|
CPU的极限温度
军用级:120度以上
服务器级:100以上
民用级:80度左右.
temp1 是系统温度
temp2 是CPU温度
temp3是硬盘
关于cpu温度极限与电子迁移问题的探讨
国内有不少报刊杂志都谈论过电子迁移这个问题，对于有些超频使用的CPU在40摄制度下就烧毁的现象，解释为电子迁移现象在低温状态下发生的原因。但是，笔者对此持有不同的看法，希望通过量子力学的理论与实际测试，说明这个问题。
低温下，或者说室温下，是绝对不会发生电子迁移现象的。我们先看看电子迁移问题的成因。
1、电子运动速度与电流密度和温度的关系
研究这个问题，其实就是研究电流密度与电子漂移速度和热运动速度的关系。电流密度I，电子迁移速度即电子飘逸速度，为Vd。下面，我们找出它们的关系。
图一
我们在金属导体中取一小面元⊿S，如图一。法线方向与该处的电流密度j的方向一致，以⊿S为底，Vd 为高作一小柱体，n为自由电子数密度。显然，柱内自由电子数为n⊿S Vd。则此柱内的全部自由电子将在⊿t时间间隔内通过⊿S，所以在⊿t时间内通过⊿S的电量为
⊿q＝en⊿S Vd⊿t
因此，通过截面的电流密度和电流强度的数值为
I＝⊿q/⊿t = en⊿S Vd
J=I/⊿S= en Vd
如写成矢量形式，则为
J=I/⊿S= －en Vd （电子移动方向与电流相反）
例如，对于铜导线，n=8.49X10 e28 1/m立方，e=1.6X10 e-19 C。如果CPU采用.18微米，电流为8安（相当于CPU功率为14W），则j＝8/0.18^2 * 10e12=2.46x10e14。
那么，电子迁移速度Vd＝1.8x10e6 m/s，而电子热运动的速度在室温下是10e6数量级，在60～70摄氏度时候，就上升到10e7数量级，可见，在70度的温度下，电子迁移的速度远少于热运动的速度。如果要电子漂移速度超过热运动的速度，则CPU电流要超过50安，这个电流比大功率直流电焊机工作电流还大。
当我们接通电路的时候，起作用的速度并不是电子的飘移速度，而是电场的传播速度，它将场源变化的信息以光速传播出去，使整个电路中几乎同时建立起电场，导线中的电子几乎同时逆着场强方向作漂移运动，因此在一瞬间导线里就形成了电流。
由此可见，导致CPU内电子迁移现象的并不是电流或者其他原因，而是因为CPU过热，在室温下，CPU是不会产生电子迁移现象的。
2、量子力学对电子迁移现象的解释
您是否有个疑问：我用一个电子打不动金属原子，那么我用10个，100个呢？答案是否定的。这涉及到量子力学原理。微观世界里面的物理现象和宏观世界截然不同。在电子迁移现象里面，电子表现为波粒二象性。电子把金属原子打离晶格的方程如下：
hμ=1/2*mV^2 + A
μ为电子的波长，hμ为电子的能力，m为金属原子质量，V为原子脱离速度，A是原子克服金属晶格吸引力需要最小的功。所以，电子要把金属原子打离晶格，其速度要在10e7到10e8数量级以上。电子迁移可以说是由电场方向与电子热运动两个原因造成的，热运动提供电子能量，电场（电流方向）提供一个冲击的方向，使电子无序的热运动成为有序，形成稳定的hμ。
类似的原理，从宏观上可以通过光电效应认识，只有光子频率超过金属的红限频率（金属逸出功），才可能把金属内的电子轰出来。如果光子的频率不够，加大光强根本没有作用。
为了进一步证明，我们做了一个简单的测试：CII566运行于标准频率下，通过电吹风加热到55摄氏度（主板温度监控），只要运行CPU占用率高的程序，一会就死机了；而把CII566 OC TO 850，系统温度为50度左右，运行QUAKEIII 10都分钟才死机。估计此时的温度已经超过55摄氏度，而其实内核的温度已经超过了80摄氏度。这个问题我们在下面解释。
我们再来看看，为什么会出现CPU在低温下烧毁的问题。
大家觉得现在主板报告的CPU温度是他的内核温度吗？答案是否定的。现在台式机测试的CPU温度都是CPU散热片的问题，而不是内核问题。而大部分笔记本测试的CPU温度，就是内核温度了，这是从笔记本散热、稳定、节能等多方面因素决定的。
如果告诉大家，笔者的笔记本电脑散热风扇是在CPU温度超过75摄氏度后，才会开动起来主动散热的，大家是否为笔者抹一把汗呢？其实，大可不必。笔者就是这样用了1年多了，从没有因为过热死过机。笔记本中对CPU测温采用的是热敏电阻，测温点在CPU底部，如果是直接读数的话，其实温度并没有这么高，而其显示的监控温度，是经过校正的，比它测量的温度高，更加接近CPU的内核温度。
而台式机的测温就没有这么讲究了，报告的是CPU散热片的真实温度。更有甚者，测温探头根本就没有和CPU散热片或者CPU接触，测量的只是CPU附近的空气温度。这才是造成CPU在"低温"下烧毁的原因。从INTEL公布的数据来看，PIII550E的温度极限在85摄氏度，PIII800E的极限温度在80度左右。
笔者不鼓励过度超频，所谓过度，就是加电压，特别是加电压的范围超过10％，这样，对CPU是有伤害的。因为增加了内核电压，就增加了内核的电流，CPU的极限温度也会降低，即便是温度不高，也会产生电子迁移现象，对CPU造成内伤。
[/table] |
|
收藏
