ET4000AX Grafikcontroller Bausteine sterben so langsam ...

[Lukas Frank]

ET4000AX Grafikcontroller Bausteine sterben so langsam ...

Ich habe mittlerweile zwei ISA Karten mit Fehlern die sich so äußern das z.B. hinter dem Mauszeiger bei Bewegung Pixel ins schwarze kippen. Eine Karte hat diesen Fehler sofort und eine andere nach kurzer Zeit der Erwärmung des 4000AX Chips. Wenn man den ET4000AX Chip mit Kältespray behandelt verschwindet der Fehler bei einer Karte. Bei der anderen nicht. Habe mal auf dieser Karte die verbauten drei ACT244, zwei LS245 und einen F244 gegen neue Erfolglos getauscht. Als ich den Fehler das ersste Mal beoachtet habe dachte ich an einen Fehler beim Nova VME Adapter oder auch dem VOFA ST Adapter aber dem war nicht so.

[ari.tao]

Uhh, keine gute Nachricht.
Sind da nur ISA-Karten betroffen? Oder Muß ich auch um meine CrazyDots bangen?

[toshi]

Oje. Will ich das hier lesen. Auf Utsource gibts nur einen Anbieter von ET4000 Chips, und der will 300$/Stück :-(

[Lukas Frank]

Eine meiner defekten Karten ist eine schöne mit AT&T RamDAC. Habe mal über ALIBABA in China angefragt, mal schauen ...

Einen alten Chip mit Heißluft von 400 Grad runterholen und wieder auflöten auf die defekte Karte ist nicht so eine gute Idee wie ich finde. Die Wärme war/ist wahrscheinlich der Tod für die Chips über die Jahre ...

[1ST1]

Die Chips altern halt auch, Elektromigration ist das Stichwort. Und je wärmer die Chips werden, um so schneller. Übertakten kann eine Ursache für die Wärme sein. Nichts hält ewig, schon garnicht Elektronik. Gerade auf 3Sat was über die Besiedlung fremder Planeten gesehen, die Elektronik in den dafür benötigten Generationen-Raumschiffen hätte das selbe Problem. Aber ich wüsste schon jemanden, den ich da rein stecken würde.

[CDAR-504]

Elektromigration ist das Stichwort.

Nein, es heißt Elektronenmigration. Erst kürzlich war dazu in Heise-online ein Beitrag.
PS: Obwohl an anderer Stelle wird wieder von Elektromigration geschrieben. Was ist richtig?
Gemeint ist jedenfalls der Transport von Material, also von Metallatomen, durch bewegte Elektronen.

Jedenfalls sind auch Temperatureffekte wie Bias Temperature Instability (BTI) und Hot Carrier Injection (HCI)  bei hochintegrierten Chips maßgeblich.

[1ST1]

Was ist richtig?
Gemeint ist jedenfalls der Transport von Material, also von Metallatomen, durch bewegte Elektronen.

Man findet beide Schreibformen. Es geht aber nicht nur um Elektronen, die müssen ja wandern, sonst gibts keinen Stromfluss und das Ding funktioniert nicht, sondern eben um die Siliziumatome. Je wärmer der Chip, um so leichter lassen sie sich durch elektromagnetische Kräfte bewegen. Und diese Kräfte entstehen schlicht durch den Stromfluss durch den elektrischen Leiter, sprich Leiterbahnen im Chip. Jetzt ist es halt so, dass Silizium ein Warmleiter ist, also je höher die Temperatur, desto besser fließt der Strom. Und je mehr Strom fließt, um so mehr Wärme! Das schaukelt sich gegenseitig hoch, wenn man nichts dagegen tut. Richtig deutlich passieren tut zwar erst was ab etwa 100°C Chiptemperatur (Hotspots beachten!), aber auch darunter fängts langsam an.

Das ist halt der Punkt, weswegen ich die Übertaktung eines TT, Falcon oder ST kritisch sehe, die Dinger werden eh nicht ewig halten, Atari hat die sicher nicht für 100 Jahre Betrieb ausgelegt, wahrscheinlich hat man sich darüber damals nicht mal Gedanken gemacht, über Hotspots in den Chips hat man sicher überhaupt nicht nachgedacht. Und selbst heute geht die Industrie von einer durchschnittlichen Nutzungsdauer von PCs und Co von 3-5 Jahren (Leasingverträge!) aus und sind nach 2 Jahren gesetzl. Gewährleistung sowieseo bei gekaufter Hardware komplett aus der Nummer raus, bei Handies wird sogar eher von nur 2 Jahren (übliche Handyverträge) Nutzungsdauer ausgegangen und wir können uns glücklich schätzen, dass PCs heute im privaten Umfeld meistens problemlos 10 Jahre funktionieren, und unsere Ataris es nach 30 Jahren immer noch tun. Das Thema, was da scheinbar die ET4000 betrifft, werden wir vermutlich auch noch bei MMU, GLUE und Co erleben, wegen der geringeren Komplexität wird das aber hoffentlich wohl noch länger dauern.

