Bonjour à tous,
 
Dans le cadre d'un projet d'étude, je desirerais connaitre la réponse à la question suivante :
 
Pourquoi lorsqu'une puce devient trop chaude elle devient instable et le systeme crash ? Je suppose que la temperature empeche le composant de calculer correctement, mais plus precisement, pourquoi (par exemple, des tensions pourries peuvent transformer un "1" en un "0" et inversement) ?
 
Merci d'avance  
(J'aurais probablement d'autres questions dans le genre )

Plus le température s'élève, plus les courants de fuite sont importants et engendrent des erreurs de commutation des transistors.

merci pour ta réponse :
Qu'est ce que sont "les courant de fuite"?
 
La chaleur aurait donc un effet semblables aux mauvaises tensions?

ce sont des petits court-circuit en gros.

Oki-doki
Merci bien

tu as aussi le bruit thermique généré par les électrons en mouvement , plus la T° augmente plus ceux-ci ont un comportement "chaotique" ! le rapport signal utile/bruit devient mauvais , et l'information se perd . Comme tu disais , la tension des "1" ne se distingue plus de celle des "0" . D'où la necessité d'augmenter le Vcore en cas d'overclock, tout en restant à des T° raisonnable !!!

Pas mieux qu'Olioops, ça doit principalement avoir trait à l'excitation des électrons qui ne sont plus capables de se suivre sans partir faire la fête, créant des retards, des réverbérations et des fuites par le substrat.

Donc en gros, ils pètes les plons quand je mes un OCCT ?

Les pauvres ,c'est mechant.
Un jours ou tous ces pauvre electrons vont se rebeller ,vous fairai moins les stecks!

Non, les miens son drogués au vcore

L'augmentation de la température change un peu les paramètres physiques  du semi-conducteur qui compose les transistor (silicium en général), entre autre sa conductivité. Ainsi, si le courant peut passer ou ne pas passer en fonction de la température, sans changer la tension.

Je suis ingenieur en electronique, et ayant assez peu de connaissances sur le sujet, j'ai moi meme du etudier un peu la question pour mon travail. Si tu veux, je connais qques bon livres qui pourraient eventuellement t'aider, les seuls a etre corrects semblent etre en anglais (enfin en tous cas pas en francais).

Disons que les effets de la temperature sur le fonctionnement d'un systeme (pas seulement des composants semi-conducteurs d'ailleurs) se font sur 2 plans :
1) la variation des parametres electriques des composants, comme le dis Wanou85, ce qui peut provoquer des erreurs dans les donnees ou autres signaux transmis.
2) la variation des autres parametres physiques qui ont un impact sur la duree de vie du systeme.

1) Avec la temperature varient la conductivite, la resistance, la permitivite / permeabilite electromagnetique, etc..., ce qui a un impact sur les caracteristiques du circuit electronique qui, meme numerique, peut se retrouver a mettre un "1" la ou on attendait un "0" ou l'inverse.

2) Il s'agit entre autres du fait que l'augmentation de la temperature, ou encore de l'humidite, peuvent deteriorer les composants du systeme.
Cela peut etre du a la favorisation des reactions chimiques dans les composants. Il peut y avoir aussi des deteriorations dues aux efforts mecaniques provoques par la hausse de la temperature, ou de l'humidite ou tout simplement par les ecarts de temperatures, par exemple au niveau des connexions qui relient les pads de la puce silicium d'un cpu avec les pins de son package/boitier (la puce silicium n'occupe qu'une petite partie au milieux du package d'un composant semi-conducteur, la majorite de la place etant occupee par le package lui meme et par les connexions a l'exterieur). Les divers attachements ou liens dans les composants (lien entre la puce et le package/boitier, entre la puce et les connecteurs externes) peuvent en effet etre deteriores (decrochement, craquelure...) par les ecarts de temperature, le plus dangereux etant le demarrage a froid dans l'humidite en general.
Il existe de tres nombreux cas de cassures de ce type, surtout si le process de fabrication n'est pas bien maitrise, meme si les utilisateurs finaux recoivent heureusement des composants qui marche et ayant une fiabilite correcte.

La deterioration peut aussi venir d'une sur-sollicitation electrique des composants, qui elle meme peut provenir de la hausse de la temperature comme je l'ecris au paragraphe 1) .

Bien sur, les ingenieurs thermiciens, ou encore les ingenieurs qui concoivent les boitiers de composants doivent evaluer les differents risques lies a cela, et realiser leur composant ou leur systeme de facon que les variations de temperature est le moins d'impact possible. Il s 'agit par ex d'utiliser des materiaux dont les caracteristiques mises en jeu dans le composant (la resistance pour une resistance par ex) ont une courbe de variation qui s'aplatie sur la plage de temperature prevue pour le fonctionnement du systeme.

