Elektonenmigration bei GPUs?

[Popeljoe]

In den heutigen News wird über ein CPU sterben bei P4s gesprochen das durch Elektronenmigration ausgelöst wird.
Dies wird durch die immer kleineren Microstrukturen im Prozzie ausgelöst.
Wird dieser Effekt auch bei GPUs auftreten?
Heisst das, dass ich in Zukunft eine Graka nur 2 Jahre betreiben kann und dann Schluss ist?
Popeljoe

[Unregistered]

Originally posted by Popeljoe
In den heutigen News wird über ein CPU sterben bei P4s gesprochen das durch Elektronenmigration ausgelöst wird.
Dies wird durch die immer kleineren Microstrukturen im Prozzie ausgelöst.
Wird dieser Effekt auch bei GPUs auftreten?
Heisst das, dass ich in Zukunft eine Graka nur 2 Jahre betreiben kann und dann Schluss ist?
Popeljoe

Elektronenmigration tritt auf allen Chips mit sehr kleiner Strukturbreite auf (wenn sie eine entsprechend "hohe" Spannung bekommen).
Die CPUs leiden quasi immer darunter, die Migration hält sich aber in Grenzen. Die Hersteller kalkulieren mit einer Lebendauer von 10 Jahren.
Bei GPUs ist es IMHO dasselbe (kleine Strukturbreite, hohe Spannung). Was bei der FX passiert die extrem heiss wird, das beschleunigt den Effekt nämlich sehr, will ich mir nicht ausmalen.

[Unregistered]

Dieser Effekt tritt in ALLEN Halbleitern auf.

2Jahre? Man kann seinen GPU auch in 2-3 Monaten sterben lassen.

[Unregistered]

Hallo,

ich denke, es ist sehr wahrscheinlich, dass das prinzipiell auch bei GPUs passiert. Allerdings steht in dem Artikel ja auch, dass es von der Stromdichte(? - also wieviel Stromstärke pro Querschnitt) und der Temperatur abhängt.
Das heisst, wenn jemand 'ne R9700 mit 12 Volt und WaKü betreibt, kriegt er vielleicht zwar 799MHz Core-Takt hin, allerdings wird er die nicht lange hinkriegen, weil das dann mit der Wanderung (Migration) losgeht (wegens dem Strom im Querschnitt).
Aber ansonsten sind ja GPUs genauso wie CPUs nur eine Ansammlung vieler (ganz vieler) kleiner (sehr kleiner) Transistoren.

Grüße
Gaestle
---
Rock and Roll aint noise pollution...

[Dr. Greenthumb]

Originally posted by Unregistered
Dieser Effekt tritt in ALLEN Halbleitern auf.

2Jahre? Man kann seinen GPU auch in 2-3 Monaten sterben lassen.

In gewisser Weise stimmt das natürlich. Die Migration ist ein Problem der Halbleiter.
Interssant wirds aber erst bei kleinen Strukturbreiten. Steuerungchips und andere Halbleiterbausteine (wie Verstärker-ICs) halten Jahrzehnte trotz Migration weil die Strukturen so groß sind das ein paar Atome da nicht die Welle machen können.

Seine GPU kann man auch noch schneller in die ewigen Jagdgründe schicken. Besser nicht alle Spannungmods ausprobieren *eg*

[Popeljoe]

!lol!
Ok schneller in die Jagdgründe, klar!:bäh:
Popeljoe

[BlackBirdSR]

Originally posted by Unregistered
Hallo,

ich denke, es ist sehr wahrscheinlich, dass das prinzipiell auch bei GPUs passiert. Allerdings steht in dem Artikel ja auch, dass es von der Stromdichte(? - also wieviel Stromstärke pro Querschnitt) und der Temperatur abhängt.
Das heisst, wenn jemand 'ne R9700 mit 12 Volt und WaKü betreibt, kriegt er vielleicht zwar 799MHz Core-Takt hin, allerdings wird er die nicht lange hinkriegen, weil das dann mit der Wanderung (Migration) losgeht (wegens dem Strom im Querschnitt).
Aber ansonsten sind ja GPUs genauso wie CPUs nur eine Ansammlung vieler (ganz vieler) kleiner (sehr kleiner) Transistoren.

