Eu ouvi de um físico que quando o silício fica mais quente, ele pode conduzir mais eletricidade através dele. Ele disse:
"Silicon is going to have a pretty good structure, it's going to have higher melting point, but as we increase the temperature we start to vibrate those atoms and it can actually be a conductor. It's something we call a semiconductor and so we can vary the amount of electricity conducting through it. And one way we can do this is to dope it, we can add different elements to it, different other atoms, we can n-type or p-type dope it, and we can add either electrons or lack of electrons, and so it allows us to create transistors."
Isso, é claro, não está escrito, mas em texto falado em este vídeo .
Mas isso me fez pensar que, quando um chip de silício fica mais quente, isso significa que ele fica mais rápido e produz um melhor desempenho, e isso também conta para os processadores?
Estou ciente de que a pergunta é um pouco estranha, especialmente porque não entendo completamente a arquitetura de um processador, por isso estou curioso sobre qual é a resposta.
O maior problema com o seu processo de pensamento é que, se o processador ficar muito quente, não será mais um semicondutor. Não pode controlar com precisão os sinais. O que você acaba com muitas erratas e poucos dados. Então, mais corrente está passando, mas menos dessa corrente é informação.
A percepção aqui é que o silício é o maestro, tentando encontrar as palavras certas para dizer isso, eu me refiro ao wiki.
O silício puro tem uma condutividade muito baixa (ou seja, uma resistividade muito alta) para ser usada como um elemento de circuito na eletrônica. Na prática, o silício puro é dopado com pequenas concentrações de certos outros elementos, um processo que aumenta muito sua condutividade e ajusta sua resposta elétrica controlando o número e a carga (positiva ou negativa) de portadores ativados.
Em circuitos integrados comuns, uma bolacha de silício monocristalino serve como um suporte mecânico para os circuitos , que são criados por dopagem e isolados uns dos outros por finas camadas de óxido de silício, um isolante que é facilmente produzido, expondo o elemento ao oxigênio sob as condições adequadas. O silício tornou-se o material mais popular para construir semicondutores de alta potência e circuitos integrados. A razão é que o silício é o semicondutor que pode suportar as mais altas temperaturas e potências elétricas sem se tornar disfuncional devido à quebra de avalanche (um processo no qual uma avalanche de elétrons é criada por um processo de reação em cadeia pelo qual calor produz elétrons e buracos livres, que por sua vez produzir mais corrente que produz mais calor).
Obrigado wiki. Como você pode ver a partir de minha perspectiva, a bolacha de silício não é os caminhos e traços e interruptores, mas mais como o meio pelo qual essas atividades eletrônicas legais acontecem com e com. Como dito no vídeo, é a gravação, a dopagem e a adição de outros materiais, que realmente compõem o chip integrado, e a alta condução e a comutação eletrônica nos lugares certos. Então, mudar a condução da própria bolacha não é um benefício.
Além disso, as junções semicondutoras têm uma temperatura máxima Junction
Various physical properties of semiconductor materials are temperature dependent. These include the diffusion rate of dopant elements, carrier mobilities and the thermal production of charge carriers.
Basicamente, à medida que ficam mais quentes, há uma chance muito maior de os dopantes se moverem e, assim, as barreiras funcionais entre os lados dopados da junção podem mudar. Isso pode fazer com que a junção p-n mude de forma irreversível e altere as características operacionais da junção. Isso pode alterar as características de resistência da junção e produzir mais calor, o que, por sua vez, afeta as propriedades de junção, levando assim à fuga térmica.
Portadores de mobilidade e carga de transportadora referem-se ao número de elétrons disponíveis para movimentação dentro do material e a temperatura afeta bastante isso também. Mais uma vez, essas características afetam a resistência geral e a geração de calor do dispositivo.
Os outros componentes de silício ao redor da placa são semelhantes, enquanto o silício dopado compõe os portões e faz toda a eletrônica sofisticada, e faz isso em uma ampla faixa de temperaturas, o pacote no qual esta coisa é colocada é um isolante ainda é importante para ficar junto, não carbonizar ou explodir quando as temperaturas se elevarem.
(...) as we increase the temperature we start to vibrate those atoms and it can actually be a conductor.
O silicone é usado tanto para isolar como para conduzir uma corrente (é misturado com outras coisas para esses propósitos opostos). A temperatura operacional máxima de um transistor varia entre 60 a 100 graus Celsius. Se a temperatura subir acima do máximo especificado, ocorrerão erros na CPU e o calor provavelmente danificará os transistores.
Um CPU quente pode conduzir mais corrente elétrica do que um cool, mas isso não aumentará o desempenho computacional do chip.
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