Au passage, il existe aussi d'autres causes de deterioration que la temperature lorsqu'on pratique l'overclocking des composants. Il y a bien sur l'augmentation de la tension faite afin d'overclocker (ca permet d'augmenter le rapport signal / bruit du composant, en gros, meme si cela a ses limites) .
J'ai egalement entendu parler que la frequence elle-meme pouvait deteriorer le composant. Je ne me souviens plus exactement, mais un specialiste a observe au microscope electronique un cpu fortement overclocke pendant plusieurs mois et a constate que les canaux des transistors du cpu etaient literalement uses par ces hautes frequences (enfin par les champs electromagnetiques qui en resultent). Il y aussi je crois un phenomene de bloquage des portes logiques qui n'arrivent plus a suivre la frequncence de fonctionnement, qui peut etre irreversible, meme si je ne connais pas cela en detail (et on sort de la categorie deterioration par usure dans ce cas).

Cela dit, etant donnee la duree de vie des PC sur le plan des performances, les overclockers habitues savent par experience aussi bien que moi que les cas de casse de composants par usure prematuree sont tres rares. Je ne parle pas des tensions trop elevees, courts-circuits ou autre cramages de CPU, ca ca arrive trop souvent (j'en vois deja qui se sentent vises ^^, moi aussi), mais ca n'est pas de l'usure.

 
 
C'est bien intéressant tout sa, je vais peux être plus o/c mes cpu/gpu moi.
 
Petite question, le cpu en question, un pentium 4, core2duo ou AMD ?
 
Je pense que c'est un Intel, vue qu'il y a question de haute fréquence ?  
 
Sinon j'avais déjà entendu parlé de se phénoménale " craquement " du cpu, mais j'avais vue que cela se produisais asse tard  

Je pense qu'a moins de vouloir garder ton materiel pendant plus de 20 ans, les pieces de pc sont suffisamment bien concues pour resister a l'oc donc pas de panique non plus ! : ) Ca n'est qu'une supposition mais on entend quand meme rarement parler de composants qui claquent soudain sans raison, sans surtensions ou autre cause qui ne viendrait pas de l'usure. En theorie c'est bien sur tout a fait possible comme je l'explique.

Le petit article sur l'observation d'un cpu abime par son oc a cause des freq elevees, ca devait etre il y a longtemps, peut etre du temps des premiers P4, je ne me souviens plus vraiment a vrai dire. A priori, plus que la freq de fonctionnement, c etait le fait qu'il fonctionne en dehors de ses specs le pb. Mais bon je peux pas t'en dire plus, mes souvenirs sont assez flous.

Pour les craquelures ou autres deteriorations dues aux efforts mecaniques eux meme dues aux changements de temperature; sur les composants si tout va bien ca se produit tard, parce qu'on fait en sorte de faire des composants pour qui ca ne joue pas trop. Mais dans l'absolu, on est pas a l'abri. C'est d'ailleurs encore plus vrai pour les PCB puisque dans ma boite, on fait produire des PCB, or l'usine qui a produit ces pcb n'etait pas au point niveau process (je suis pas specialiste en prod mais apparemment) et rien qu'en laissant les pcb 6 mois en stock, sans composant ni rien (des pcb nus donc et c egalement ca qui etait la cause d'apres ce qu'on m'a dit), ca provoquait ces craquelures.

cela dit c vrai qu'on peut se demander si les gros systemes de refroidissement type inversion de phase ou autres azote liquide ne posent pas un probleme de deterioration du fait de la temperature tres basse et des ecarts eleves que ca peut provoquer.

C'est assez simple en fait: à très basse température le substrat est "gelé" (au sens thermodynamique: plus de mouvement des électrons) et on force donc les électrons à se déplacer en ligne droite là où ils le doivent.
 
Ca pose bien d'autres problèmes quand on se rapproche du zéro absolu puisque les semi-conducteurs ne le sont plus vraiment, certains passant dans la catégorie isolants et d'autres dans la partie supra-conducteurs, mais si on se conserve une petite marge, comme avec l'azote liquide, les interconnexions et jonctions fonctionnent normalement, on ne fait que "renforcer les berges" pour imager.

Gigathlon > ca c le cote electrique mais au niveau mecanique, le froid est plutot un enemi. Les puces ont une certaines elasticite et un coefficients d'expansion qui fait que les materiaux qui composent le PCB ou les composants se deforme plus ou moins avec une variation de temperature.