Grüße
Gaestle
---
Rock and Roll aint noise pollution...

bei 12V reißen die Leiterbahnen sofort, wenn nicht zuvor das Oxid der Transistoren durchschlagen wird oder sonst eine der Struklturen den geist aufgibt.

der kritische Punkt bei .13µ dürfte vielleicht bei 2.5V dafür liegen.

[Dr. Greenthumb]

Originally posted by BlackBirdSR


bei 12V reißen die Leiterbahnen sofort, wenn nicht zuvor das Oxid der Transistoren durchschlagen wird oder sonst eine der Struklturen den geist aufgibt.

der kritische Punkt bei .13µ dürfte vielleicht bei 2.5V dafür liegen.

Bei 12V wird (egal was für ne Kühlung verwendet wird) der Chip einfach zu einer undefinierbaren Masse verschmelzen. Bei CPU sind 50Ampere Strömstärke nicht unüblich. Wird betimmt lustig da mal 12 V anzulegen

[BlackBirdSR]

Originally posted by Dr. Greenthumb


Bei 12V wird (egal was für ne Kühlung verwendet wird) der Chip einfach zu einer undefinierbaren Masse verschmelzen. Bei CPU sind 50Ampere Strömstärke nicht unüblich. Wird betimmt lustig da mal 12 V anzulegen

soweit kommt es wie schon gesagt gar nicht.

[Dr. Greenthumb]

Originally posted by BlackBirdSR


soweit kommt es wie schon gesagt gar nicht.

Schon mal nen Transistor mit Emmitor/Kollektor-Kurzschluss ohne Schutzschaltung abrauchen sehen? Also ich schon

[BlackBirdSR]

Originally posted by Dr. Greenthumb


Schon mal nen Transistor mit Emmitor/Kollektor-Kurzschluss ohne Schutzschaltung abrauchen sehen? Also ich schon

schon mal bedacht, dass die ganze CPU keine 12V abbekommt, sondern spätestens die ersten TreibeInverter zerstört werden und dann eh nichts mehr geht.
Aber selbst nur dann wenn der Zuführende Teil des Chips die 12V übersteht, was ich nicht glaube, also passiert gar nichts in der Richtung von Rauch, Schmelzen und was sonst so

[Dr. Greenthumb]

Originally posted by BlackBirdSR


schon mal bedacht, dass die ganze CPU keine 12V abbekommt, sondern spätestens die ersten TreibeInverter zerstört werden und dann eh nichts mehr geht.
Aber selbst nur dann wenn der Zuführende Teil des Chips die 12V übersteht, was ich nicht glaube, also passiert gar nichts in der Richtung von Rauch, Schmelzen und was sonst so

Bei CPUs hab ichs auch noch nicht gesehenoder mich mit beschäftigt. Hab aber ne Lehre als Radio/Fernsehtechniker gemacht vor meinem Studium. Hab da schon bei einigen Leistungs-ICs gesehen bei denen die Regelstufe defekt war, das die sich komplett in die Platine geschmort haben.
Bei hochintegrierten Bauteilen (also CPUs und ähnlichem) sollte man es mal ausprobieren *eg*. Aber da du dich wohl mit dem Thema intensiver beschäftigt hast (hab nach meiner Lehre Mathe studiert, bin also schon jahrelange mit der Materie nicht mehr in Berührung gekommen)werd ich deinen Fachwissen glauben. Schade eigentlich, so könnte man seine Schrotthardware wenigsten in einem hübschen Schmurgeln vergehen sehen. ;D

[Piffan]

