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部分晶体管坏了还是可以正常工作的。
其实,在芯片的设计时已经考虑好了这个问题了。
在一些高级的计算机系统,都会有冗余,就是哪怕其中一个CPU坏了,也会有另外一个顶上,硬盘会有另外硬盘作为备份。
那为什么集成的数十亿个晶体管的芯片,任意一个坏了都可以正常工作,一点影响都没有呢?
关于这一点,就得先从芯片的结构说起了。
芯片是集成电路的,相信这一点大家都知道,它的基本组成单元就是晶体管。而根据不同的集成规模,有几百、几千,甚至几亿都有。晶体管作为其最低级的组成单元,它只有两个状态,就是开和关,这个一般分别是用1和0来表示的。多个晶体管的状态就可以组成很多0和1的组合,随着集成的规模增加,可以表示的组合也呈几何级数的增长。那通过设定固定的0和1组合的意义,就会出现特定的指令和数据了。
其中的一个晶体管坏了,就是其中的一个数据的0和1不同了,集成的回路如果检测到有坏的晶体管,就会启用冗余的晶体管补上。那这一组数据又可以正常显示了。
为什么cpu不易故障
大家都知道一个顶尖的CPU上可能会有几十亿个晶体管,很多朋友可能比较奇怪如果如此数量庞大的晶体管坏掉几个怎么办?是不是整个CPU就是一个废品了?其实这个CPU依旧是可能能够使用的,但是要分几种情况看待。
1. 可有以替代的晶体管不会影响到CPU性能在CPU设计之初为了避免出现几个晶体管坏掉整个CPU都无法使用的情况,一般会在CPU上加入冗余设计。
什么是冗余设计呢?简单点来说就是在CPU上给一些重要的区域做上备份的晶体管。一旦这些重要区域的晶体管测试出现问题,那么这些备用的晶体管就可以切换线路后利用起来,避免对CPU的整体运行产生影响。
虽说看起来这种做法确实有点浪费,并且不能很好的利用起来所有的CPU性能,但是这对提高CPU的良品率至关重要,无形中可以给企业降低不少的损失。
2. 部分会影响性能但是不影响使用这种算是CPU厂家的为了降低损失的折中办法,那就是把高性能的次品CPU当低性能的产品来卖。
CPU在出厂之前一般都会进行出厂检测,如果发现一小部分坏掉的晶体管尽管影响到了CPU的整体性能,但是CPU依旧可以正常运转,那么他们会把坏掉的部分遮掩起来,把这块高性能的CPU当做低价产品处理掉。
比较常见的做法是把4核CPU做成双核CPU来卖,或者是把三级缓存减半等等,这种CPU其实整体的性能是要比真正的低端CPU要好的,大家买到就相当于捡漏。如果大家在使用一些数码产品的时候发现其性能比一般的产品要好上一些,那么可能你买的产品就是用了这种有缺陷的高端CPU。
3. 无法使用将会直接处理掉尽管我们上面提到了两种依旧可以使用的场景,但是在加工的过程中肯定还会出现检测后完全无法使用的情况,这时候只能直接作为次品处理掉。
可能有朋友会有疑问,既然只是坏掉一部分,那么为什么不修理一下呢?理论上讲确实是可以修理的,但是难度太高了。
首先我们要确定CPU的哪个部分出了问题,如果整个CPU都无法使用的话,那就需要对CPU的整体性能进行测试,这不算一个小的工作量;在经过诸多测试后尽管找出了故障原因,但CPU很多故障是无法维修,这样将会浪费大量的物力财力,所以维修CPU真的是件吃力不讨好的事。
同时CPU生产厂家的实力也决定了这些CPU的命运,小厂一般整体技术实力不算太高,CPU生产的价值不高,碰到出现故障的CPU一般都会选择报废处理;如果是大厂的话,一般都可以废物利用起来,这样可以有效的提高企业利润。
文:唯恋无名 ? 图:来源网络,如有侵权请联系作者删除
首先,CPU属于超大规模集成电路,采用非常微小的晶体管,庞大的电路集成在非常小的区域内。电路外围有非常完善的底座和金属散热盖保护,不容易受到外部环境的影响,不容易损坏。
其次,CPU在出厂时,已经进行了严格的产品质量测试,有问题和瑕疵的产品,已经被提前筛除。
最终,CPU没有什么独立的原件,整个电路都被封装在保护壳内,使用过程中,不容易受外部因素破坏,也保证了其良好的稳定运行。
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