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加农



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5come5帮你背单词 [ slam /slæm/ v. 砰地关上,砰地放下 ]


非它莫属——从材质认识硬件

        CPU是什么的?硅,很多人都能答上来。

  为什么要采用硅不采用其他材料呢?

  ……

  其实工程师们在考虑产品用材的时候,会考虑材料的获取难易度、特性、成本等。地球上一些物质天生就是“命”好,造高科技配件非它们莫属。今天我们就来了解这些材质究竟给电脑带来了什么。


硅——命比蚂蚁贱的沙子

  这是《喜剧之王》中吴孟达的台词,说沙子贱是因为它身价太低了。但这么低廉的沙子却可以提炼出CPU的主要原料——硅。为何要采用沙子为材质呢?因为沙子的主要成分是二氧化硅,从技术上讲经过提炼,是可以得到纯度很高的硅的,而且硅也是半导体,可以形成开关两种状态,正好可以表示电脑中的“0”和 “1”。从经济角度来说,沙子分布广泛、价格非常便宜,有利于生产成本的控制。

  另外,硅也是一种导热性比较强的材质。这正是“热得冒油”的CPU需要的。在工作过程中,硅可以快速将核心内部的热量传导到CPU表面。当然,仅靠导热性还不够,耐热也很重要,加上散热器的“扣肉”工作时也有五六十度,那么组成它的材料就必须保证高温下的工作质量。硅的临界温度213℃,完全能够抗住目前CPU的工作温度。但是温度越高,硅半导体材料的漏电越多,工作越不稳定,寿命越短,也越容易损坏。这也是为什么大家超频之后电脑不稳定的原因之一。除了硅材料外,制造CPU还必须用到金属,用于制造CPU内部连接各个元件的电路,早期的CPU一般采用铝,但由于铝的电子迁移性太大,电阻也偏大,这意味着CPU核心发热会更高,所以铝“下岗”了,铜“就业”了。

小贴士:新材料将替代硅

  尽管硅有半导体的特性,目前90%以上的电子元件采用了硅材料。但对于CPU而言,性能不断在提升,晶体管的体积不断缩小,硅被加工得越来越薄,在主流65纳米(nm)CPU中,硅栅介质的厚度被缩小至1.2纳米,这已经达到了极限。如果厚度继续缩小,晶体管的漏电量逐步增加,导致电流浪费,高功耗 CPU是大家不愿意看到的。为此,本月即将发布的45纳米CPU中,Intel将采用新型高-k材料取代硅材料,看来硅也快“退休”了。

  电子迁移

  指电子的流动所导致的金属原子的迁移现象。在电流强度很高的导体上(如CPU),电子的流动会带给电路上的金属原子附加的动量,使得金属原子脱离金属表面四处流动,结果就导致金属导线表面上形成坑洞或土丘,造成永久的损害。这是一个缓慢的过程,一旦发生,情况会越来越严重,到最后就会造成整个电路的短路,CPU就报废了。


[ 此帖被加农在2007-11-09 14:05重新编辑 ]
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    5come5帮你背单词 [ mule /mju:l/ n. 骡子 ]


    我想要纯金的散热器。。。。。。。。
    顶端 Posted: 2007-11-11 14:46 | [1 楼]
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