Roman Kr escribió:Varias preguntas, porque en estos 2 posts estoy un poco perdido y no entiendo todo :/
1) ¿Cuanto menor sea la litografía de un chip, la electromigración se producirá más rápidamente? Osea que en un chip de 50nm (por poner un ejemplo) se tardará más en producir que en uno de 5nm según entiendo yo.
2) Dices que parte de la energía se va en forma de calor (aquí no te lo discuto, esto lo sé), pero aquí tengo una duda, si refrigeras el chip para mantenerlo por debajo de los 30º (por poner un ejemplo drástico) ¿No pierde nada de energía en forma de calor? Lo pregunto porque aunque disipes ese calor, el chip lo genera igualmente.
Y no sé de que R9 290 hablas, te dije un procesador intel xD, eso sí, no sé de que generación era.
PD: pregunto todo esto no por chinchar, sino, porque me parece muy interesante el tema la verdad.
1) Si al ser el grosor mayor en el de 50nm esto implica que hay mas capas de átomos neutros (un átomo es neutro cuando la carga positiva del núcleo se compensa con la carga negativa de los electrones que giran a su al rededor).
Empecemos por el principio (clase de química básica) Todos los metales (y si el Silicio es un metaloide (actúa como metal o como "no metal" según le conviene al muy hijo de pu...) pero para el tema que nos ocupa lo voy a considerar un metal y punto (que te jodan puto metaloide
![[poraki]](/images/smilies/nuevos/dedos.gif "por aquí!")
)) tiene valencia positiva ¿que quiere decir esto?
Valencia es el número de electrones que tiene su último nivel de energía (a groso modo podemos simplificar diciendo que en un átomo los electrones giran en orbitas... la orbita mas "alejada del núcleo" es la que da el numero de Valencia)
Es decir si un metal (como el "silicio") tiene valencia +4 y +2...significa que el átomo de silicio en su "orbital más alejado" tendrá siempre o 2 electrones o 4 electrones...y he aquí lo importante
Para que un átomo alcance su máximo nivel de estabilidad necesita "llenar su ultimo orbital" y esto suscita la siguiente cuestión
¿cuantos electrones caben en el ultimo orbital de un metal...como por ejemplo el silicio?
La respuesta es 8
Ergo...si hemos dicho que el silicio natural tiene o 4 electrones o 2 electrones es obvio que necesitara "ganar electrones" (4 o 6 respectivamente)
¿Como gana un átomo electrones?
Un átomo puede ganar electrones por varios métodos (5 principalmente) pero como no quiero enrollarme voy a pasar directamente a explicar el que nos interesa para el caso que estamos hablando.
El Enlace Covalente: Este tipo de enlace se forma por la unión de 2 elementos que comparten sus electrones de Valencia (un átomo de silicio se une con otro átomo de silicio)
¿Que sucede aquí? pues aquí sucede algo muy simple (recuerda que te dije que para alcanzar su máxima estabilidad el silicio necesita 8 electrones en su ultimo "orbital") ya que serán estos electrones son los que se ponen en juego durante una reacción química o para establecer un enlace químico con el otro átomo de silicio.
A groso modo:
Silicio 1: Oye Silicio 2 yo tengo 4 electrones en mi ultimo orbital ¿y tú cuantos tienes?
Silicio 2: Anda mira pues yo también tengo 4 electrones
Acto seguido ambos se miran con caras viciosas y dicen..."y si nos ponemos juntitos y compartimos electrones esta noche....así los 2 tendremos 8 electrones si nos ponemos lo suficientemente cerca
![[amor]](/images/smilies/nuevos/enamorado.gif "enamorado")
"
Y así surge una fantástica relación de "mutua conveniencia"
Para el caso del silicio de 2 electrones (la cosa tiende a orgía
)
Lo importante es que se alcancen los 8 electrones (puedes combinar el silicio +4 y el silicio +2 como te plazca mientras alcances los 8 y no te pases)
(OBSERVA EN ESTA FIGURA ESQUEMÁTICA COMO EL ÁTOMO CENTRAL DE SILICIO +4 TIENE "8 ELECTRONES")
Así van sumando cada vez más átomos hasta formar una estructura conocida como cristal metálico
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Y ahora pasamos a la segunda parte de la historia ¿Qué es la electricidad?...pues LA ELECTRICIDAD ES EL MOVIMIENTO DE ELECTRONES
Pero entonces te preguntaras ¿Si hemos dicho que el silicio al formar enlaces covalentes...ya es estable entonces como es posible que se muevan electrones de su sitio?
La respuesta es que al aplicarle energía externa (lo procedente del enchufe de tú casa) o del propio calor que hace que los átomos "vibren" y por ende pierden electrones, se rompen así los enlaces quedando un electrón libre por cada enlace roto, pero a su vez, se tiene un hueco vacío, el que ocupaba el electrón. De esta forma se obtiene corriente eléctrica, por el movimiento de los electrones hacía los potenciales positivos y del movimiento de los huecos hacía los potenciales negativos. Esto sucede así siempre que se utiliza al silicio como un semiconductor intrínseco.
