9990XE: 14nm, (fast) 1,5V offiziell ... warum ist das problemlos machbar?

[Baal Netbeck]

Ich denke die CPU ist nur für absolute Spezialisten gedacht....sagt Roman ja auch.

Und da wir hier die absoluten spitzen Chips haben, wird Intel wohl davon ausgehen, dass diese besonders wenige "Engstellen" aufweisen. Solche Engstellen sind es ja, wo lokal die Temperatur stark ansteigt und viel Spannung/Strom auf Dauer den Chip degeneriert.

Dann gehen sie vermutlich von einer extremen Kühlung aus und haben Schutzmechanismen um die Belastung bei nicht perfekter Kühlung zu senken....ist ja heutzutage Standard.

Und wenn es gekühlt werden kann, kann man da auch viel Spannung drauf hauen.
Sieht man ja auch bei Stickstoff übertaktungen.
Da sind dann auch 1,7 oder 1,8V möglich....mit Luftkühlung wäre die CPU da nach kurzer Zeit kaputt.

 

[fragemann]

Und das bringt dich zu der pauschalisierten Aussage das ein Node Shrink immer mit einer Senkung der Betriebsspannung einher gehen muss? Ziemlich dünne Faktenlage.

Macht man es nicht, steigt die Elektromigration. Es gibt natürlich Toleranzen, das ist klar.

 

[FranzvonAssisi]

Elektromigration ist nicht abhängig von der Spannung sondern von der Stromdichte, bei gleichbleibender Leiterquerschnittsfläche also proportional zum Strom.

Durch eine Erhöhung des Widerstands ließen sich also auch höhere Spannungen anlegen ohne die Elektromigration zu beschleunigen.

Heutige CPUs sind - soweit ich weiß - deutlich effizienter, benötigen weniger Strom, insofern dürfte das dem Effekt der Elektromigration auch entgegenwirken.

Lg

 

[Bl4cke4gle]

Ich denke die Elektronenmigration hatte damals beim Northwood einfach extreme Auswirkungen. Es bildeten sich Hotspots an kleinen Stellen, die so auch nicht von den Temperaturfühlern erkannt wurden. Ich schätze mal bei den neuen Chips wird das jetzt einerseits vom Design her angegangen, also an potentiell heißen Stellen mehr Material stehen zu lassen und andererseits durch eine höhere Materialgüte im Sinne von besseren Silizium-Einkristallen und einer homogeneren Dotierung.

 

[Tada100]

Mal nebenbei, nur weil eine CPu 1.5V Vcore bekommt heißt das nicht das jeder Cpu-kern dieses auch gleich abbekommt auch wenn die Höche der Spannnung warscheinlich auf die Dauer nicht gesund ist, da die spannungen für x sachen in der Cpu reguliert und neu verteilt werden müssen, da sich weit mehr als nur eine bzw. mehrere Cpu´s in auf einem Die befinden.

Desweiteren sorgen meist schutzmechanismen dafür das man es nicht übertreibt.
Was aber nicht heißen soll das einer die CPU nicht grillen kann.
Dazu kannn man ein z.B eine am2+ Cpu auch nicht mit einer heutigen am4 cpu vergleichen.
Das selbe gilt für Intel. Nicht nur was die GHz oder Strukturbreite angeht, sondern auch wie die Cpu genau funktioniert und aufgebaut ist etc.

 

[PuscHELL76]

Der Ton macht die Musik @fragemann .. und deiner ist unverschämt für einen öffentlichen Thread.
Ich empfehle eine kleine runde in deinem wohnzimmer, wo du dann wegschicken kannst wer dir nicht passt

...und Ich empfehle dir nicht jedes Thema zu kommentieren.
Die User kommentare auf Computerbase sind einfach nur noch erbärmlich (von usern wie HisN mal abgesehen).
Ich frag mich auch wie man sich immer berufen fuehlen muss alles kommentieren zu muessen ohne die geringste ahnung zu haben...
und nein 1,5 volt ist nicht gesund weder in 14nm noch in 7nm

 

[Bl4cke4gle]

Was mir gerade noch für Gedanken kommen: Kleinere Strukturbreite heißt auch kürzerer Elektronenkanal unterhalb der Gates der MOSFETs, was wiederum weniger Elektronen benötigt um den Kanal aufzubauen, was wiederum weniger Leistungsaufnahme bedeutet. Insgesamt werden die 1,5V bei einer kleineren Struktur für weniger Wärme sorgen als bei einer größeren, da weniger Leistung benötigt wird (bzw. der Strom ist kleiner). Spannungserhöhung heißt unter diesen Umständen demnach nicht auch gleich mehr Wärme. Es könnte also sein sein, dass die 1,5V hier relativ unproblematisch sind. (EDIT: gleichzeitig sind natürlich insgesamt mehr Transistoren vorhanden, was wiederum mehr Leistung zieht... Es ist kompliziert )

Kann jetzt nicht hunderprozentig korrekt sein oder gar falsch, so oder so lassen sich aber bei den ganzen Einflüssen vermutlich keine strikt linearen Zusammenhänge herleiten.

