挑戰(zhàn)性能極限——超頻概述

在DIY的世界里，超频一直是个长盛不衰的话题，从486 SX/25超33MHz直到前段时间的狂破Athlon XP的倍频（详见《破解Athlon XP倍频独孤三式》），大家仿佛疯掉一样，脑海里只想着超频。为了让大家对超频有一个比较清晰的了解，还是让我们先认识一下大家常挂在嘴边的“超频”吧！
　　一、什么是超频？
　　超频（Over Clocking），我们大家一般认为是指让CPU工作在标准的外频和（或）主频之上。我们大家常谈的主要是指CPU超频，CPU作为一台电脑的核心，适当提高其工作频率，能在不增加任何成本的情况下提高系统的性能。其实这只不过是一种狭义的说法。其实真正广义上的超频应该是指通过提高电脑部件的工作频率，让设备的工作频率超过厂商设定，最终达到提高性能的目的。比如K6-2 300（66MHz版本）的标准外频66MHz、倍频为4.5X；假如将外频改为100MHz、倍频3X，虽CPU主频仍为300MHz，但外频已经由66MHz提高到100MHz，这已经达到提高性能的目的。所以，这也属于超频。
　　为了更好地超频，超频原理不可不学。其实CPU能够超频的根本原因在于“CPU生产厂商在CPU出厂标注工作频率时并没有按最高频率标注而留下了部份余量”。这句话怎么理解呢？以Intel的Pentium Ⅱ 450生产线为例，Intel先让CPU在450MHz的频率下工作，然后检查它的发热情况，如果超过了Intel苛刻的发热标准就降一个等级（如：400MHz）测试，要是发热还是超过标准就继续往下降，直到发热量小于标准后再标上当时的主频。AMD与Cyrix公司测试方法与Intel大致一样，只是它们早期制订的发热标准不如Intel的严格，所以它们早期的CPU超频幅度远小于Intel。除了CPU厂商为我们预留的那段距离使超频成为可能外，以下也是我们今天能够超频的重要原因。
　　1．CPU工艺水平的提高
　　记得还在几年前，能把一颗486 DX4-100提升到133MHz是很不容易的，但如今，在微米、Cache技术、晶体管技术日益发展的今天，一颗好的Celeron 300A不费吹灰之力就能超到450MHz甚至更高。这些生产工艺水平的提高与改进，为超频提供先天的条件。
　　2．市场行为的帮助
　　Intel公司为了保证产品质量，其生产的CPU一般都保留了20%甚至更多的额外性能，这就为超频提供了不少便利之处。此外，为了缓解低档产品的不足，Intel还将高频CPU标成低频CPU出售，无意之中提高了超频机率。
　　3．周边设备性能的提高
　　以前的电脑周边产品性能质量都远远不如现在的产品，像486主板外频最大也只是50MHz，且种类不多、辅助功能不强。而现在的主板种类丰富，并且还提供了许多其它的超频辅助功能，有力地支持了超频行为。
　　正是基于上面的这些因素，我们才有机会超频，充分挖掘CPU的潜力，榨干它的最后一滴油水。但另一方面，CPU厂商也不会无限地容忍这种超频行为，因为这就很可能威胁到它们的高端市场。如果每款CPU都可以轻松超频，那么就没有必要区分CPU频率了，产品也没有了阶梯状，用户的升级次数大大减少，厂商也就无利可图。对此，目前CPU厂商较为普遍的做法是采用某些特殊的电路限制过分的超频，而不是完全封杀超频。
　　二、超频的危害
　　CPU超频导致了整个电脑系统的超频，造成危害是肯定的。从Intel对CPU检测的方法就可看出，即使两个等级的CPU是出自一条生产线，超频后的CPU发热量较大，因而其性能不可能等同于发热较小的较高档的CPU，这样做势必会带来一些负面影响，诸如加大散热量、降低系统稳定性等等。
　　1.超频对电子电路的一般危害
　　打开电脑的机箱，我们不难发现CPU、主板、内存、显示卡、硬盘以及机箱中的其它部件，它们都是由电子电路构成。根据电子电路的基本理论，超频对电子电路的一般危害有以下几点：
　　（1）高温
　　在超频状态下，各部件的负荷增加了，温度明显上升。而高温是电脑中元器件损坏的一个主要原因。电脑机箱和器件的温度显著升高时，如果环境散热的条件差，电路产生的热量散发不畅，就容易造成零部件的过热烧毁，或者使元器件和集成电路的半导体材料加速老化，并在内部引起暂时或永久的微观损害。
　　（2）电路参数改变
　　根据电路的基本理论，电路的参数与电路的温度和频率有关。当温度和频率变化时，电阻、电容、电感组件的参数都要随之改变。在超频状态下，各部件中组件的参数发生变化，变得不同于各部件原来设计的参数，使部件的工作质量降低，出故障的可能性就增加了。