[toshi]

Das heißt bei kalter und trockener Lagerung und ohne Stromfluß gibt es keine bekannten Alterungseffekte?

[1ST1]

Bei den Chips selbst nicht, die Chemie in den Elkos und Tantal-Kondensatoren arbeitet aber auch so weiter... Tantal ist da richtig böse.

[CDAR-504]

Und diese Kräfte entstehen schlicht durch den Stromfluss durch den elektrischen Leiter, sprich Leiterbahnen im Chip. Jetzt ist es halt so, dass Silizium ein Warmleiter ist, also je höher die Temperatur, desto besser fließt der Strom. Und je mehr Strom fließt, um so mehr Wärme! Das schaukelt sich gegenseitig hoch, wenn man nichts dagegen tut.

Hmm. Ist das wirklich der Grund für Elektro(nen)migration?  So wie ich es verstehe, hat es nicht mit der Wärme allein zu tun sondern damit, das die fließenden Elektronen auf Dauer auch Atome mitbewegen.
Diese diffundieren dann in die Grenzschichten.

Was Du beschrieben hast beruht lediglich auf dem ohmschen Gesetz (U=R*I), bzw. hier zur Berechnung der Verlustwärme, die mit U*I => U^2/R entsteht. Wobei mit sinkendem R bei höheren Temperaturen sich die Verluste hochschaukeln. Es wird jedoch vermutlich so sein, daß die Atomkerne bei hohen Temperaturen so stark wackeln, daß sie manchmal unter Elektronenbeschuss aus dem Gitterverbund herausgeschlagen werden und wandern. Ob das jetzt nur Metallatome betrifft oder auch Siliiumatome ist mir jedoch nicht bekannt.

Was ich damit sagen will: Elektro(nen)migration entsteht nicht durch Wärme (also beim erhitztem ausgeschalteten Gerät oder durch Löten) sondern nur im Zusammenspiel von Wärme und Stromfluss.

Aus diesem Grund ist die Elektro(nenmigration) sicherlich nicht der maßgebliche Effekt bei interstellaren Sonden oder Generationenraumschiffen. Da ist eher die harte kosmische Strahlung maßgeblich.
Zumindest die Sonden sind auf der Reise weitgehend Kälte ausgesetzt und meist unterwegs fast vollständig abgeschaltet, also keine Elektro(nen)migration. Jedenfalls kann man mit redundanten Schaltkreisen, die erst bei Ankunft aktiviert werden, dem Ausfall durch EM vorbeugen.

Hab aber noch keinen Atari gesehen, der so weit unterwegs ist. 

Zurück zum Grafikcontroller: Wenn er stromlos und kühl (nicht zu kalt) gelagert ist, dürften keine Alterungsausfälle auftreten.  Wobei es stromlos eher auf eine konstante Temperatur ankommt, da sonst die thermische Ausdehnung bei Temperaturschwankungen für innere Schäden sorgen kann.

[Arthur]

Einen alten Chip mit Heißluft von 400 Grad runterholen und wieder auflöten auf die defekte Karte ist nicht so eine gute Idee wie ich finde. Die Wärme war/ist wahrscheinlich der Tod für die Chips über die Jahre ...

Es gibt ja nicht umsonst Vorgaben der Hersteller was Temperaturprofile beim Löten betrifft, gerade bei hoch integrierten Chips wo das Temperaturmaximum und die zugehörige  max. Zeit enthalten sind. Ein Heißluftföhn zum Endlöten für die Tonne ist ja ok.

[Lukas Frank]

Habe ich doch  f a s t  genau so schon be/geschrieben !

[Arthur]

@Lukas Frank, hast du die Test nur am Atari gemacht oder auch mal am PC durchgeführt?

[Lukas Frank]

Mein Test ISA Rechner hat nur eine MSDOS CF, habe kein Windows da drauf. Je mehr im Grafikkartenspeicher geschrieben wird desto schlimmer wird es genau wie auf dem Atari auch.

[toshi]

Fehler im Video-Ram ist ausgeschlossen?

[Arthur]

Vergiss die PN die ich dir gerade geschickt habe... ich glaube das erübrigt sich jetzt.

[Arthur]

Fehler im Video-Ram ist ausgeschlossen?

Oder im VGA-Bios?

[Lukas Frank]

Die eine Karte bei der der Fehler verschwindet mit Kältespray auf dem ET4000 hatte ich das Ram getauscht. Bei der Karte die den Fehler direkt zeigt ist der Speicher noch nicht getauscht.

[Arthur]

Kannst du mal ein Foto der Karte posten?

[Lukas Frank]

Bild ...