジスタのスイッチング速度を時間の経過と共に増加させ、それらを「より遅く」させる。
ただし、前述したように、CPU速度はエンドユーザーによって設定されます。これは同期デジタル回路であり、伝播遅延がスイッチング時間を超えてコンピュータがクラッシュしたとしても、あなたが言うのと同じくらい速く走るでしょう。これは、CPUが古くなるにつれて起こることです。時間が経つにつれて、ＣＰＵ内の様々なサブユニットは、それらの計算を終了するのにますます時間がかかり、ＣＰＵ内の不安定性につながる。
この影響は、クロック速度を落としてCPUを遅くするが伝播遅延の増加を補正することで軽減できます。この影響は、CPU電圧を上げることでも緩和できます（トランジスタのスイッチング時間が短くなり、クロック速度が速くなります）。ただし、CPU電圧を上げると、トランジスタの経年変化が発生するだけですfast。
これが、プロセッサが古くなるにつれて遅くなるという理由です。つまり、プロセッサは高速で不安定になるため、時間の経過とともにクロック速度を下げる必要があります。幸いなことに、この効果は通常yearsのタイムスケールで顕著です。
私はいくつかの初期の集積回路に見られる効果を思い出します：比較的高い電流密度が金の配線を通過するとき、時間の経過とともに川の蛇行と同様に実際に金の物理的な移動があるでしょう。コーナーでは、コーナーがゆっくりと外側に向かって移動し（まるで川の中でオックスボーが曲がるように）、ワイヤーが細く長くなります（そして隣接するワイヤーにショートする危険性もあります）。このように細くなったり長くなったりすると、回路の最大クロック速度に確実に影響します（ごくわずかな場合でも）。
もう、私は、デザイナーがこの特定の影響を防ぐために（または少なくともそれを計り知れないほど小さくするために）製造プロセスを制御する方法を知っていると思います。しかし、上記のコメントで述べたように、他にもいくつかの影響があります。
ただし、元の質問に答えて「いいえ、すべての実用的な目的で」と言うのが合理的な理由は2つあります。
- 大部分のコンピュータ回路は、外部から「クロック」されています。ほとんどの場合、ある種の水晶発振器が使用されています。したがって、回線が遅くなっても、クロックが回線よりも「速い」ためにエラーが発生し始めるまでは誰にも気付かれません。
- 回路の減速が顕著になるか測定可能になるよりずっと前に回路の故障を引き起こすいくつかの影響（例えば、回路上に成長する金属「ウィスカー」 - 回路から鉛が除去されるときの深刻な現在の問題）がある。
これは完全な答えではありませんが、速度低下の可能性のある原因の提示です（ただし、上記の熱伝達低下によるスロットルほど大きくはありません）。
誘電電荷の蓄積により最長経路が長くなり、プロセッサが機能するために縮小する可能性があります。すなわち、入力のベクトルが論理回路に与えられると、物理的論理システムが所定の位置にガタガタと鳴る間に有限の時間が経過する（これはクロック周波数に上限結合を設定する）。誘電劣化はすべてのトランジスタに起こり、トランジスタは同じ立ち上がり時間に対してより高い電圧を必要とするか、あるいは同じ電圧でより低い立ち上がり時間（より遅い速度）を必要とする。十分な量のトランジスタが（不均一に）劣化すると、最長パスが非常に良く変化する可能性があり、それがその論理速度制限近くで動作するプロセッサの性能を劣化させる可能性がある。
CPUは、（ほとんどの場合）マルチコアプロセッサと同義語です。
一部のマルチコアプロセッサでは、断続的な過熱障害、または恒久的な障害のいずれかで障害が発生するコアを無効にすることが可能です。 80コアIntel research chipの自己補正機能 をご覧ください。不良コアは事実上使用不可とマークされ、その責任は他のコアに分散されます。コアが少ないほど、使用可能なCPUサイクルの合計が少なくなるため、作業が遅くなります。
私は、製造業者がムーアの法則を遵守しようと努力し、さらに多くのコアをプロセッサダイに詰め込むにつれて、これがより一般的になると思います。
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ジェームズのコメントは理にかなっているので、残しました。
