I processori che alimentano ogni PC, laptop e smartphone non hanno parti mobili e non subiscono usura nel senso comune. Nell’uso normale, un processore può funzionare per decenni prima di fallire. Sebbene altre parti importanti, come ventole e dischi rigidi, si usurino molto prima che lo faccia il processore, varie forme di obsolescenza richiedono la maggior parte dei processori per computer molto prima che smettano di funzionare.
A vita e MTTF
I produttori di chip producono processori da materie prime come il silicio mescolato con tracce di boro, arsenico e altri elementi. Decenni di esperienza nella produzione hanno portato alla precisa fabbricazione di processori e alla conoscenza dei vari modi in cui i chip si guastano. Un modo per misurare l’affidabilità del chip e la durata prevista sono le statistiche sull’uso che misurano un numero chiamato Mean Time To Failure – il tempo medio che un dato processore durerà da un grande lotto di chip prodotti. Secondo un’analisi pubblicata presso l’Università dell’Illinois, i produttori di chip utilizzano un MTTF di 20 anni, che stabilisce in modo sicuro che i chip dureranno in modo affidabile nei pochi anni coperti dalla garanzia del produttore. Nota che MTTF è un numero statistico e non una garanzia: la maggior parte dei chip durerà più di 10 anni, la metà durerà 20 e alcuni continueranno a funzionare a lungo.
Fattori interni ed esterni
Molti fattori influenzano la durata di vita di un processore; alcuni sono interni al chip mentre altri sono esterni. I fattori interni includono la migrazione di atomi di silicio e metallo nei molti strati del chip; contamina troppo le parti che compongono il processore, causando guasti. Il calore in eccesso e l’elettricità statica sono esterni al processore; toccare un processore in una secca giornata di dicembre, ad esempio, espone il chip ad alte tensioni che possono distruggere istantaneamente i componenti delicati all’interno. Sebbene temperature molto elevate provochino un rapido guasto di un processore, anche un calore moderatamente eccessivo riduce in modo misurabile la durata del chip, rendendo le ventole di raffreddamento una necessità assoluta.
“Mortalità infantile”
Piccoli difetti di fabbricazione possono produrre chip che si guastano nel giro di pochi giorni o mesi; I produttori di chip chiamano questi problemi “mortalità infantile”. Dopo che un chip ha superato diversi mesi di funzionamento, ha un’alta probabilità di funzionare per molti anni. Un processo chiamato “burn-in” esegue nuovi chip in fabbrica per un periodo limitato con livelli di stress relativamente elevati; questo rileva molti processori difettosi prima che diventino parte di un PC o di un altro dispositivo di elaborazione.
Obsolescenza
La rapida evoluzione del software, degli accessori e delle applicazioni per computer rende i processori obsoleti anni prima che si guastino fisicamente. Software complessi come Microsoft Windows, streaming di media Internet e reti Wi-Fi richiedono calcoli sofisticati ed elaborazione dei dati che lasciano le vecchie generazioni di processori in difficoltà. I moderni progetti di chip multicore sono più competenti in attività come la gestione di più schede attive in un browser Web. I processori a 64 bit più recenti gestiscono più memoria ad accesso casuale rispetto ai chip a 32 bit precedenti. Spesso, il passaggio a un nuovo software comporta l’aggiornamento del vecchio hardware, anche se il processore esistente è stato eseguito in modo affidabile.