Prozessoren immer schlechter Übertaktbar! (Elektromigration)

[>Revolution<]

Elektromigration​

Nach immer schlechterer Übertaktbarkeit meines Core 2 Duo e4300 habe ich mich mal auf dem Grund gemacht woran es liegen kann, welche cpus betroffen sind und die Ausmaß der immer schlechterer Übertaktbarkeit.

Aufnahme eines Ausfallortes verursacht durch Elektromigration in einer Kupferleiterbahn unter dem Rasterelektronenmikroskop. Die Passivierung wurde vorher durch RIE und Fluorwasserstoffsäure entfernt.

Inhaltsverzeichnis:

1. Mein System (April-Oktober 2007)
2. Nach ein paar Monaten (Oktober 2007)
3. Woran kann es liegen
4. Welche CPUs sind betroffen
5. Was kann man machen?
6. Fazit:

1. Mein System

Ich besitze einen Core 2 Duo e4300.
Nach der Anlieferung vom Postboden (April 2007) hatte ich meine neue cpu auch gleich übertaktet bin auf ca. 3.6 Ghz mit 1.5 Volt gekommen.
Klar ich wollte nicht dauernt 1.5 Volt auf mein Prozessor hauen.
Und so hatte ich einen Kompromis aus Takt und Spannung (3Ghz und 1.325 Volt)


2. Nach ein paar Monaten (Oktober 2007)

Nach ein gutgelaunten Arbeitstag irgentwann diesen Monats wollte ich meinen PC anschalten und was da, Windows wurde instabil, hängte sich immer zwischenzeitlich auf und... aber spielen konnte ich noch was mich verwunderte.
Ich hatte im bios den fsb auf 1066 Mhz runter gekurbelt was einen Endtakt von 2.4 Ghz ergibt. Nach einen Neustart wollte der computer einfach nicht mehr booten.
Mit 2.2 Gzh lief er danach ohne Probleme!

Leiterbahnunterbrechung durch Abtragung.

3. Woran kann es liegen?

Die Frage will ich auf dem Grund gehen.


Elektomigration

Elektomigration was ist das:

Zitat von Wikipedia: unter Elektromigration (EM) versteht man einen Materialtransport durch allmähliche Bewegung von Ionen in einem festen Leiter, der durch den elektrischen Strom verursacht wird. Kollisionen von Elektronen mit den Ionen und in geringerem Maß auch das elektrische Feld üben eine Kraft auf die Ionen aus, weshalb sie während eines Diffusionsschrittes bevorzugt in eine bestimmte Richtung wandern. Durch die Verkleinerung der Strukturen erhöht sich die praktische Bedeutung dieses Effekts.

Material, welches an einer Stelle abgetragen wird, lagert sich an einer anderen Stelle wieder an. In diesem Fall sind zwei hügelförmige Auswüchse (hillocks) entstanden.

Kurz:
Elektronen reißen Metallatome im Strom mit.
Metallatome lagern sich an anderen Stellen wieder ab.
Lücken & Verdichtungen entstehen in Leiterbahn.
Resultat sind unter Anderem Kurzschlüsse.


Warum wird Elektromigration erst jetzt zum Problem?

Dünner werdende Leiterbahnen.
Höhere Spannungen an Leiterbahnen.
Größere Anzahlen an Transistoren auf oftmals kleinerem Raum.
Stärkere Temperaturentwicklung.
Erreichen der Leistungsgrenzen der Materialien.


Zukunft:

Künftige Prozessoren werden auf sehr starke Kühlung angewiesen sein.
Lebensdauer neuer Prozessoren wird kürzer ausfallen.
Stillstand der Entwicklung ohne neue Materialien bzw. auch Techniken bis ca. 2010.


4. Welche CPUs sind betroffen

Prinzipiell sind alle Prozessoren betroffen.
Nur bei den neuen Core 2 Duos/Quads ist die Fertigung natürlich noch kleiner (65nm) als bei aktuellen AMD Prozessoren (90nm)

Dicker fadenartiger Auswuchs oder filamentartige Struktur (whisker)

5. Was kann man machen?

Eigendlich nichts der Prozessor wird eh früher oder später durchbrennen.
Man sollte auf zu hohen V-Core verzichten (beschleunigt die Elektromigration) nur was wirklich nötig ist.
Nicht zu stark OCen.


6. Fazit:

Habt keine Angst ich denke das sind nur Einzelfälle oder stimmt doch mal drüber ab.
Hat euro CPU auch ein Schlag weg?
Braucht der Prozzi immer mehr VCore?
Schreibt alles was euch zu diesem Thema einfällt!