 

['Xander]

Kauf dir die CPU und schau, wie lang sie hält. Dann weisst du es✌🏻

 

[M.tze]

die VCore wurde gesenkt, um die Leistungsaufnahme gering zu halten, es ist kein Automatismus, dass mit kleineren Strukturen die Spannung kleiner werden muss.

Naja, kommt drauf an, was man skaliert. Skaliert man den Transistor MUSS die Spannung kleiner werden, weil das Gate-Oxid dünner werden muss. Dünneres Gate Oxid heißt kleinere Durchbruchspannung. Skaliert man "nur" die Packungsdichte, kann die Spannung gleich bleiben.

Die anlegbare Maximalspannung (an den Transistor - nicht den Chip!!) wird nur von der Durchbruchspannung des Gates bestimmt und nicht vom Elektromigrationseffekt. Elektromigration lässt sich einfach verhindern durch ausreichend breite Leiterbahnen.

[...]
Kann jetzt nicht hunderprozentig korrekt sein oder gar falsch, so oder so lassen sich aber bei den ganzen Einflüssen vermutlich keine strikt linearen Zusammenhänge herleiten.

Ja, ist sogar total falsch... Die Verlustleistung wird durch das Umladen von Kapazitäten erzeugt und fließt da quadratisch ein. Mehr Spannung heißt IMMER deutlich mehr Verlustleistung.

 

[Bl4cke4gle]

Ja, ist sogar total falsch... Die Verlustleistung wird durch das Umladen von Kapazitäten erzeugt und fließt da quadratisch ein. Mehr Spannung heißt IMMER deutlich mehr Verlustleistung.

Hehe Ok, habe gerade auch noch mal nachgelesen. Schaltverluste am FET selbst sind allerdings nicht quadratisch von der Spannung abhängig
Bei den Treibern wird es interessant und ja, zugegeben, da spielt die Spannung im Quadrat rein. Interessant fände ich jetzt, ob die Gatekapazitäten bei den neuen Strukturbreiten eventuell so stark verringert wurden, dass selbst eine Spannung von 1,5V wie im Beispiel dagegen vergleichsweise vernachlässigbar ausfällt.
Außerdem dürfte mit kleinerer Strukturbreite die Anforderung an die Gatetreiber doch auch sinken oder?

 

[M.tze]

Ja stimmt, die Gate-Kapazitäten sind nicht mehr der dominierende Stromfresser. Das sind kapazitätsbeiträge aus den Leiterbahnen von der Verdrahtung... die machen mindestens 50 % der Verlustleistung aus. Hier ( -> KLICK) ist ein Paper von 2004 von Intel, da sprechen die bereits darüber, dass 50% (der dynamic power...) ins interconnect gehen. Echt übel.

Ja, wenn man die Strukturbreite kleiner macht, muss der Treiber weniger Power haben. Darum kann man den ja auch um den Flächenfaktor 2 skalieren, so wie alles andere :-) (also, nach Moorsches Gesetz um Faktor 2... )

 

[Stuntmp02]

Ich kann euch mit Sicherheit sagen, dass durch OC mein alter Core i7 920 4Ghz@1,3v nach 2,5 Jahren gestorben ist, jedoch habe ich dort ein bisschen die LLC unter Verdacht gehabt. Das hat sporadisch mit einem BSOD angefangen und irgendwann konnte ich nichtmal mehr 5 Minuten Windows nutzen.

Der defekte CPU wurde von Intel übrigens anstandslos auf Garantie getauscht, die wollten aber von mir vorher den Nachweis über einen Kreuztausch (welche Privatperson hat bitte einen Ersatz-CPU daheim?), zum Glück ist bei uns auf der Arbeit damals ein 1366er Server rausgeflogen und ich durfte mir einen CPU für den Kreuztausch leihen. Das waren noch Zeiten, als man Xeon Prozessoren auf Consumer Boards bauen und sogar übertakten konnte...

1,5v für diesen CPU halte ich für extrem ungesund, das ist ein reiner Prestige-Prozessor und eigentlich nur für ExtremOC-Sessions nutzbar. Selbst mit einer Custom WaKü läuft der schon im Cinebench instant ins Temperaturlimit von 110°C. Intel gibt maximal 3 Jahre Garantie und alles was danach passiert, ist denen ohnehin völlig egal.