How-Stuff-Works によると、PS3のCellプロセッサは同様の冗長性を持ち、8個のSPEで作られ、そのうち7個を使用し、そのうち1個は予備にしておく。失敗した場合2台のSPEが故障してもプロセッサは動作するとは思いませんが、それ以上情報が見つかりません。
CMOSの基本動作を見たときのCPUの動作方法には、CMOSスルーレートが放熱を引き起こし、温度が上昇するとスルーレートが低下するためスルーレートがさらに向上し、伝播時間が増加することが必要です同様に。競合状態の前にタイミングに設定されたマージンがあると、MPUは立ち上がり時間が遅くなり、クロック遅延が増えるため、チップまたは外部メモリの競合状態によるロックアップ前のマージンが大きくなる可能性があります。失敗の原因となります。これは、MPUが熱くなるのがクールダウン期間後に機能する理由を説明しています。
湿ったダストが露出したバスのはんだ付けされたランドに堆積すると、CMOSゲートの見かけ上の経年劣化が発生する可能性があります。これにより多くのpFの負荷が加わり、バス信号の立上り時間を短縮し、内部放熱を増加させてスルーレートをさらに低下させる可能性があります。
見かけ上の経年変化のもう1つの原因は、ユーザーのスタートアップによってインストールされたバックグラウンドタスクの数が増え、いわゆるアイドル活動中に過剰な熱が発生することです。スタートアップをトリミングすると、全体的なCPU負荷が軽減され、余分なプロセスが実行されることによる通常の温度上昇が回復します。たとえば、製品版のクリーンインストールのXPでは、25個のプロセスが実行されており、OEM版では多くのユーザー自動インストールサービスとレジストリ内のスタートアッププロセスがあり、TaskManagerに示すようにこのプロセス数が増えます。 Tabキーを押して50、さらには経験の浅いユーザーの経験から最大100まで言うことができます。 MSConfigのような単純なプログラムを使用してこれらのプロセスを有効にすることは助けになることができますが、WinPatrolはさらに優れていて無料で新しいものとしてクールな操作を回復します。
他の人が指摘したように、半導体材料上でのエレクトロマイグレーション成長からの時間依存絶縁破壊と呼ばれるゲートのスルーレートも遅くする内部故障メカニズムがあります。これは、熱と電圧のストレスレベル、そして宇宙空間でのガンマ線への曝露にも依存します。
これらすべての要因が、OEMイメージの新規インストール後でも、ノートパソコンの経年変化による温度上昇とタイムマージンの損失が発生する原因となっています。そのため、5年前のラップトップはより高温で動作します。つまり、スルーレートを長くしなければならないため、周囲温度よりも温度が上昇します。つまり、立ち上がり時間が遅くなります。しかし、クロックレートは固定されているので、警告なしでマージンがゼロになるまで、作業した場合のパフォーマンスは同じになります。だからあなたの温度上昇を監視し、信頼性の高い動作のために70℃を超えないようにしてください。ほとんどのCPUファンがフルスピードで作動し始める60°Cが推奨される最大値です。
CPUが経年変化で熱くなる理由はたくさんあります。 １つの理由は相補的スイッチングの必要性と理解である。簡単に言うと、プルダウンがオフになっている間オンになる同期プルアップスイッチです。その間に、異なるスルーレートまたはスイッチング時間からのクロスオーバーがあると、瞬間的な短絡が発生します。 CMOSの新技術は、より速いスイッチング時間を導入するために温度と電圧に依存するが、クロスオーバー中の過渡電力損失を排除するために制御されたデッドタイムを持つこの特性を補償するかもしれません。エレクトロマイグレーションは追加の遅延の1つの理由ですが、これが対称的であるかどうかは明らかではありません。
CPUの温度上昇は、年を重ねるにつれて広くなる現象です（ユーザーがラップトップを感じると、何年にもわたって徐々に温度が上がる）と、これが理由の説明に役立ちます。すなわち、経年変化は、定常クロック周波数の動的電力消費またはクロスオーバー遷移の繰返し率に影響を与える緩やかなスルーレート増加を引き起こす。定常状態のリーク電力はごくわずかであることがわかっているため、瞬間的な電流サージを伴う相補出力のこの実効駆動力がCPUの温度を上昇させます。そのため、他の条件がすべて一定であれば、CPUのアイドル温度はエージングまたはスルーレートの低下を示す強力な指標となります。競合状態が発生する前に、より暑く、したがってタイミングマージンが少なくなります。 （伝播遅延のため準備ができていないときにデータを読み取る）