Par experience et pour avoir souvent bencher des systemes sous etuve (des cartes PCI avec des processeurs de ma boite dessus) ou on fait varier la temperature ambiante par ex de 0 degre a 50 degres, le demarrage a froid est le plus mauvais pour les composants, mais ca n'est pas du au mouvement des electrons mais a la deformation des materiaux.

Il existe aussi un aspect electrique bien sur qui fait qu'il peut y avoir des erreurs sur des signaux a cause de la temperature froide, simplement parce que les caracteristiques du circuit sont sorties de la plage de temperatures normales, que ca soit dans un sens ou dans l'autres, vers le chaud ou vers le froid

par contre je suis pas exactement ou tu veux en venir en parlant de forcer les electrons a se deplacer en ligne droite.  
et je pige pas bien non plus l'histoire des semiconducteurs. T sur que tu vas pas un peu trop vite et loin dans la simplification et dans les conclusions la quand meme ?

sinon je suis d'accord avec olioops sur le bruit thermique. je me souvenais plus de tout ca mais ca me revient.

Et bien! Que d'explications Je ne pouvais pas esperer mieux, ca pourra me permettre d'avoir les connaissances necessaires pour expliquer/situer le phenomène. Si vous avez d'autre informations du type, je suis prenneur
 
Merci à tous

J'aurais une question moi aussi.
 
Pourquoi un proc peux " exploser " avec 2.2v par exemple, les nouveaux 45nm ?
 
Pourquoi une finesse de gravure plus petite, rend la puce " fragile " ?

Je sais que ca a un role au niveau de l'electro migration :
La chaleur et les tensions trop elevées (peut etre aussi les fréquences, mais là je ne suis pas sur) jouent sur ce phenomene :
concretement, l'electromigration c'est lorsqu'un atome se détache de sa piste (et va parfois se loger autre part). C'est consideré par certains comme étant à l'origine du "rodage" de certains cpu et c'est ce qui sur le long terme tue un cpu.
Or, plus un processeur est gravé finement plus les pistes comportent un nombre d'atome reduit... donc dès qu'il y en a un qui va se ballader, les conséquences sont plus facheuses

J'ai juste été au bout de l'idée du froid extrême: au zéro absolu les semi-conducteurs vont se comporter radicalement différemment.
 
Après bien sûr qu'il y a les contraintes mécaniques mais bon, dans la plage 0-50°C ça doit pas être tellement sensible, surtout si la variation est progressive (un minimum hein, les hot spots chaufferont instantanément à une temp proche voire supérieure à leur temp de croisière, dépendant du refroidissement en régime transitoire).
 
BB> Un circuit intégré qui "explose" ça peut venir d'un paquet de problèmes... interconnexions (fils d'or) qui fondent, arcs électriques dûs à une isolation insuffisante des pistes...
 
H3LO> La fréquence ne peut avoir d'impact sur l'usure (si on peut dire) que si on arrive à une fréquence de résonnance, qui va créer des arcs périodiques par accumulation de réverbérations.

Merci  

Je voulais dire grillé par le vcore, en gros.

Comme avec un QX @ 1.8v qui a fais boum

En fait la tension max est relative à l'isolation entre 2 pistes: passé une certaine tension, avec un matériau donné il faut un espacement plus important sous peine de voir un arc se former entre 2 pistes, arc qui isolément provoquera une erreur mais par répétition peut finir par créer un court-circuit.

Dans un semiconducteur, la polarisation des jonctions de transistors est fonction de champs electriques. La tension est egale au produit du champ electrique par la distance. Si la distance diminue (finesse de gravure plus fine donc jonction plus petite), alors la tension requise/maixumum diminue, c'est mathematique. Pour la tension max, il existe differents effets, comme l'effet avalanche, qui peuvent conduire a la mort d'une jonction.

Pour les termes techniques ou autres, il faudrait consulter des ouvrages specialises et ne pas se fier a 100% a ce qui est dit ici. Tout le monde semble avoir une idee somme toute censee de la chose, mais ca parait un peu trop flou pour etre mis dans un rapport (et je me demande si une partie ne fait pas appel a l'imagination des posteurs...).

Je suis surtout etonne du niveau de certitude donc semble faire preuve tout ceux qui postent sur un sujet pourtant extremement pointu. J'ai fait une specialisation dans les semi-conducteurs et hyperfrequences en 5e annee de mon ecole d'ingenieur et cela ne me permet pourtant absolument pas de repondre completement et correctement aux questions posees ici (j'ai oublie un peu depuis aussi c'est vrai). Apres si tous les autres posteurs de ce topic ont fait un doctorat au LETI, je comprends mieux, mais ca me parait etonnant.

Enfin a toi de faire la part des choses H3LO. En tous cas bon courage.

