Wpływ niskiej temperatury na CPU

[dioda]

W skrócie, staram się opisać dlaczego tak jest że super niska temperatura daje możliwość uzyskania wysokich częstotliwości CPU. Może mnie ktoś oświecić ?, do teorii nadprzewodnictwa tego nie mogę dopasować bo jest zupełnie na odwrót tzn. wysoka temperatura półprzewodnika = niższa rezystancja, niska daje nam efekt odwrotny, chyba że chodzi o połączenia między półprzewodnikami (tranzystorami), obwodami, jeżeli ścieżkę potraktujemy jako metal to wtedy miało by to jakiś sens, wtedy ma się to zupełnie odwrotnie niż w przypadku półprzewodników. Próbuje znaleźć jakiś sens tego wszystkiego ale większość literatury więcej opisuje problemów półprzewodników w niskich temperaturach niż jakichkolwiek zalet ;)

 

Proszę o info jeżeli jest ktoś wstanie nakierować.

 

Pozdr

Robert

[adashi]

Wyższa temperatura to wyższa średnia energia kinetyczna, czyli wyższe przeciętne przypadkowe prędkości nośników. A zatem wyższe prawdopodobieństwo efektów widzianych w skali makro jako "błąd". Aby takie błędy niwelować, do pewnego momentu można podnosić napięcie (podnosić względny stosunek sił 'termicznych' i 'uporządkowanych').

 

Gdyby wyższe częstotliwości nie powodowały wzrostu temperatury, do pewnej bardzo wysoko położonej granicy częstotliwości nic złego by się nie działo.

[dioda]

Wyższa temperatura to wyższa średnia energia kinetyczna, czyli wyższe przeciętne przypadkowe prędkości nośników. A zatem wyższe prawdopodobieństwo efektów widzianych w skali makro jako "błąd". Aby takie błędy niwelować, do pewnego momentu można podnosić napięcie (podnosić względny stosunek sił 'termicznych' i 'uporządkowanych').

 

Gdyby wyższe częstotliwości nie powodowały wzrostu temperatury, do pewnej bardzo wysoko położonej granicy częstotliwości nic złego by się nie działo.

 

To już opisałem w kwestii obszaru wzbronionego i podnoszenia napięcia półprzewodnika,no i jeszcze zjawisko migracji elektronów.

Tutaj bardziej chodzi mi oto że niskie temperatury poniżej 0 dają większe możliwości w OC, przecież nie bilansujemy tego na 0, rdzenie mimo wyższej częstotliwości nie pracują z temperaturami otoczenia.

 

I tutaj pytanie dlaczego ?, jeżeli parametry układów półprzewodnikowych w niskiej temperaturze mogą się znacząco zmieniać. Napięcie złącza baza-emiter tranzystora bipolarnego silnie wzrasta w obniżonej temperaturze. Tranzystory bipolarne największe kłopoty w niskiej temperaturze sprawiają przy niskich napięciach. Rośnie wtedy napięcie VBE, a wzmocnienie prądowe i impedancja wejściowa maleją.

Edytowane 28 Listopada 2011 przez dioda

[adashi]

No ale przecież jak obniżysz temperaturę najbliższego otoczenia rdzeni, to zwiększysz gradient temperatury, a zatem więcej ciepła odprowadzisz "poza układ" w jednostce czasu.

Wszystkie te cuda z temperaturą, ciekłym azotem, rurkami-srurkami cieplnymi są po to aby dostatecznie szybko wydzielane ciepło (którego przy danej częstotliwości pracy z dostatecznie dobrym przybliżeniem wydziela się stała ilość w jednostce czasu,bez względu na parametry otoczenia) odprowadzać z rdzeni, aby 'efektywna' temperatura była tam jak najniższa.

 

Zawsze rdzeń będzie cieplejszy od otoczenia, ale im wyższy gradient temperatury, tym chłodzenie będzie efektywniejsze (pomijam tu cuda z magnetycznym chłodzeniem i podobne historie).

[dioda]

No ale przecież jak obniżysz temperaturę najbliższego otoczenia rdzeni, to zwiększysz gradient temperatury, a zatem więcej ciepła odprowadzisz "poza układ" w jednostce czasu.

 

To jest logiczne, ale szukałem bardziej przełożenia teoretycznego, tak po prostu się dowiedzieć co tam w środku się dokładniej dzieje. Dzięki za twoje info.