Ab welcher Fertigungsgröße für CPUs muss man sich sorgen wegen der natürlichen Strahlung machen?



  • Aus der Weltraumfahrt ist das ja schon bekannt, wo man möglichst alte oder speziell gegen Strahlung gehärtete CPUs in die Systeme einbaut, weil man bei den Alten z.b. noch eine Fertigungsgröße im µm Bereich hat, wodurch diese großen Leiterbahnen noch sehr robust gegen Teilchenstrahlung sind.

    Heutige CPUs wie der Haswell werden aber schon bei nur noch 22 nm gefertigt und für Skylake sind 15 nm und später sogar 10 nm geplant.
    D.h. die Leiterbahnen werden auch immer kleiner und somit anfälliger.

    Die natürliche Hintergrundstrahlung ist im Vergleich zur Strahlung im Weltraum relativ schwach, wobei hier mit schwach gemeint ist, dass es nur wenige Teilchen pro cm³ sind, also einfach weniger Strahlungsteilchen umherfliegen.
    Wenn also eine Leiterbahn getroffen wird, dann passiert das eher selten, aber wenn die Leiterbahnen jetzt richtig klein werden, dann können natürlich auch seltene Treffer einen Schaden anrichten, der sich auf die Funktion der Leiterbahn auswirkt.

    Wie weit kann man in der Fertiungstechnik also noch heruntergehen bzw. wann muss man mit ersten CPUs rechnen, die aufgrund von natürlicher Strahlung sehr schnell altern?
    Also z.b. im Durchschnitt nach 1,5 Jahren kaputt gehen, weil dann halt doch irgendwelche Strahlungsteilchen, sie es Alpha oder Betastrahlung, die Leiterbahn zerschossen hat.



  • Was soll die Strahlung denn mit den Atomen in den Leitungen machen? Sie doch nicht etwa spalten? Da kannst du beruhigt sein, die Alpha- und Betastrahlung wird vermutlich schon an den Hüllen der Atome gestreut, die ist viel zu schwach.



  • Jodocus schrieb:

    Was soll die Strahlung denn mit den Atomen in den Leitungen machen? Sie doch nicht etwa spalten? Da kannst du beruhigt sein, die Alpha- und Betastrahlung wird vermutlich schon an den Hüllen der Atome gestreut, die ist viel zu schwach.

    Die Molekühlbindungen zerbrechen, dafür reicht die Strahlung aus.



  • Auskenner schrieb:

    Also z.b. im Durchschnitt nach 1,5 Jahren kaputt gehen, weil dann halt doch irgendwelche Strahlungsteilchen, sie es Alpha oder Betastrahlung, die Leiterbahn zerschossen hat.

    Wo hast du diesen Blödsinn her? Zeig uns mal deine Quellen!
    Die Fertigungstechnik kann man troztdem nur bis zu einem gewissen Punkt verkleinern aufgrund elektromagnetischer Probleme die dann auftreten.
    Und Molekü(h)le sind nicht kühl.



  • Eine CPU besteht nicht wirklich aus Molekülen.



  • Jodocus schrieb:

    Was soll die Strahlung denn mit den Atomen in den Leitungen machen? Sie doch nicht etwa spalten? Da kannst du beruhigt sein, die Alpha- und Betastrahlung wird vermutlich schon an den Hüllen der Atome gestreut, die ist viel zu schwach.

    Wenn das Spalten von Atomkernen das einzige wäre, was Alpha- bzw. Betastrahlung tun kann, wäre sie kaum gefährlich...

    Der Wikipediaartikel enthält auch einen Abschnitt über die Mechanismen von Fehlern, die durch ionisierende Strahlung verursacht werden können.



  • Jodocus schrieb:

    Eine CPU besteht nicht wirklich aus Molekülen.

    Halbleiter bestehen aus Silizium, dass in einem Kristallgitter vorliegt.
    Damit dieses leitet ist es mit Fremdatomen dotiert.

    Wenn Strahlung Molekülverbindungen brechen kann, dann besteht diese Möglichkeit sicher auch bei Kristallgitterformen und Betastrahlung dringt in so ein CPU Die ausreichend tief ein.



  • GillBates schrieb:

    Auskenner schrieb:

    Also z.b. im Durchschnitt nach 1,5 Jahren kaputt gehen, weil dann halt doch irgendwelche Strahlungsteilchen, sie es Alpha oder Betastrahlung, die Leiterbahn zerschossen hat.

    Wo hast du diesen Blödsinn her? Zeig uns mal deine Quellen!

    Wer hat dir das Lesen beigebrecht, zeig uns mal die Schule in der man so blödsinnig lesen lernt.

    Ich schrieb:

    "Also z.B.", man schreibe das B. und denke mal ganz scharf nach was das bedeuten könnte.

    Die Fertigungstechnik kann man troztdem nur bis zu einem gewissen Punkt verkleinern aufgrund elektromagnetischer Probleme die dann auftreten.

    Richtig und deswegen kauf ich mir lieber eine CPU die noch etwas länger hält, als eine solche, die kurze Zeit später futsch geht.
    Daher ist es wichtig zu wissen, welche Fertigungsgröße noch unbedenklich ist.

    Und Molekü(h)le sind nicht kühl.

    Jo, hab's jetzt richtig geschrieben.



  • camper schrieb:

    Jodocus schrieb:

    Was soll die Strahlung denn mit den Atomen in den Leitungen machen? Sie doch nicht etwa spalten? Da kannst du beruhigt sein, die Alpha- und Betastrahlung wird vermutlich schon an den Hüllen der Atome gestreut, die ist viel zu schwach.

