Mari kita mempelajari mekanisme kegagalan, dan melihat bagaimana mereka dipengaruhi oleh panas. Sangat penting untuk diingat bahwa hanya karena mekanisme kegagalan terjadi lebih cepat dengan suhu, GPU tidak akan selalu gagal lebih cepat! Jika sub-komponen yang bertahan 100 tahun pada suhu kamar hanya berlangsung 20 tahun jika panas, tetapi sub-komponen lain hanya berlangsung 1 tahun untuk memulai (tetapi tidak terpengaruh oleh panas), masa hidup produk Anda tidak akan berubah dengan suhu.
Saya akan mengabaikan masalah bersepeda yang dibicarakan oleh Simeon karena ini bukan keahlian saya.
Pada level papan, saya bisa memikirkan satu komponen utama yang akan 'putus' dengan head: kapasitor elektrolitik. Kapasitor ini mengering, dan dipahami dengan baik bahwa kapasitor lebih cepat kering saat panas diterapkan. (kapasitor tantalum juga cenderung memiliki umur yang lebih pendek tapi saya tidak tahu bagaimana ini berubah dengan panas).
Tapi bagaimana dengan silikon?
Di sini, seperti yang saya pahami, ada beberapa hal yang dapat menyebabkan kegagalan. Salah satu yang utama di sini adalah electromigration. Dalam sebuah sirkuit, elektron yang melalui potongan-potongan logam sebenarnya akan secara fisik bergerak di sekitar atom. Ini bisa menjadi sangat buruk sehingga akan menyebabkan celah pada konduktor, yang kemudian dapat menyebabkan kegagalan.
Gambar ini memberikan ilustrasi yang baik (dari Tatiana Kozlova, Henny W. Zandbergen; Pengamatan TEM in situ dari electromigration di Ni nanobridges):
Proses ini meningkat secara eksponensial dengan suhu, dan dengan demikian memang, chip akan bertahan lebih sedikit jika suhu lebih tinggi dan elektromigrasi adalah penyebab utama kegagalan.
Mekanisme lainnya adalah pemecahan oksida, di mana di dalam rangkaian transistor akan mengalami gate-punch-through. Ini juga tergantung suhu. Namun, voltase memiliki dampak yang jauh lebih besar di sini.
Ada juga pergeseran VT, baik karena penyimpangan dopan atau karena hot-carrier-injection. Peningkatan driop dopant dengan suhu (tetapi tidak mungkin menjadi masalah, terutama dengan sirkuit digital, karena ini adalah proses yang sangat lambat). Saya tidak yakin tentang ketergantungan suhu pada injeksi hot-carrier, tapi saya pikir lagi tegangan adalah faktor yang jauh lebih penting di sini.
Tapi kemudian ada pertanyaan penting: Berapa banyak ini mengurangi umur? Mengetahui hal ini, haruskah Anda memastikan bahwa kartu grafis Anda tetap dingin setiap saat? Dugaan saya adalah tidak, kecuali ada kesalahan pada tahap desain. Sirkuit dirancang dengan mempertimbangkan situasi terburuk ini, dan dibuat sedemikian rupa sehingga mereka akan bertahan hidup jika didorong hingga batas usia pengenal pabrik. Dalam kasus orang overclocking sirkuit: Peningkatan tegangan yang sering mereka gunakan untuk menjaga sirkuit stabil (karena dapat mempercepat sirkuit sedikit) akan jauh lebih berbahaya daripada suhu itu sendiri. Selain itu, peningkatan tegangan akan menyebabkan peningkatan arus, yang secara signifikan akan mempercepat masalah elektromigrasi.