Originally posted by Dr. Greenthumb


Schon mal nen Transistor mit Emmitor/Kollektor-Kurzschluss ohne Schutzschaltung abrauchen sehen? Also ich schon

Was ist ein Emmitor? Oder meinste Emitter? :D

Das letzte Mal habe ich vor 20 Jahren eine elektronische Schaltung designt, war ne Modellzugsteuerung mit Standlicht und Kriechgang für die Loks im Maßstab N. Alles so auf einer Steckerplatte zum Testen, später Platinen von Hand entworfen und zur Freude meiner Mami dann auf dem Herd mit Ammoniumperlsulfat geätzt.....Das waren noch Zeiten damals :D

[Dr. Greenthumb]

Originally posted by Piffan


Was ist ein Emmitor? Oder meinste Emitter? :D

Das letzte Mal habe ich vor 20 Jahren eine elektronische Schaltung designt, war ne Modellzugsteuerung mit Standlicht und Kriechgang für die Loks im Maßstab N. Alles so auf einer Steckerplatte zum Testen, später Platinen von Hand entworfen und zur Freude meiner Mami dann auf dem Herd mit Ammoniumperlsulfat geätzt.....Das waren noch Zeiten damals :D

Emitter Piffan natürlich. Wissen rostet über die Jahre wohl wirklich ein, während die Legasthenie zunimmt ;). Ja das mit den Märklin-Weichensteuerungen hab auch gemacht, dadurch bin ich erst auf Radio- u Fernsehtechnik gekommen, also Brüder im Geiste

[ow]

Originally posted by Unregistered
Hallo,

ich denke, es ist sehr wahrscheinlich, dass das prinzipiell auch bei GPUs passiert. Allerdings steht in dem Artikel ja auch, dass es von der Stromdichte(? - also wieviel Stromstärke pro Querschnitt) und der Temperatur abhängt.
Das heisst, wenn jemand 'ne R9700 mit 12 Volt und WaKü betreibt, kriegt er vielleicht zwar 799MHz Core-Takt hin, allerdings wird er die nicht lange hinkriegen, weil das dann mit der Wanderung (Migration) losgeht (wegens dem Strom im Querschnitt).
Aber ansonsten sind ja GPUs genauso wie CPUs nur eine Ansammlung vieler (ganz vieler) kleiner (sehr kleiner) Transistoren.

Grüße
Gaestle
---
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:D

12V sind aber arg hoch gegriffen. Ich schätze, dass zwischen 3 und 4 Volt ein Spannungsdurchschlag erfolgt, der den Chip direkt hinrafft.

[ow]

Originally posted by Dr. Greenthumb


Schon mal nen Transistor mit Emmitor/Kollektor-Kurzschluss ohne Schutzschaltung abrauchen sehen? Also ich schon

CPUs&GPUs werden nicht aus bipolaren Transistoren aufgebaut sondern MOSFETs.;)

[Unregistered]

Hallo,

muss ich schreiben, dass ich mit den 12V den Modwahn "ein wenig karrikiert" habe?

Hätte nicht gedacht, dass das jemand ernsthaft diskutiert...


BTW: Ich habe in einem anderem Forum gelesen, dass Demirug Entwickler ist. Was entwickelt er denn?

Grüße
Gaestle
---
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[Ficus]

Originally posted by Unregistered
Ich habe in einem anderem Forum gelesen, dass Demirug Entwickler ist. Was entwickelt er denn?
Das frag ich mich auch. Muss aber was im 3D-Bereich sein (Games ???).