    Wenn das Spalten von Atomkernen das einzige wäre, was Alpha- bzw. Betastrahlung tun kann, wäre sie kaum gefährlich...

    Atome spaltet man nicht mit Alpha oder Betastrahlung, sondern mit Neutronenstrahlung. Also Neutronen.

    Aber Moleküle kann man damit brechen, der beste Beweis dafür ist Krebs.
    Was meint denn ihr, was mit eurer DNS passiert, wenn so ein Betateilchen auf die Molekülverbindungen aufschlägt?

    Der Wikipediaartikel enthält auch einen Abschnitt über die Mechanismen von Fehlern, die durch ionisierende Strahlung verursacht werden können.

    Ja, auch das wäre denkbar. Kommt wahrscheinlich auch auf die Intensität und Häufigkeit drauf an.



  • Auskenner schrieb:

    Jodocus schrieb:

    Eine CPU besteht nicht wirklich aus Molekülen.

    Halbleiter bestehen aus Silizium, dass in einem Kristallgitter vorliegt.
    Damit dieses leitet ist es mit Fremdatomen dotiert.

    Wenn Strahlung Molekülverbindungen brechen kann, dann besteht diese Möglichkeit sicher auch bei Kristallgitterformen und Betastrahlung dringt in so ein CPU Die ausreichend tief ein.

    Noch etwas.
    Wenn man ein Siliziumkristallgitter mit Fremdatomen wie z.B. Phospor, Bor, Arsen usw. dotieren kann, dann stellt sich natürlich die Frage, was da passiert, wenn man es mit einem Heliumatomkern zu dotieren versucht. Alphastrahlung ist nix anderes als schnell fliegende Heliumatomkerne.



  • @Auskenner: Selten so einen Schwachsinn gelesen. Da hast keine Ahnung von Technologie und Kausalitäten. Deine Begründung, warum man nicht die neusten CPUs mit geringer Fertigungsdichte nutzen sollte, könnte von einem Grundschüler stammen, der dafür dann eine Fünf in Naturkunde dafür bekommen hat. Wie kann man nur sooo die Klappe aufreißen, wenn man soooooooo wenig Ahnung hat 🙄



  • camper schrieb:

    Jodocus schrieb:

    Was soll die Strahlung denn mit den Atomen in den Leitungen machen? Sie doch nicht etwa spalten? Da kannst du beruhigt sein, die Alpha- und Betastrahlung wird vermutlich schon an den Hüllen der Atome gestreut, die ist viel zu schwach.

    Wenn das Spalten von Atomkernen das einzige wäre, was Alpha- bzw. Betastrahlung tun kann, wäre sie kaum gefährlich..

    Ah ok, wäre also nicht gefährlich, wenn sich plötzlich alle deine Atomkerne spalten würden? 🙄



  • inflames2k schrieb:

    camper schrieb:

    Jodocus schrieb:

    Was soll die Strahlung denn mit den Atomen in den Leitungen machen? Sie doch nicht etwa spalten? Da kannst du beruhigt sein, die Alpha- und Betastrahlung wird vermutlich schon an den Hüllen der Atome gestreut, die ist viel zu schwach.

    Wenn das Spalten von Atomkernen das einzige wäre, was Alpha- bzw. Betastrahlung tun kann, wäre sie kaum gefährlich..

    Ah ok, wäre also nicht gefährlich, wenn sich plötzlich alle deine Atomkerne spalten würden? 🙄

    Dann wird aus dem alten Core Duo vielleicht noch ein Quad Core!!! 💡



  • Dann überhitzt die CPU aber, weil der Lüfter zu schwach ist. 😉



  • RealAuskenner schrieb:

    @Auskenner: Selten so einen Schwachsinn gelesen. Da hast keine Ahnung von Technologie und Kausalitäten. Deine Begründung, warum man nicht die neusten CPUs mit geringer Fertigungsdichte nutzen sollte, könnte von einem Grundschüler stammen, der dafür dann eine Fünf in Naturkunde dafür bekommen hat. Wie kann man nur sooo die Klappe aufreißen, wenn man soooooooo wenig Ahnung hat 🙄

    Tja, da du keine Argumente liefern kannst, scheinst du von uns beiden der Trottel zu sein.

    Ich habe meine "wäre denkbar Hypothese" gut begründet, es liegt jetzt an euch, das für und wieder herauszuarbeiten und das ein oder andere Resultat fundiert zu begründen.
    Und da es eine Hypothese ist, muss ich mir für das Aufstellen einer Hypothese auch nicht im geringsten Schämen, dass muss nur der, dem nicht klar ist, was eine Hypothese ist. Also wieder du.



  • inflames2k schrieb:

    camper schrieb:

    Jodocus schrieb:

    Was soll die Strahlung denn mit den Atomen in den Leitungen machen? Sie doch nicht etwa spalten? Da kannst du beruhigt sein, die Alpha- und Betastrahlung wird vermutlich schon an den Hüllen der Atome gestreut, die ist viel zu schwach.

    Wenn das Spalten von Atomkernen das einzige wäre, was Alpha- bzw. Betastrahlung tun kann, wäre sie kaum gefährlich..

    Ah ok, wäre also nicht gefährlich, wenn sich plötzlich alle deine Atomkerne spalten würden? 🙄

    Dann wäre ich tot. Und wenn die Spaltung nicht spontan sondern aufgrund der Strahlung passierte, dann hätten die anderen durch die Strahlung bedingten Wechselwirkungen mich schon lange vorher umgebracht. Transmutation von Elementen durch Einwirkung solcher Strahlung auf biologisches Gewebe ist kein wesentliches Problem.


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