¿Qué pasaría si un transistor en una computadora se rompiera?

Depende de algunos factores, como si se trata de un efecto transitorio (es decir, solo ocurre una vez) o si el transistor está realmente roto. También depende de en qué parte del sistema informático falla. En el caso más fácil, suponga que es un efecto transitorio en la memoria. En este caso, la mayoría de las memorias son memorias “ECC” (códigos de corrección de errores) que le permiten recuperarse de un “bit invertido”. Incluso en el caso de una falla estática, el ECC aún lo salvaría.
Sin embargo, si el problema está en la CPU real, prácticamente estarías jodido, estático o dinámico. La razón de esto es que si un transistor está roto, o bien hará que la salida del circuito digital del que forma parte sea alta y siempre produzca un “1” o baje y siempre produzca un “0”. Entonces, donde sea que esté en la CPU, de repente obtendrá “cambios de bit”, por lo que cosas como las instrucciones que envía a la CPU se alterarán repentinamente para que la CPU haga el cálculo incorrecto. (Como ejemplo concreto, puede convertir una instrucción “AGREGAR” en una instrucción “MULTIPLICAR”, y la respuesta que obtenga sería muy diferente de lo que esperaba.
Puede pensar que el caso transitorio no es realista, pero no lo es, es MUY real y es algo por lo que los diseñadores de circuitos se preocupan todo el tiempo. “¿Por qué?” usted puede preguntar Bueno, fuera de la atmósfera de la Tierra hay muchas partículas de muy alta energía (“rayos cósmicos”) que circulan alrededor. Algunos de ellos golpean la atmósfera y disminuyen la velocidad lo suficiente como para que haya un impacto relativamente pequeño en la superficie de la Tierra. (¡Gracias, atmósfera!) Pero ocasionalmente estas partículas chocarán contra el núcleo de un átomo en la atmósfera y expulsarán un neutrón. Los neutrones no tienen carga, por lo que en su mayor parte simplemente continúan hacia la superficie de la Tierra. Ahora viene la parte divertida. Los neutrones viajan muy rápido. Ocasionalmente golpearán el núcleo de uno de los átomos de silicio en el chip de su computadora. Cuando el núcleo es golpeado por este neutrón que se mueve rápidamente, se golpeará fuera de lugar o se despedazará, en cualquier caso dando una lluvia de partículas cargadas que atraviesan el chip, arrancando electrones de las órbitas alrededor de otros átomos y básicamente haciendo Una larga pista cargada eléctricamente dentro del chip.
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Y esto puede interrumpir el circuito al “voltear un poco” o, peor aún, destruir el circuito a través del “enganche” (básicamente, haber creado un corto entre la potencia y la tierra en el chip y hacer que consiga mucha potencia, se sobrecaliente y falle). Hay formas de combatir esto, como hacer que todos sus circuitos sean “triplicadamente redundantes”, donde tiene 3 copias de cada circuito principal y la salida se realiza mediante un “voto” entre todas las copias idénticas del circuito antes de pasar estos datos a la siguiente parte del circuito, pero como puede ver, el costo será 3 veces el original.

Cuando se hacen los chips, probamos cada transistor.

A veces, una falla se puede “solucionar” (tener una sección libre de RAM que se puede intercambiar), o vender ese chip con una sección deshabilitada.

Sin embargo, eso depende de equipos de prueba, programas de prueba y “conjeturas” en la fabricación.

en uso es mucho más difícil, y esos mecanismos no se pueden hacer

En general, la capacidad de detectar esa falla no está integrada, e incluso si existe, el único remedio será “reemplazar el chip”, ya que no existe un mecanismo de vida para evitar

Dicho esto, es posible

Existen sistemas de alta confiabilidad, memoria con lógica ecc, replicación / redundancia y votación

Pero solo se usan en circunstancias especiales

En general “un transitor falla = reemplaza el chip”

No menos importante porque si uno ha fallado, lo más probable es que otros también lo hagan

La mayoría de los transistores no están diseñados con soluciones alternativas o copias de seguridad en caso de que fallen, por lo que la mayoría de ellos son necesarios para que la computadora siga funcionando.

Hay excepciones, sin embargo. Si el transistor falla al encenderse, es muy posible que el código de autocomprobación del BIOS detecte la CPU defectuosa, y si hay varios núcleos de CPU, márquelo como fallido y la CPU podría continuar funcionando bien en los núcleos restantes.

Además, las diversas memorias caché generalmente están hechas de transistores propensos a fallos y en caliente, por lo que es muy probable que las líneas de memoria caché fallidas se reemplacen de un conjunto de líneas de memoria caché en espera, o esas líneas de memoria caché defectuosas simplemente no son funcionales, por lo que la CPU tiene que recurrir a El siguiente nivel de memoria.

Hablando de memoria, algunos módulos de memoria tienen bits adicionales de detección de errores y corrección, por lo que algunas memorias continúan funcionando bien después de que algunas celdas fallan.

Pero en general, supongo que el 85% de los transistores se necesitan el 100% del tiempo, si uno de ellos falla, no tienes suerte, la CPU probablemente se atascará y actuará completamente muerta.

Bueno, no exactamente, la mayoría de los sistemas operativos modernos no usan más de un conjunto de registros de segmento, por lo que puede haber muchos transistores defectuosos en el caché asociativo de registro de segmento, por lo que es aproximadamente otro 5% de transistores que es poco probable que se necesiten.

Solo algunos transistores dentro de la CPU pueden fallar sin estrellarse, no son como el cerebro que encuentra una solución para las células heridas, si alguna rutina necesita ese bit, la CPU se bloqueará. Un profesor solía decir que las computadoras no son estúpidas, son infinitamente estúpidas, ya que solo pueden hacer lo que se les enseña a hacer, también basura en la basura, si se les enseña mal, funcionarán incorrectamente (¿AI ?, no creo tal cosa). )