Wer mehr wissen will:
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromigration

 

[Firestorm-]

hm hab ich so noch gar nicht in diesem zusammenhang gewusst. also mein cpu hat solche probleme nicht worüber ich auch recht froh bin

 

[bttn]

Alt bekanntes, aber schöne Fotos...
Allerdings ensteht der Eindruck, dass Du die Fotos von Deinem System gemacht hast, was ich aber nicht glaube. Kann mir schwer vorstellen, dass Du über ein Labor mit einem Rasterelektronenmikroskop verfügst. Würde ich ändern

Hab seit Jahren mein System immer moderat bis hoch oc´ed. Bisher nicht eine einzige CPU "getötet". Wenns doch passiert...na und? Für 95€ bekomm ich eine gleichwertige, prested. Meiner hier läuft bis jetzt unverändert, keine Ausfälle, keine Vcore-Spritzen.

 

[Defragg]

Ja, nette Bilder. Schade um deine CPU, ich selbst habe das Pech noch nicht gehabt. Auch seit Jahren am OCen und nie etwas passiert.
Und zu dem Thema überhaupt, was soll´s, dann hält der Proz eben nur 2-3 Jahre, in der Zeit kommen sowieso 1-2 Neue

...aber April bis Oktober (Taschenrechner rauskram)... irgendwie bedenklich

Gruss

 

[bitfunker]

Ich würde ja eher drauf tippen, dass du den bei der 1,5V-Aktion getiltet hast; mir ist kein "gesund" getakteter Prozzi untergekommen, der sich derart verhalten hat.

Beispielsweise lief mein oller PIII 500@733 über viele, viele Jahre hinweg ohne Probleme; ebenso, aber nicht ganz so lange mein Barton 2500+ @2,2GHz oder auch der Opti 144@2,8GHz (Reftakt 311MHz).

Den C2D habe ich logischerhalber noch nicht lange genug, um darüber was sagen zu können, aber ich denke, bei einem gesunden VCore wird auch der keine Probleme machen; läuft bei 1,328V

 

[Humptidumpti]

Tja schön geschrieben. Aber alles schon bekannt.

Allerdings glaube ich nicht das deine CPU wegen Elektronenmigration den Takt nicht mehr schafft.

Dafür ist die Zeit die du ihn betreibst und die VCore einfach zu gering.

Da du dich ja so intensiv mit dem Thema auseinandersetzt guck dir mal die Spezifikatioenen bzgl. VCore bei Intel an.

Deine CPU dürfte unter Vollast 1,5V VCore bekommen. Das haben die zwar kürzlich erst geändert aber vorher war die max. VCore auch 1,325-1,375V VCore.

Der Wikipedia Artikel geht ja recht gut drauf ein was zu Elektronenmigration führt. Das wären der Intensität nach geordnet: Spannung, Temperatur und Takt.

Wenn man sich jetzt mal Gedanken darüber macht dürfte man doch recht schnell zu dem Schluss kommen das hier nicht die Elektronenmigration zum Versagen (oder teilweise Versagen) der CPU geführt hat, wenn die Spannung und die Temp im von Intel angegeben Rahmen liegen. Der Takt kann es auchnicht sein, denn es gibt ja durchaus auch C2Ds die @ default 3GHz takten und nicht nach ein paar Monaten abrauchen.

Vermutlich ist einfach irgendwas anderes die Ursache. Solange man die CPU nicht in einem anderen System gegentestet weis man garnix.

Alles Panikmache

 

[rumpel01]

Wenn der kleine E4300 mit dem Scythe Infinity bei 1,5V (Last) auf die 3,6Ghz geprügelt wurde, könnte ich mir ehrlich gesagt auch ein Hitzeproblem vorstellen. Meiner ist bei knapp 3,3Ghz bei 1,355V Lastspannung gerade so unterhalb der 60°C-Marke zu halten (Scythe Andy Samurai Master, CoreTemp 0.95.4 sowie Everest). Da allerdings noch zu Beginn des Jahres die Temperatur-Auslesung des L2-Steppings noch deutlich schwieriger war, würde ich da den Hund begraben sehen wollen.

Ältere Programme wie Coretemp 0.94 lesen bekanntlich grundsätzlich 15°C weniger aus, wodurch es möglich ist, dass bei ausgelesenen 62°C tatsächliche 75°C anliegen. Hinzu kommt dann noch das Problem der Hotspots, die heißer sein können als die von der Diode ausgelesene Temperatur für den Die. 80-85°C wären da schnell möglich und könnten u.U. für einen Schaden verantwortlich sein ....

 

[>Revolution<]

Na klar sind es nicht meine Prozessoren auf den Bildern.
Wollte nur mal zeigen was durch Elektromigration möglich ist.

Ich finde es nur komisch das meine cpu vorher die ganze zeit mit 3ghz ging und jetzt plötzlich nicht mehr.

So heiß wurde meine cpu auch nicht, max. 60°C gemessen (CoreTemp und Everest)
Die 1.5 Volt waren nur sehr kurz vll. 3-4 Stunden nur zum Extrem OC und verschiedene Benchmark listen.

