Не повредит ли компьютеру постоянная работа?⁠⁠

оригинал статьи расположен здесь.

http://distributed.org.ua/index.php?go=distribredir&url=...

Существуют аргументы как за, так и против, поэтому решать вам придется самостоятельно.

Среднее время между сбоями постоянно работающих жестких дисков составляет 10 лет, и обычно диск или умирает через несколько месяцев, или продолжает работать практически вечно. Для большинства жестких дисков их включение и выключение приводит к большему ущербу, чем круглосуточная работа. Мне известны некоторые случаи, когда старое оборудование (десятилетней давности файл-серверы), выключалось в процессе подготовки к встрече ошибки 2000 года. Увеличившаяся нагрузка на диски при их включении затем привела к выходу дисков из строя.

Частота обращений к диску на самом деле имеет мало отношения к его сбоям. Большинство дисков, ломавшихся на моих машинах, были предназначены для резервного копирования и использовались относительно редко.

Большинство людей сейчас пришло к выводу, что простейший способ обеспечения надежной работы компьютерной техники - поставить компьютер в холодное место с низкой влажностью и оставить его там постоянно включенным. Нагрузки при старте гораздо опаснее чем обычное использование. На мой взгляд, основными факторами продолжительности жизни жестких дисков, являются фоновые вибрации, влажность и охлаждение.

На самом деле постоянно работающий компьютер имеет чуть МЕНЬШЕ (НАСКОЛЬКО - по прежнему активно обсуждается экспертами) шансов на выход из строя, поскольку он не испытывает бросков питания при запуске, и ему не нужно раскручивать диски.

Раскручивание дисков с нуля - наиболее критичное время в жизни жестких дисков, поскольку, в зависимости от конкретного диска, для раскрутки диска может потребоваться чуть ли не стократное количество энергии по сравнению с поддержкой вращения в холостом режиме (это в худшем случае, обычное соотношение - 3-5 раз). Внезапный сбой в источнике питания в этот момент сам по себе может вызвать сбой всей системы.

В то же время, держать постоянно включенным ноутбук - не такая уж хорошая идея, они не проектируются для постоянной работы. У большинства нет достаточного охлаждения, и они гораздо нежнее стандартных компьютеров.

Большинство сбоев в полупроводниках происходит из-за медленного рассеивания атомов примесей в кристаллической матрице подложки (кремния/германия). Степень рассеивания увеличивается с температурой, и даже при использовании охлаждающих вентиляторов это происходит быстрее в случае работающей машины.

У меня есть и хорошие новости: этот эффект обычно минимальный, и у машины гораздо больше шансов просто морально устареть, чем сломаться при круглосуточной работе.

Как кто-то упоминал, избыточный ток вбивает примеси из N-слоя в P-слой полупроводника в месте их соединения, что может привести к выводу транзистора из строя. Я читал, что это может произойти за пару лет использования процессора в режиме агрессивного разгона, или за 10 и более лет в штатном режиме. Если вы используете разогнанный процессор, но только изредка используете его на полную мощь, он проживет дольше. Linux и некоторые другие операционные системы используют инструкцию halt в своем цикле простоя для перевода процессора в ждущий режим с низким потреблением энергии.

Постоянная работа клиента не обязательно приведет к поломке машины быстрее, чем ее работа в режиме простоя. Режим простоя означает только то, что процессор перегоняет через свои регистры нули, но по-прежнему выполняет какие-то команды, хотя и ничего не делающие.

Озаботился ли кто-нибудь взглянуть на дополнительную нагрузку процессора, на котором не запущен клиент? Например, рассмотрим сервер, который обычно простаивает, но периодически получает порцию работы. Процессор на этом сервере должен быть холодным в промежутке между заданиями, потом быстро разогревается при начале работы и охлаждается при ее завершении. Всевозможные колебания температуры в процессе этих циклов нагрева/охлаждения увеличивают термонагрузку на процессор. Эти удары могут вызвать мелкие сбои в микросхеме, которые в какой-то момент могут привести к обрыву серьезной цепи и выходу процессора из строя. При работе клиента процессор постоянно занят, так что колебания температуры минимальны.

Мой опыт работы показывает, что сбои в полупроводниках гораздо чаще происходили в местах контактов, и вызывались скорее термической усталостью, а постоянно высокой температурой. Возможно, за эти годы контакты значительно улучшились - да их не так уж и много осталось в современной технике. Любое оборудование, которое я хочу сохранить работающим, просто постоянно включено. На мой взгляд, большинство сбоев в электронике происходит из-за нагрузок при включении/выключении.

Я подозреваю, что в первую очередь потенциальным местом для сбоем в компьютерной системе должны быть ее механические составляющие, такие как жесткий диск или блоки питания.

Микросхемы, успешно пережившие период "детской смертности" (обычно 48 часов), должны прожить 10-20 лет вне зависимости от того, что с ними делают. На них не должны значительно влиять температурные колебания, и примеси не должны существенно рассеиваться при типичных температурах переходов порядка 100°C.

Два основных механизма сбоя работающих микросхем - инжекция горячих электронов и электромиграция. Горячие электроны возникают при переключении состояния транзисторов. Они вынуждают заряд оставаться в затворе транзистора, в конце концов (через многие годы) меняют поведение транзистора и приводят к его выходу из строя.

Постоянная работа вашей системы ускоряет ее смерть по этой причине. Однако, как я уже заметил, я считаю, что гораздо раньше выйдут из строя другие компоненты. Степень этой инжекции также пропорциональная напряжению и частоте, на которой работает процессор, так что на нее можно повлиять разгоном. Электромиграция происходит при слишком высокой концентрации проводников. Поток электронов может сместить металл проводников так, что в конце концов вызовет короткое замыкание. Обычно это происходит только в плохо спроектированных цепях и не должно нас волновать.

Я также встречал сбои, вызванные случайными специфичными дефектами микросхем. Однако, причиной их смерти не были ни температурные колебания, ни электрические поля. Большинство этих дефектов выявляются на этапе "детской смертности".