Overclocking - Le Rodage

Publié le 17/09/1999 par
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Tension, température et ... électro-migration

Au cœur de votre processeur, il y a quelques millions de transistors qui travaillent, et le passage d’un courant dans un transistor crée de la chaleur. Multipliez ça par le nombre de transistors et par la fréquence de fonctionnement (quelques centaines de millions de commutations par seconde), et vous obtenez la puissance que votre processeur dégage, qui est exprimée en Watts. Intel et AMD donnent des indications précises sur le dégagement maxi de leurs processeurs, qui est de 18,6 W pour un Celeron 300a, mais qui peut atteindre le double sur un PIII 600 ou un Athlon.

Il y a une formule assez efficace pour déterminer la chaleur que dégage un processeur OC’é, qui à été proposée par un ingénieur en électronique de Singapour travaillant chez Lucent Technologies (anciens labos d’ATT), où il s’occupe de la conception des circuits intégrés : Matrix. Son principe de calcul est basé sur le fonctionnement des circuits CMOS (les processeurs de nos PC sont des circuits CMOS) et peut être résumé par la formule suivante :

Puissance dégagée = fréquence (Mhz) x tension (v) x tension (v) x constante.

La constante est ce qui est le plus dur à déterminer, mais par comparaison des processeurs Intel de la gamme Celeron, Matrix à pu l’estimer à 0,0155. Ce qui nous donne pour un Celeron 366 OC’é à 550 Mhz à une tension de 2.0 v le résultat suivant : 550 x 2.0 x 2.0 x 0,0155 = 34,1 W. Cette constante doit être ajustée selon le type de processeur (architecture, finesse de gravure, etc…) et on peut constater que les progrès réalisés dans la qualité de fabrication peuvent la réduire. Chez les plus récents processeurs de Intel, il semble qu’elle doive être ajustée à la baisse.

Cette méthode empirique est assez intéressante, car elle montre bien l’impact de la fréquence de fonctionnement et surtout celui de la tension de fonctionnement du processeur : passer d’une tension de 2.0 v à 2.5 v augmente de 50% la chaleur dégagée par votre processeur ! Et la chaleur, c’est l’ennemi du processeur. Bien entendu, parce que la chaleur augmente l’instabilité de ce dernier (c’est bien pour ça qu’on vous parle des meilleurs radiateurs sur ce site), mais aussi parce avec le temps, elle peut détériorer celui-ci.

Ce phénomène est bien connu en électronique et s’appelle " électro-migration ". Pour simplifier les choses, quand vous faites passer un courant dans un conducteur, donc à travers les microscopiques pistes métalliques gravées sur circuit intégré, des électrons se déplacent dans le métal et peuvent " arracher " des atomes quand ils rentrent en collision avec eux. Vous imaginez que cela n’est pas très bon pour un processeur, dont les pistes sont actuellement gravées en 0.25 microns. Et puis, ces atomes ne disparaissent pas dans la nature, ils peuvent naviguer et se retrouver sur une autre piste, où ils créeront un joli court circuit !

Voici quelques belles images du genre de dégâts que peut engendrer l’électro-migration (détérioration ou rupture du métal, accumulation d’atomes), que j’ai copiées sur le site de Matrix. Cette galerie des horreurs, ça fait froid dans le dos ...

s_em.jpg (12811 octets)

s_hillock.jpg (11717 octets)

s_spikes1.jpg (10868 octets)

Mais la bonne nouvelle, c’est que grâce aux progrès réalisés par l’industrie de l’électronique, l’électro-migration est aujourd’hui bien maîtrisée, pour les processeurs utilisants l’aluminium comme composant. Elle met des années avant de se manifester, et la vie d’un processeur peut être estimée à environ 25 ans. Seulement, soumis à une forte chaleur, le processus s’accélère, et la durée de vie de votre beau Celeron va être raccourcie. J’entends des cris : " raccourcie de combien ? ? ? " Suffisamment de temps pour que votre processeur fasse figure d’antiquité quand il finira par lâcher.

Mais, dites, je vous ai indiqué les risques, donc n’essayer pas de rôder votre processeur à 3,0 v, ou il vous claquera rapidement entre les doigts.

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