La performance d'un CPU est-elle affectée par son vieillissement?

En théorie, non, un CPU devrait fonctionner à peu près à la même vitesse tout au long de sa vie.

En pratique, oui, les CPU ralentissent avec le temps en raison de l'accumulation de poussière sur le dissipateur thermique, et parce que la pâte thermique de qualité inférieure avec laquelle les ordinateurs pré-construits sont souvent expédiés se dégradera ou s'évaporera. Ces effets provoquent une surchauffe du CPU, ce qui le forcera à réduire sa vitesse pour éviter tout dommage.

Nettoyer le dissipateur thermique et réappliquer la pâte thermique devrait le rendre aussi bon que neuf, cependant.

Remarque : si vous posez cette question en raison du ralentissement d'un ancien ordinateur, il existe d'autres raisons (généralement des disques durs défaillants ou des condensateurs gonflés) pour lesquelles les anciens ordinateurs ralentiront avec le temps.

Réponse brève, non un processeur ne ralentira pas avec l'âge.

Réponse un peu plus longue :

Un processeur fonctionnera tant que toutes les connexions et transistors fonctionnent correctement. Alors qu'il peut y avoir un mouvement dans un fil normal qui peut rendre la connexion intermittente, ce n'est pas le cas sur le processeur car :

• les circuits sont gravés dans le silicium
• les choses sont beaucoup plus petites

Si quelque chose se casse, tout peut arriver : des mauvais calculs au démarrage de l'ordinateur.

Je soutiendrais - que le cœur essentiel de cette question - a beaucoup moins à voir avec le matériel physique - qu'avec la façon dont nos perceptions - et les performances relatives du logiciel que nous exécutons - évoluent avec le temps.

Dans un monde de 1 et de 0 - il y a très peu de choses qui peuvent se produire, particulièrement pour le CPU - qui modifieraient de manière drastique (ou même statistique) les performances globales de la machine - autre qu'une défaillance totale.

Cette question a retenu mon attention car je me suis souvenu des moments de ma vie où je n'arrivais pas à croire que la machine que j'utilisais - était la même que peut-être seulement quelques années auparavant je pensais être si rapide - que maintenant je subissais ce qui semblait être interminablement lent à ce moment-là.

Sur une note plus positive - alors que les avocats de Moore semblent être en pause - les développeurs de logiciels ont réalisé d'importantes améliorations ces dernières années - qui semblent se concentrer sur l'optimisation des performances plutôt que de compter sur la puissance brute. Ce n'est pas exagéré lorsque je dis que mon Mac Pro 8-Core Xenon 2.8 GHz semble 2X ou 3X plus rapide maintenant qu'à son achat en 2008. Ce sont des différences significatives et mesurables qui ne peuvent être dues qu'à d'importantes améliorations / optimisations du côté logiciel.

Ce que je veux dire, c'est que l'esprit humain / nos perceptions / nos attentes, combinés avec d'autres aspects plus flexibles de l'environnement opérationnel, ont un impact exponentiellement plus important que les variations par rapport à une spécification d'usine - auxquelles vous pourriez vous inquiéter.

Si j'achète deux CPU identiques et que j'en utilise un à long terme (disons un an), sera-t-il identique en vitesse au CPU inutilisé ?

Très probablement, oui. La vitesse à laquelle fonctionne un CPU est variable et déterminée par l'utilisateur final (bien qu'en général configurée automatiquement selon les spécifications du fabricant). Cependant, il se peut que, à la fin de la première année, le CPU inutilisé (en supposant qu'ils étaient vraiment identiques au départ) overclocke mieux que le CPU utilisé. Cet effet peut être attribué au vieillissement des transistors, auquel vous avez fait allusion plus tard dans votre question :

Alors qu'un CPU n'a pas de pièces mobiles (autres que le ventilateur externe), il possède des circuits qui peuvent être endommagés par la chaleur et les pics de tension. Disons qu'après un an d'utilisation intensive, les circuits se dégradent et moins d'électrons peuvent passer puisque le chemin est plus étroit, etc.

C'est exactement le cas, et c'est précisément ce qui se produit après l'utilisation d'un CPU.

Comme pour un véhicule, il y a une certaine usure sur les conducteurs lorsque les électrons passent à travers eux. La chaleur affecte également le vieillissement des transistors, c'est pourquoi la puce CPU est conçue pour une plage spécifique de températures de fonctionnement. Pendant le fonctionnement, les électrons doivent traverser certaines couches des matériaux semi-conducteurs, les dégradant avec le temps. Cela entraîne une augmentation de la vitesse de commutation des transistors individuels, les rendant "plus lents".

Cependant, comme je l'ai mentionné précédemment, la vitesse du CPU est déterminée par l'utilisateur final. C'est un circuit numérique synchrone, et il fonctionnera aussi rapidement que vous le lui indiquerez, même si le retard de propagation dépasse le temps de commutation et que l'ordinateur plante. C'est ce qui se produira à mesure qu'un CPU vieillit. Au fil du temps, les divers sous-unités du CPU prendront de plus en plus de temps pour terminer leurs calculs, ce qui entraînera une instabilité du CPU.

Cet effet peut être atténué en ralentissant la fréquence d'horloge, rendant le CPU plus lent mais compensant les délais de propagation accrus. Cet effet peut également être atténué en augmentant la tension du CPU (provoquant un temps de commutation réduit pour les transistors, permettant ainsi une fréquence d'horloge plus élevée), mais augmenter la tension du CPU ne fera que vieillir les transistors plus rapidement.

C'est pourquoi nous disons qu'un processeur devient plus lent en vieillissant - le processeur devient instable à des vitesses plus élevées, vous obligeant à abaisser la fréquence d'horloge au fil du temps. La bonne nouvelle est que cet effet est généralement perceptible sur une échelle de années.