En effet, je pense que personne ici n'a pris en compte l'ensemble des phénomènes, moi le premier
 
Là où je vois le côté purement électrique (faut dire, ayant à la base une formation en info indus et élec j'ai vu quelques exemples de la chose) toi tu vois le côté jonctions alors que les 2 existent et posent problème.

No problemo, car de toute manière les problèmes liés à la temperature et à la chaleur ne sont abordés que partiellement. Cependant, j'apprecie les précisions ici apportées, c'est vraiment utile et satisfaisant d'en savoir toujours un peu plus, de mieux maitriser le sujet et de pouvoir s'entendre quelque peu si celà est necessaire

oui c'est pas un sujet facile en tous cas, donc c'est normal que tout le monde ne soit pas d'accord sur tout. enfin a priori personne n'est completement a cote de la plaque, enfin je crois.

oui je comprends tout a fait . Ca se voit que tu maitrises un minimum la chose. Moi c'est clair que je ne vois sans doute que qques aspects et j'en oublie d'autres que tu as peut etre vus.
 
Mais apres il faut voir quand meme que les regles de base de l'electricite proviennent de lois physiques simplifiees, car utilisees dans un cas particulier que sont le domaine de l'electronique BF et l'electricite. Mais dans d'autres conditions, en hyperfrequences (micro-ondes) par ex, certains parametres negliges normallement deviennent preponderants et alors, il faut revenir a un modele plus physique et moins "simplifie".
 
par ex, une piste sur un PCB s'appelle alors une ligne de transmission, sa largeur, sa longueur, son epaisseur, les caracteristiques du substrat, etc... deviennent non seulement importants (c'est deja le cas a moins d'1GHz) mais on les fait meme varier afin de faire varier l'impedance de la ligne qu'on utilise comme composant a part entiere. J'ai fait un LNA (ampli faible bruit) pour satellite en derniere annee (bande de freq 10G-12G). On utilises des transistors hyper (type P-HEMT, ca tourne jusqu'a 20GHz, 60GHz pour d'autres et ca fait passer des puissances correctes) et autour aucun composant au sens commun du terme (les composants "traditionnels" ne remplissent de toutes facons pas leur role a ces frequences. Les resistances, condensateurs ou selfs de l'ampli, du filtre d'entree et de l'oscillateur utilise dans le melangeur ne sont que des lignes, des pistes dites "micro ruban" mais bon ca reste des pistes de cuivre sur un PCB en gros.
 
Dans les semi-conducteurs, il faut reprendre les champs electromagnetiques carrement, et encore ca c'est quand c'est pas trop petit sinon il faut tenir compte des effets quantiques. Et c'est pas des petits calculs de champs electromag, c'est la totale, avec les ondes TM et TE ou les ondes TEM...  
 
bref, je me souviens plus de tout, mais tout ca pour dire que c'est pas non plus le genre de chose qui se simplifie comme ca, ou on peut faire sans probleme une analogie avec l'electronique bf par ex. Dans ce domaine, si tu veux faire des analogies, c plutot au niveau physique qu'electrique qu'il faut les faire.

En réseau on commence déjà à observer des phénomènes louches, à des fréquences pourtant pas vraiment importantes (si on exclue le gigabit, 500MHz ça commence à faire beaucoup)
 
Dans les semi-conducteurs, outre les jonctions il y a aussi tout un ensemble de "pistes" (ou lignes de transmission si tu préfères, au final le terme importe peu) qui les relient, des points chauds... AMD comme Intel avaient montré l'importance des points chauds avec les K7 et Coppermine (chaque core a eu une révision corrigeant un bug lié à une surchauffe locale), dans d'autres cas ça aura été une réduction de longueur d'une de ces "pistes" qui aura amélioré la montée en fréquence.
 
Mais comme tu le soulignes plus la gravure s'affine et plus on voit poindre les phénomènes quantiques, et bien que là on dépasse allègrement mon niveau je parierais que c'est ce qui a posé problème au Prescott puis à tout ce qui a suivi (le R600 par exemple) car l'isolation devient réellement critique et tout peut se transformer en semi-conducteur si on ne prend pas bien garde.

si je ne m'abuse le Gigabit c 4 lignes LVDS 250Mbits/s c a dire a 125Mhz (4 paires differentielles DDR)

ouais sinon c vrai que une fois la tension de "claquage" atteinte, la jonction devient conductrice. Comme une diode puisque chaque jonction en est une (et un transistor = 2 diodes), avec un seuil dans un sens et une tension de claquage dans l'autre. Apres il y a la tension avalanche (nettement plus elevee) de la diode qui est signifie la mort du composant