　　另一方面，根据电路的传输线理论，当频率增加时，电路的传导干扰和电磁辐射干扰也在增加。寄生电容、寄生电感、漏电流、泄漏电磁场都明显增加，在电路板之间、线缆之间、线缆与电路板之间，相互的干扰加强，当然出故障的可能性也就随之增加了。用户用于超频的电脑一般都是兼容机，在兼容机内部，各种线缆的较长，分布杂乱，容易形成内部信号的相互干扰，导致故障。在这里需要说明的是大多数名牌机的内部，各种线缆较短，分布合理，这样就不容易形成内部信号的相互干扰了。
　　（3）信息传输错误
　　电子电路都有一个反应速度的问题。特定的设计和组件，其最高的工作速度是有确定的限制的。电路的频率超过限制，产生或传输的信号就变得模糊不清，而器件对信号无法正确识别和处理，故障也就随之而至。
　　2.超频对电脑部件的危害
　　超频对电子电路存在一般性的危害，那是共性。除此之外，超频对电脑各个部件也表现出不同的危害，而这最终也影响到电脑的整体运行和应用，下面就让我们分别来看一看。
　　（1）对CPU的危害
　　超频对CPU的副作用，主要来自于两个方面：人为方面、电子迁移。
　　人为方面也就是因为超频时的一些人为误操作，在超频之后烧掉CPU。如果用户把K6-2 266超频到300Mz的时候不慎接错了电压跳线，对这个只能用2.2V的K6-2加上了3.5V电压，就很可能烧毁CPU。当然减少这样的事件的发生，就要做好超频前的充分准备工作（包括理论上面的知识），小心谨慎进行操作。
　　电子迁移有时也被称为“金属迁移”、“电子（热）迁移”，英文是Electro migration。这一现象最早是50年代在微电子科学领域发现的，是指因电子的流动所导致的金属原子移动的现象。而电源的强度、温度等因素都会影响到电子迁移现象的程序，也就是说，只要电路中存在着电流，无论电流是强是弱，温度是高是低，电子迁移现象永远是存在的。不过，在一般情况下可以忽略不计的（如CPU在规定的频率下面工作时）。
　　那么，电子迁移对CPU超频有什么影响呢？当CPU工作在标准频率之时，并不会对其本身造成直接破坏，但由此导致的温度升高而引起的电子迁移却是影响CPU寿命的重要因素之一。这是因为，超频会直接加大CPU的输出功率，而功率的大小就是电压和电流的乘积，如果仅仅依靠提高CPU的主频，那么其核心的电流强度势必提高，由此而产生的热量就会非常多，这才是超频后伤害CPU的主要因素。当CPU超频后产生大量的热而导致温度升高，这将大大缩短CPU的寿命。原来，CPU的内部集成电路中有很多非常复杂的金属导线，电子的定向流动会给金属原子带来一定的动量，使得金属原子有脱离表面的趋势，CPU超频后，热量会使金属原子的振动加剧，一定程序后就会离开原位四处流窜，并在能量耗损后被另一处金属表面俘虏，逐渐就会导致金属表面上形成坑洞或是小丘
　　这是一种慢性的过程，一旦情况越来越严重，到最后就会造成整个电流短路，整个CPU就会损坏。
　　（2）对主板的危害
　　多数的586主板，通常只提供66MHz和75MHz的外频，到83MHz的都不多。同时，支持的倍频范围也不大，CPU核心电压可调节的范围较小。超频以后，一般的主板设计和制造工艺都可能不相适应，例如元器件的可靠性和频率特性都不符合要求，使主板的稳定性、可靠性降低。原来就较低档的主板，有的甚至不能工作。
　　（3）对内存的危害
　　电脑的内存是信息记录介质，对环境温度条件比较敏感。有测试表明，当温度超过26℃时，内存中数据丢失的可能性就开始出现，逻辑和计算的错误，使电脑的可靠性降低。当室内温度超过30℃时，内存数据出错就比较多，使电脑的可靠性明显降低。当室内温度超过35℃时，内存逻辑和计算的错误会频繁出现，在Windows 9x环境下，电脑出错或死机的现象随时都可能发生。
　　（4）对显示卡的危害
　　现在的显示卡也是图形加速卡，工作的负荷大。在超频时有两个问题，一是发热，二是显示信号不正常，有的根本不能工作。因为过热而烧坏的显示卡也是有的，只是不太多。比较低档的显示卡，即使不超频，显示信号有时也不正常，因为其组件的质量差，特别是显示内存的质量差。一些质量尚可的显示卡，到了超频状态，本来正常也变得不正常了。部份高文件的图形加速卡，在图形芯片上加了类似于CPU风扇那样的一个小风扇散热，说明其正常的工作状态已经很严峻，再超频是不适合的，那就等于慢性“自杀”。
　　（5）对硬盘的危害
　　老式的硬盘用于超频，常会出现故障。有的无法激活，有的读写时有数据错误，也有因无法承受高负荷而烧毁的。超频后，由于机器不稳定，故障增加、经常死机、反复激活，对硬磁盘的冲击明显增加，容易导致故障。
　　（6）对机箱的危害
