Na verdade, CPUs e componentes eletrônicos em geral envelhecem com o tempo. Pode acontecer que esse fenômeno de envelhecimento tenha impacto na velocidade máxima do clock da CPU, mas avaliar o impacto em um cenário real seria quase impossível.
O principal problema que vejo é eletromigração . Basicamente, na CPU você tem toneladas de transistores conectados por traços muito curtos e finos de metal. Os elétrons, ao se moverem no condutor (Al ou Cu normalmente), podem perfurar alguns dos átomos da estrutura. Com o tempo, o átomo se move e se instala em lugares onde não deveriam estar. Esse fenômeno é semelhante ao que acontece com um rio, que lentamente transporta materiais de um lugar para outro.
A eletromigração pode destruir uma conexão, e isso levaria a uma CPU não funcional, mas antes da destruição, a conexão fica mais fina e mais fina, então a resistência da série aumenta. Se a conexão for a fonte de alimentação para um determinado bloco, aumentar sua resistência significa que a tensão que o bloco verá diminuirá. Aproximadamente, menos voltagem = menos velocidade, então você pode obter uma operação não confiável por causa da condição de corrida entre os caminhos que agora têm velocidade diferente devido ao envelhecimento. Esse problema pode ser resolvido reduzindo a velocidade do clock. A freqüência real do clock não é afetada pela eletromigração, porque o clock é gerado usando um cristal de quartzo, que é extremamente estável em qualquer cenário.
Este fenômeno é bem conhecido e estudado, e é levado em conta ao projetar um chip. Eu não espero que nenhum processador consumidor moderno tenha esse problema, pelo menos dentro de sua vida útil projetada, mas a possibilidade existe.