[BlackBirdSR]

Originally posted by ow


:D

12V sind aber arg hoch gegriffen. Ich schätze, dass zwischen 3 und 4 Volt ein Spannungsdurchschlag erfolgt, der den Chip direkt hinrafft.

bei 0.10µ sinds ca 2.2V, also dürften 2.5-2,7 bei 0.13µ kritisch sein

[Rhönpaulus]

physikalisch gehts um den sogenannten "tunneleffekt".
elektrische isolatoren bzw. isolationsschichten bei ic's werden hier von einzelnen elektronen mit unendlicher geschwindigkeit durchwandert was im übertagenem sinne als kurzschluß gesehen werden kann.
normalerweise geht da bei digital-ic's nichts kaputt, es kippt höchstens mal ein bit um was zu logikfehlern der schaltung führt.
der tunneleffekt tritt sporadisch und unvorhersagbar auf und seine warscheinlichkeit nimmt zu, je kleiner die dicke der isolierschicht und je größer die stromdichte der leiterbahn ist.
hängt deshalb direkt von der strukturbreite des ic's sowie von den strömen auf der leiterbahn ab die sich wiederun aus der betriebsspannung des ic's ergeben.
je kleiner die strukturbreite der ic's,desto anfälliger werden sie.
deshalb sammelt die nasa auch uralte 80086-cpu's auf dem gebrachtmarkt auf um sie im shuttle zu verwenden.
schließlich kann mann sich ja eine kleinserienfertigung in diesem armen land nicht leisten,wäre ja viel zu teuer.
unter weltraumbedingungen tritt der tunneleffekt aufgrund der dort herschenden strahlungen mit viel höherer warscheinlichket auf und mann will ja nicht,das windows 3.11 abstürzt.
:)

[Endorphine]

Originally posted by Rhönpaulus
physikalisch gehts um den sogenannten "tunneleffekt".
elektrische isolatoren bzw. isolationsschichten bei ic's werden hier von einzelnen elektronen mit unendlicher geschwindigkeit durchwandert was im übertagenem sinne als kurzschluß gesehen werden kann.
normalerweise geht da bei digital-ic's nichts kaputt, es kippt höchstens mal ein bit um was zu logikfehlern der schaltung führt.
der tunneleffekt tritt sporadisch und unvorhersagbar auf und seine warscheinlichkeit nimmt zu, je kleiner die dicke der isolierschicht und je größer die stromdichte der leiterbahn ist.
hängt deshalb direkt von der strukturbreite des ic's sowie von den strömen auf der leiterbahn ab die sich wiederun aus der betriebsspannung des ic's ergeben.
je kleiner die strukturbreite der ic's,desto anfälliger werden sie.
deshalb sammelt die nasa auch uralte 80086-cpu's auf dem gebrachtmarkt auf um sie im shuttle zu verwenden.
schließlich kann mann sich ja eine kleinserienfertigung in diesem armen land nicht leisten,wäre ja viel zu teuer.
unter weltraumbedingungen tritt der tunneleffekt aufgrund der dort herschenden strahlungen mit viel höherer warscheinlichket auf und mann will ja nicht,das windows 3.11 abstürzt.
:)
Hast du nen Link parat, wo man sich etwas mehr über den Tunneleffekt belesen kann? Würde mich schon interessieren...

[Piffan]

Originally posted by Endorphine

Hast du nen Link parat, wo man sich etwas mehr über den Tunneleffekt belesen kann? Würde mich schon interessieren...

Vergiss es einfach.

Einen Link zum Tunneleffekt habe ich nicht, aber dieses ist was völlig anderes. Hat zu tun mit dem Durchdringen von Sperrschichten bei PN oder np- Übergängen, also was mit Transis oder Dioden ("Tunneldiode")

Aber was Schönes zur Elektromigration gibts hier auf den Schwesterseiten...

http://www.hardtecs4u.com/reviews/2003/snd_syndrom/index2.php

edit: Habe meine Beleidigungen gestrichen....sorry

[Rhönpaulus]

Originally posted by Piffan


Vergiss es einfach.