Aclaración:
Los Semiconductores intrínsecos son un semiconductor puro es decir a temperatura ambiente se comporta como un aislante porque solo tiene unos pocos electrones libres y huecos debidos a la energía térmica pero es tan débil que tiende a estabilizarse (es decir aunque pueden darse pequeñas corrientes eléctricas puntuales la corriente total resultante sea cero). En consecuencia los Semiconductores intrínsecos NO NOS SIRVEN PARA HACER FUNCIONAR NINGÚN PUTO APARATO ELÉCTRICO
¿Solución?
Introducir impurezas (llamamos impurezas a cualquier otro metal distinto del silicio) en resumen cuando queremos usar el silicio..Y QUE NOS SIRVA PARA ALGO debemos de colocar impurezas en el enlace covalente, lo cual hace que sea más fácil ganar o perder un electrón.
Por ejemplo EL ALUMINIO (el Aluminio tiene valencia +3)
(ACABAMOS DE JODER UN ÁTOMO DE SILICIO...el cual queda con 7 electrones en lugar de 8)
Ojo esto es un ejemplo (en realidad las CPU normalmente se hacen usando aleaciones de silicio con galio, itrio y oro (y alguno más)) en resumen distintos metales que por supuesto tendrán distintas valencias (impurezas).
Esto como ves es necesario para que el silicio nos sirva para hacer funcionar el PC...pero también trae consigo otro hecho innegable (leyes fundamentales de la física)
"UN ELEMENTO SIEMPRE TENDERA A BUSCAR LA ESTABILIDAD"
Nosotros le hemos negado la estabilidad introduciendo impurezas...pero eso no significa que el átomo se resigne y deje de intentar conseguirla (por cualquier medio disponible)...incluso aunque tenga que MIGRAR A OTRO PAÍS...perdón quise decir A OTRA PARTE DEL CABLE
TATA TACHAN...ACABAS DE DESCUBRIR QUE ES LA ELECTRO MIGRACIÓN
![[sonrisa]](/images/smilies/nuevos/risa_ani1.gif "sonrisa")
(era solo un átomo inocente que lo único que quería era una vida mejor y mas estable
)
Esto causa que algunas partes engorden (aumenta el numero de electrones debido a la migración)...mientras que otras partes cada vez son más y más y más finas...al final inevitablemente la estructura se rompe por alguna de las partes finas y la CPU deja de funcionar
Y ahora ya para terminar si tenemos una CPU de 50 nm de grosor y otra de 7nm de grosor ¿donde se producirá electromigración con mayor rapidez y cual se acabara rompiendo antes?
p = densidad de carga
q = carga
s = superficie trasversal del conductor
Por lo que a menos superficie mayor es la densidad...y por tanto mayor rapidez de electromigración
Y si lo se (por si algún silvarita del tema de EOL me lee)...se que lo he simplificado mucho y que me he saltado cosas pero es que si no no acabo que son las 5:30am y quiero irme a la cama
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2) Toda forma de trabajo (hacer trabajar tú CPU)...lleva asociada una energía (energía que se trasmite de muchas formas entre ellas el calor)
Ergo toda forma de trabajo lleva asociada la generación de calor
Tú con el disipador lo único que haces es "disipar" (evacuar/alejar) el calor de la CPU (cuanto mas rápido lo alejes menor sera la temperatura de la CPU (y mas rápido subiera la temperatura de tú habitación
)
Es decir el chip SIEMPRE GENERA LA MISMA CANTIDAD DE ENERGÍA EN FORMA DE CALOR....lo único que cambia es la rapidez con la que tú alejas ese calor de la CPU (y así evitas que la CPU se tosté
)
Digamoslo así
Yo le doy 120W a la CPU ...de esos 120W...25W se usan para hacer funcionar windows
los otros 95W se convierten en calor (esta CPU tendrá un TDP de 95W)
Ergo si quieres evitar que la CPU se convierta en una freidora donde poder hacer huevos fritos....deberás tener un disipador que sea capaz de "extraer y alejar de la CPU" 95W
Como ves la CPU siempre genera energía residual en forma de calor...lo que pasa es que el disipador se encarga de mantener esta temperatura en valores "asumibles" para que tú CPU no se convierta en una tostadora.
3) TOUCHÉ lo de la R9 290X es de
@MicroViVi (pero da igual el asunto se aplica igual tanto a la CPU como la la GPU como a tú, frigorífico reloj digital Watch...como a todo lo electronico)
Saludos
![[tadoramo]](/images/smilies/adora.gif "Adorando")
)
![[qmparto]](/images/smilies/net_quemeparto.gif "Que me parto!")
![[+risas]](/images/smilies/nuevos/risa_ani3.gif "más risas")
![[oki]](/images/smilies/net_thumbsup.gif "Ok!")
