Guide

Elektromigrasjon

  • Endret

 

Elektromigrasjon og overklokking

Når man overklokker en prosessor, er det et par ting man bør tenke på. Når man øker busshastigheten (FSB) øker man samtidig båndbredden på RAM og alle andre tilkoplede enheter, som ikke nødvendigvis takler hastighetsøkningen like godt. Mange kjenner også det trikset man bruker når man har en prosessor som "nesten gjør 850MHz" - du øker prosessorspenningen litt, og klarer 850 …i hvert fall en stund.

Men hva skjer med prosessoren din når du overklokker den, kjører den på hastigheter og spenninger langt over det den er solgt som, uten å sørge for tilstrekkelig kjøling? Det er dette elektromigrasjon dreier seg om for oss overklokkere.

 

Hva er elektromigrasjon?

Harris Semiconductor Lexicon of technical terms sier det på denne måten:

Motion of ions of a metal conductor (such as aluminum) in response to the passage of high current through it. Such motion can lead to the formation of "voids" in the conductor, which can grow to a size where the conductor is unable to pass current. Electromigration is aggravated at high temperature and high current density and therefore is a reliability "wear-out" process. Electromigration is minimized by limiting current densities and by adding metal impurities such as copper or titanium to the aluminum.

På godt norsk betyr dette at en ekstremt tett elektronstrøm slår av atomer inne i selve lederen og flytter dem. Dette resulterer i et hull i den ene enden og svært stor belastning i den andre enden. I en chip vil formasjoner av slike hull forårsake brudd, og dermed en defekt i prosessoren. I den andre enden kan den økede belastningen resultere i brudd i isolasjonen rundt lederen og dermed kan det oppstå kortslutning mellom to eller flere av disse.

Skjematisk diagram som viser drifting ved katoden, og opphoping ved anoden. Også vist er top-view av en TiN leder med kobber segmenter av varierende lengde.

For å si det helt enkelt betyr dette at når en elektrisk strøm går igjennom en leder, vil noen av metallatomene bli dradd videre sammen med elektronstrømmen.

Dette bildet fra et elektronmikroskop (SEM) viser resultatet av elektromigrasjon

Jo mindre man lager en leder, dess kraftigere blir denne effekten, og trenden i CMOS-teknologien er at de blir mindre og mindre for hvert år. Etterhvert som prosessorkjernene skrumper inn, øker operasjonsfrekvensen, og i snitt har hastigheten økt med omtrent 30% hvert år de siste 15 årene.

Denne økningen vil fortsette eksponensielt. I 1999 spådde The Semiconductor Industry Association en minskning av produksjons-prosessen fra dagens 0,18 micron til 0,13 micron innen slutten av 2003, men allerede nå ser det ut som om både AMD og Intel ligger et godt stykke i forkant av denne spådommen.

Så langt kan det se ut som om problemene i forbindelse med elektromigrasjon kommer til å øke i samme takt som klokkefrekvensen. Så kom kobber...

 

Norges beste mobilabonnement

Januar 2017

Kåret av Tek-redaksjonen

Jeg bruker lite data:

ICE Mobil 1GB


Jeg bruker middels mye data:

Hello 5GB


Jeg bruker mye data:

Hello 10 GB


Jeg er superbruker:

Komplett MegaFlex 30GB


Finn billigste abonnement i vår mobilkalkulator

Forsiden akkurat nå

Til toppen