Einen Link zum Tunneleffekt habe ich nicht, aber dieses ist was völlig anderes. Hat zu tun mit dem Durchdringen von Sperrschichten bei PN oder np- Übergängen, also was mit Transis oder Dioden ("Tunneldiode")

Aber was Schönes zur Elektromigration gibts hier auf den Schwesterseiten...

http://www.hardtecs4u.com/reviews/2003/snd_syndrom/index2.php

edit: Habe meine Beleidigungen gestrichen....sorry

die tunneldiode nutzt diesen effekt gezielt aus,sie besitzt extrem dünne sperrschichten.
eine link habe ich nicht zur hand,das habe ich im studium an der fh so gelernt.
ist teil des grundstudiums :)

[Piffan]

Originally posted by Rhönpaulus


die tunneldiode nutzt diesen effekt gezielt aus,sie besitzt extrem dünne sperrschichten.
eine link habe ich nicht zur hand,das habe ich im studium an der fh so gelernt.
ist teil des grundstudiums :)

Ähm, ich habe auch ein bissken studiert, und zwar bei google.de ;)

Als "Tunneleffekt" bezeichnet man eine Sache aus der Quantenphysik....., also auch nicht das, was ich erst so aus dem Bauch raus dachte.... Tunneldioden sind da doch etwas anderes....

Bei der Elektromigration gehts eher um die Zerstörung von Halbleiterstrukturen durch zu hohe Stromdichten plus Wärme.... da sind "dünne" Leiterbahnen natürlich empfindlicher. Erstens weil in einem dünnen Leiter die Stromdichte nun mal höher sein muß, und zweitens weil nicht allzu viele Atome wegwandern müssen, um eine dünne Schicht kaputt zu machen...mal ganz grob formuliert....

[ow]

Tunneleffekt:

In der Quantenphysik wird ein Elektron nicht mehr als Teilchen dargestellt, sondern als einen Wellenfunktion. Im Gegegnsatz zu einem Teilchen hat eine Welle eine räumliche Ausdehnung.

Der Betrag des Quadrats der Wellenfunktion an inem Ort zu euiner Zeit (Theta(x,t))ist ein Mass für die Wahrscheinlichekeit, das Elektron zu einer Zeit t am Ort x zu finden.

Da eine Wellenfunktion eine räumliche Ausdehnung hat, betsteht eine gewisse Wahrscheinlichkeit, eine Elektron auch 'hinter' einer Sperrschicht anzutreffen. Das Elektron ist quasi getunnelt.

@Rhönpaulus:

Bei Tunneldioden liegt eine extreme Verbiegung der Energie-Niveaus von Leitungs- und Valenzband vor (zB. surch starke Dotierung der n- und p-Bereiche eines dotierten Halbleiters). Hier hat die Wellenfunkkion der Elektronen im Valenzband einen erheblichem Wert im Leitungsband, so dass das Elektron mit eben dieser Wahrscheinlichkeit leitet.

[Rhönpaulus]

Originally posted by ow
Tunneleffekt:

In der Quantenphysik wird ein Elektron nicht mehr als Teilchen dargestellt, sondern als einen Wellenfunktion. Im Gegegnsatz zu einem Teilchen hat eine Welle eine räumliche Ausdehnung.

Der Betrag des Quadrats der Wellenfunktion an inem Ort zu euiner Zeit (Theta(x,t))ist ein Mass für die Wahrscheinlichekeit, das Elektron zu einer Zeit t am Ort x zu finden.

Da eine Wellenfunktion eine räumliche Ausdehnung hat, betsteht eine gewisse Wahrscheinlichkeit, eine Elektron auch 'hinter' einer Sperrschicht anzutreffen. Das Elektron ist quasi getunnelt.