 

[rumpel01]

Wie gesagt, Deine 60°C könnten einfach falsch ausgelesene Werte gewesen sein. Bei 1,5V und Luftkühlung kann ich mir das nicht mehr wirklich vorstellen. Mit CoreTemp 0.94 erreiche ich auch 45°C unter Last, nur wer soll das glauben?

Die L2-Auslese-Problematik ist Dir aber schon bekannt, oder?

 

[MöCkY]

Ich habe zwar eine andere CPU die etwas mehr Heitzt, da habe ich max. 47°C unter last, nagut aber meine Spannung ist sehr niedrig

aber gehe ich auf 1,4V bin ich schon über 60°C, daher kann ich mir auch nicht vorstellen das ein Infinity das schaft bei 1,5V.

PS: meine CPU läuft jetzt schon 11Monate so, ohne Probleme.

 

[>Revolution<]

Der Mugen (Infinity) ist schon riesiger Kühler hab noch mehr lüfter hingestellt und das Mainboard auf mein Schreibtisch gestellt (Ohne Gehäuse). Sollt ja nur ein "Extrem OC" sein und daher nur wenige Stunden dauern.

Nur zu meiner Frage:

Warum ging mein Prozessor die ganze Zeit und jetzt plötzlich nicht mehr?

 

[MöCkY]

vieleicht liegt es nicht an der CPU, sonder am Board?

 

[elite-kampfsau]

Hier im Forum gibt's ja viele Experten, aber ich bezweifle, dass jemand so viel Ahnung und tiefgründiges Wissen hat, um diese Frage mit Sicherheit klären zu können. Natürlich nicht's gegen die Leute hier, vielleicht macht ja doch einer beruflich so etwas oder hat seeehr viel Erfahrung damit .

Imo ist dies eher ein Fall für Experten - du könntest an diverse Magazine oder Supports oder ähnliches eine Schilderung deines Problems/Falles schicken. Vielleicht nimmt sich einer dieser Sache an. Wohin genau man sich da wendet, kann ich dir allerdings auch nicht sagen. Ist der Intel-Support kompetent ?

MfG
Jens

 

[MrDesperados]

Wenn das Gehäuse nur noch offen war, dann versemmelt man aber auch den Luftstrom im Gehäuse und es kann zu Verwirbelungen der Luft kommen. Die Kühlleistung ist bei einem Gehäuse eigentlich am Besten wenn es zu ist, es sei denn man hat alles vollgestopft mit Kabeln und zu wenig oder falsch ausgerichtete Lüfter im System oder hat sich halt keine Gedanken um den Luftstrom gemacht.

Bei meinem System ist die CPU am kühlsten wenn das Gehäuse zu ist.

Du hast mit deiner CPU wohl einfach pech gehabt. Nicht jede CPU verträgt ein bestimmtes Maß an OC, egal wie lange die CPU übertaktet wird. Vielleicht war deine CPU einfach qualitativ einfach so gestrickt dass sie den normalzustand perfekt hinbekommt aber bei OC direkt Schaden nimmt. Ich denke das wird dir niemand beantworten können.

 

[GaBBa-Gandalf]

naja alles halb so wild - zumindest für das Jahr 2010 - vielleicht gibts dann schon die ersten Quantencomputer

PS und traut nicht den Temps !

Hab ne sehr gute Wakü und nen geschliffenen IHS meines E6600 @ 3,6GHz bei 1,29V und hab unter vollast 59°C - was sehr gut ist.

Viele Tools lesen auf best Boards halt keine genauen werte ab...

 

[deathblade-808]

Ich hatte mal einen E6300, der ging problemlos auf 2,8GHz . Nach ein bis zwei Jahren waren nurnoch 2,4GHz drin.

 

[Bumbelbee]

Ich kenne des Problem auch von meinem E4300! Er taktete gut 1/2 Jahr mit 3,2 GHZ und plötzlich ging da nichts mehr! Musste den Prozzi monatlich um ca 100- 200 MHZ senken! Als ich dann bei 2,4 GHZ angekommen bin, hab ich ihn in der Bucht verscherbelt und mir nen E8200gegönnt!


Die genauen Spezifikationen kenn ich leider auch nicht mehr, ich habe ihn jedoch immer gut gekühlt. (Antec 900/ Termalright Extreme 120)

Spannung war auch sehr moderat.

Hab mich dann jedoch nicht mehr sonderlich mit dem Thema befasst.

 

[ZeroCoolRiddler]

Mein alter E4300 hatte solche Probleme nicht. Lief am Anfang auf 3,6GHz mit 1,55V. Hab ihn später meinem Bruder verkauft, der ihn mit 3GHZ bei 1,2V laufen lies.

Läuft immer noch Top und das seit 3 Jahren.

Bei mir unter ner WaKü, bei meinem Bruder unter LuKü.

 

[Fonce]

ich hab ihn mit 1.325V laufen und nicht mit 1.2V

 

[ZeroCoolRiddler]

Du hast ja auch ein IP35-e.

Auf dem P5B lief er mit 1,2V.