同じ現象がデスクトップCPUにも存在しますが、ユーザーは徐々に経年変化による放熱量の増加を補うためにファンの速度が何年にもわたって徐々に増加することに気付いていないかもしれません。私の知る限りでは経験的な研究はありませんが、これが多くの場合で起こるのではなく、すべてではないのは過去20年間のCPUの私見です。
他の答えのいくつかについてのいくつかの余分なビットとピース。
結晶は時間とともにゆっくりとドリフトすることができますが、時間よりも温度の影響を受けます。たとえば、マシンの電源を入れたとき、おそらく何時間も走っていたときとは少し違う速度で動作しています。しかし、これらの違いはあまりにも小さすぎて認識できません。
チップ上の接続に断続的な障害が発生する可能性は十分にあります。チップを製造するとき、彼らは（明らかに）これを防ぐために最善を尽くしますが、それはまだ可能であり、まだ起こります。チップがより熱くなり始めたので、これはより一般的になりました。ただし、これが発生した場合は、通常の実行よりも多くのマシンが完全にシャットダウンする可能性がありますが、実行するよりは遅くなります。それは減速が不可能であると言っているのではなく、非常にまれです。
自己補正はエラーを検出してCPUの一部をシャットダウンすることができますが、（少なくともほとんどの）現在のPCのCPUはそのような機能を備えていません。このためには、ハイエンドのメインフレームか将来のPCのどちらかを見ています（ただし、当然のことながら未来のそれほど遠くないすべてではありません）。
これは日常生活とはほとんど関係ありませんが、電子部品の経年劣化が懸念されます。一言で言えば、これはあらゆる電子部品やシステムに当てはまります。
- あなたのCPUが数時間（ファウンダのテストの一環としてバーンインとして知られている）を数時間かけても問題なく動作していたとしても、それは何年も同じように続くでしょう。この間に失敗する確率は0に近いです。
- 数年後、故障の可能性が高まり始め、CPUを変更する時が来ました。コンシューマ製品では、これは通常、コンポーネントが古くなって使用されなくなった後に発生するので、心配する必要はありません。
- 数学が好きなら、 http://en.wikipedia.org/wiki/Failure_rate をご覧ください。
そう、あなたのCPUが非常に古ければ、あなたはCPUのあるコンポーネント（あるキャッシュtatが応答せず、常にページフォルトを起こす、または失われたCPUコア）がそれを遅くすることができると推測できます。しかし、あなたはたぶん他の所で見てより良い成功を収めるでしょう。
また、コンピュータには、CPUよりもはるかに高速に動作する多数の大規模または小規模コンポーネントがあります。含む：
- 機械部品が磨耗したハードディスク
- 腐食するコネクタ
- 移動してほこりの多いヒートシンク
- 化学コンデンサー
- 振動によって腐食または移動する溶接
ヒートシンクやファンを清掃していないと、CPUの温度が上がり、システムのパフォーマンスが低下します。ダストパーティクルはこれらの領域に落ち着くまでに時間がかかるため、時間の経過とともにCPUの速度とパフォーマンスが低下しているように感じます。
はい、そうです - ユーザーの使用状況によりますが、ハードドライブは年をとるにつれて不良セクタに感染するとすぐに古くなるものです。
それから、ハイエンドプログラムが古い設定で実行されると、最大のビジュアルを吸うので、遅くなり、そして時代が経つにつれて、あなたの技術はあなたのシステムがソフトウェア要件を満たすことができないところで増加しますシステムは古くなると遅くなります。
熱はCPU速度の最も重要な要素です。これは、お使いのマシンに搭載されているCPUによっては、「安全な」温度範囲に収まるように速度を動的に低下させる可能性があることを示しています。ほとんどのCPUはこれを行うことができます。あなたはそれが起こっていることを知らないかもしれません。あなたが定期的にヒートシンクを掃除するなら、温度はしかし経時的に上昇するべきものではありません、そしてサーマルペーストは不適切に適用されません。