@Rhönpaulus:

Bei Tunneldioden liegt eine extreme Verbiegung der Energie-Niveaus von Leitungs- und Valenzband vor (zB. surch starke Dotierung der n- und p-Bereiche eines dotierten Halbleiters). Hier hat die Wellenfunkkion der Elektronen im Valenzband einen erheblichem Wert im Leitungsband, so dass das Elektron mit eben dieser Wahrscheinlichkeit leitet.

bitte keine diskussion zum thema quantenphysik!

das allererste,was ich darüber von meinem halbleiterproff. gelernt habe ist,das alles theoretische spekulation ist,es nur theorien aber keine beweise gibt und messungen zur beweisfindung aufgrund heisenbergs unschärferellation unmöglich sind.
deshalb läge jeder,der behauptette,das zusammenspiel der elewmentarteilchen verstanden zu haben (quantenphysik) mit absoluter sicherheit falsch.

das ist natürlich kein ermutigender einstieg in ein neues wissenschaftsgebiet für einen studenten im grundstudium weswegen ich mir es auch so gut gemerkt habe :)
deshalb führen diskussionen über dieses thema zu nichts zumal wir alle keine neueste wissensch. infos zur verfügung haben und abgesehen davon wohl auch kaum jemals etwas richtiges daraus schlußfolgern könnten.

einstein hat sein halbes leben erfolglos darüber gebrütet und die fortschritte seit dieser zeit sind heute nicht gerade überwältigend.
viele theorien,kaum erkenntnisse,ein extrem schwieriges gebiet.

zurück zum thema:
tunneldioden sind extrem stark dotierte germaniumdioden mit extrem dünner sperrschicht.
sehr viele freie ladungsträger und extrem dünne isolierende bariere zwischen den zonen ermöglichen den tunneleffekt gezielt zu nutzen.
das besondere an tunneldioden ist die sehr niedrige schaltzeit (ich glaub um die 100 picosecunden) welche für die hochfrequenztechnik nötig sind.

dieser tunneleffekt markiert nun auch genau die schallmauer,bei spätestens hier schluß mit der weiteren miniaturisierung von halbleitern ist.
es gibt eine grenze bei der strukturgröße von halbleiter ic's.
kleinere strukturen,selbst wenn mann sie herstellen könnte,würden nicht mehr funtionieren.
um auf prozessoren zurückzukommen,die grenze ist längst spürbar und direkt vorraus,deshalb geht mann immer weiter mit der corespannung runter denn nur so können die isolierschichten der ic's aufrund ihrer sehr geringen dicke noch ausreichend funtionieren.

je kleiner also die strukturbreiten bei den cpu's,desto geringer darf deren corespannung noch sein und desto gefährlicher wird es bei der erhöhung der selben durch's overclocken.
oder anders gesagt,jeder höher die corespannung desto geringer die lebensdauer des chips.
da mit den extrem übertaktetten pentium4's nun zum ersten mal größere mengen von cpu's nach wenigen wochen/monaten kaputt gegangen sind beweist das hier die grenze überschritten wurde.

wenn die ic's strukturbreiten von 90 nm erreichen wird es auf jeden fall sehr gefährlich bei der erhöhung der spannung.

[Piffan]

Wie war doch gleich das Thema hier? Elektromigration.......dies hat nix mit dem Tunneleffekt, aber auch rein gar nix damit zu tun!




Aber noch mal: Der Tunneleffekt mag der Miniaturisierung von Schaltungen irgendwann eine Grenze geben. Die Elektromigration beschreibt die Zerstörung von Strukturen durch hohe Stromdichten, da sind kleinere Strukturen natürlich gefährdeter....

Der Begriff "Tunneleffekt" betrifft den Overclocker gar nicht....der verkleinert seinen Schaltkreis ja kaum...;)

Die Elektromigration betrifft ihn da schon stärker: Durch die Erhöhung der anliegenden Spannung steigen die Ströme im Quadrat mit der Spannung, gleichzeitig erhöht thermische Energie die Gefahr von E- Migration...beides in der Kombination ist gaaar nicht gut....

Wenn der Overclocker E- Migration verkleinern will, muß er sehr gut kühlen.... leider sagt aber der gemessene Temperaturwert nicht aus, ob man noch im Grünen ist, denn es gibt sogenannte "Hotspots", Zonen, die wesentlich heißer sind als der Rest des Schaltkreises....