　　机箱是电脑的主要部份。机箱中装有直流电源、CPU、主板、硬盘、软盘驱动器、光盘驱动器等。主板上插有显示卡、Modem卡、网卡、多功能卡或其它多媒体功能卡。各种电路板上布满了大规模集成电路块和密集的导线。电路板和部件之间有若干的电缆。超频时，机箱内的组件和线路的电磁辐射量增加，互相的干扰也增加。超频后，机箱中的热量也增加了，特别是在夏天。这些都是造成危害的因素。除了这方面的影响，其实还有附带影响，比如超频用户都喜欢随时轻易揭开机箱，甚至在开机运行的时候去摸电路组件的温度或摇动电路板，这样就极可能烧毁电路组件。有的用户为了有较好的散热条件，干脆不盖机箱盖子，那样很危险，因为只要稍有不慎，外界的物体就可能掉入机箱中，造成电路短路或其它损坏。
　　3.超频对电脑应用的综合危害
　　超频会使电脑系统的整体形势恶化，因而可能造成一定程度上的损失。
　　1．硬件方面
　　超频后，系统的运行不稳定，经常会出现无故死机、蓝屏等现象，当出现黑屏的时候就比较严重了。一般情况下这种现象出现在跳频之后刚开机之时，具体表现为屏幕一片漆黑，显示器进入节能模式，硬盘灯不闪烁。出现黑屏是最讨厌的，说明CPU已经无法往上超了，此时的解决方法是提高CPU电压，如果不行，就需要考虑换一块超频能力较强的主板。台湾的名厂主板都有不错的超频能力，值得考虑，升技ABIT，微星MSI都是其中的代表人物。要是还不行，那只好又要花银子换CPU，要不就索性放弃超频，降频后照样使用。当然如果在超频过程中，注意不当，甚至会直接损坏零部件。
　　2．应用方面
　　超频之后，我们的电脑在工作效率虽然有所提高，但这种提高是用系统的性能与硬件的寿命换来的。时间一长，当硬件或是系统再不承受不了超频的压力时，超频的负面作用就尽情的表露，这样会严重的影响我们工作效率，以及学习、娱乐等
我们说，万事都有度。对于适度超频的用户来说，如果把握好超频的尺度，这样尽量将超频的损害减少的最低，这样对于我们的日常应用的危害是比较小的。如果遇到疯狂超频的用户，那超频的消极后果将会直接表现出来的。
　　三、超频危害的防止
　　超频能给计算机带来的种种危害已是众所周知的了，既然这些危害产生的直接原因是超频，要防止危害，那最好的办法是不超频。但是，一些朋友希望既要通过超频提高电脑的速度，减少在硬件上的投资，又想要避免因超频而有可能产生的麻烦和损失，其实从适度超频的基础出发这也是有可能实现的。为了减少电子迁移和元件烧毁的危险，超频时的散热问题必须妥善解决，这样才能有效地减少超频后的危害的发生。
　　1．降低CPU的温度
　　超频过后的CPU会产生较多的热量，如不及时散去，会使CPU的温度升高，降低整个系统的稳定性。超频需要全力对付的是CPU的降温问题，只要降温足够，就可以在一定范围内超频。
　　在生产CPU时，要对CPU的发热程度进行测试。发热小的CPU，定为高一个档次，发热较高的则是低一个档次。所以CPU存在着个体差异，有的能超频，有的则不能，一超频使用就会死机。如果CPU已超频使用，而且数次测出的温度（也就是在电脑工作的不同时间点上测试的温度）都比较低，那一般问题不大。一般情况下，我们只要保证CPU的表面温度不超过50℃，也就是保证CPU内部的温度不超过80℃，超频也就不会给CPU造成什么大的危害了。这对显示卡超频同样如此。
　　2．降低环境温度
　　在超频状态下，电脑工作环境的温度宜适中或略偏低。标准的温度是，夏季22℃±2℃，冬季20℃±2℃。在有条件时，可用空调来维持这一温度。从应用实践看，电脑在一般室内温度下都能正常工作，温度偏低对超频没有明显的不利影响。当温度低到10℃及以下时，可适当提高室温。
　　在夏季的开机期间，机房的温度最好要降到18～24℃范围。当室温达到30℃时，用户要减少开机的次数，缩短用机的时间。一次用机一般不宜超过2小时。当室温达到35℃时，如果机器处于超频设置状态，最好不要开机。
　　3．选择最佳的散热方法
　　一般情况下，我们是通过风扇来散热的。不过，大家千万不要以为有了散热片和专用风扇就可以万事大吉，它们的作用只是让一颗没有超频的CPU在温度偏高时冷却下来，对于超频的CPU或是其它硬件就要想想其它办法了。在硬件方面，我们可以用半导体散热、水冷式散热、液氮散热。在软件方面，我们可以选择一些CPU降温软件对CPU实施软件降温。但是这些软件只有在CPU空闲状态下才起作用。另外，一些智能型主板自带的CPU温度监控软件也不错，它能在CPU过热时发出警报，防止因过热而烧毁。
　　当然我们在后面将为大家介绍各式各样的电脑散热方法，选择哪一款，具体的选择权在你手里。如果你能好好把握散热的原则，那你就可以享受超频带来的物质和精神上的满足感。但也建议发烧的朋友们超频时还是适度为好！