Una vez trabajé con un ingeniero mecánico ruso que fue una de las personas que volvió a ensamblar el avión espía U2 estrellado de Gary Powers para la URSS, años antes de que escapara a los Estados Unidos. Era una fuente de conocimiento sobre electrónica. Me enseñó que hay una causa física para todas las fallas electrónicas, por lo que para comprender la longevidad, debe considerar las fuentes de los cambios físicos en los componentes. Es una idea maravillosamente simple, aunque lo metió en problemas con un cliente que insistió en que los inductores de cobre podrían fallar en el plano posterior de un enrutador que diseñó. Dijo “sí, cuando la física deja de funcionar”.
Entonces, ¿qué podría afectar físicamente a una CPU? Funciona a escala cuántica, por lo que no hay degradación física del funcionamiento diario del chip cuando todo lo que tienes son nubes de electrones que cambian los estados de las puertas. El silicio y los metales en el chip están diseñados para ser físicamente estables y el chip está encerrado en resina para evitar la oxidación y otras degradaciones químicas.
El cambio físico causado por los efectos térmicos (expansión y contracción) puede ser problemático, pero me dicen que esto generalmente resulta en “mortalidad infantil” de la parte. Si una CPU ha estado funcionando durante un tiempo, por lo general no fallará.
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La única fuente preocupante de degradación es la radiación ionizante porque la radiación puede atravesar el paquete y dañar físicamente el chip en su interior. En la superficie de la tierra, la radiación ionizante intensa es relativamente rara (y si no fuera así, tendría que preocuparse por cosas más grandes que la vida útil de la CPU). Es una historia diferente en altitud o en el espacio, fuera del campo magnético protector de la Tierra, o una CPU dentro de una cabeza nuclear u otra aplicación donde hay una fuente de radiación ionizante.
Todo esto es cierto si la CPU se fabricó hace 10 años o hoy. Los transistores de hoy son más pequeños que las generaciones anteriores, por lo que son más susceptibles al daño de la radiación ionizante. Esa es la única diferencia.
Otros componentes vitales en un sistema informático tienen problemas de degradación física mucho más importantes. Los condensadores, necesarios para construir una fuente de alimentación y para muchas otras aplicaciones vitales dentro de una computadora, se degradan físicamente con el tiempo. El dieléctrico entre los dos terminales está bajo fuerza electromagnética y expansión / contracción del calor, y eso tiende a deformar el material dieléctrico. Los electrones se pueden extraer del dieléctrico (ionización nuevamente) haciendo que se descomponga, hasta el punto en que ya no funciona como un aislador o para almacenar energía. Esto es particularmente cierto para los condensadores de alto voltaje, ya que están en las fuentes de alimentación. Y es por eso que las fuentes de alimentación son a menudo un componente reemplazable en campo en la mayoría de los sistemas informáticos.
