CPU超頻的害處

CPU超頻的害處

　　CPU超頻太過太多都會對電腦造成傷害。下面學(xué)習(xí)啦小編整理了解決CPU超頻對電腦造成傷害 的方法，希望能幫到大家O(∩_∩)O哈哈~

　　中央處理器(CPU)從本質(zhì)上說是信號處理器，將來自鍵盤、硬盤或者其它設(shè)備的信號由輸入針腳送至CPU核心，經(jīng)過指定變換處理，轉(zhuǎn)換成所需信號，再由輸出針腳送至內(nèi)存，顯卡或其它設(shè)備。

　　CPU處理信號的快慢，即CPU性能的高低一直以來是人們關(guān)注的焦點，可以說CPU的發(fā)展史實際上也是一部CPU的性能增長史。根據(jù)CPU性能=IPC(每時鐘周期執(zhí)行的指令數(shù))×頻率(MHz)的公式，單獨提升IPC、主頻，或同時提升兩者都可使處理器的性能得以提升。因此CPU的內(nèi)部架構(gòu)和運(yùn)行頻率一直都是中央處理器的重要特征。對于消費(fèi)者來說，無法改變CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計以提升IPC，因此提高CPU的運(yùn)行頻率就成了人們獲得額外性能的唯一方法。這也就是超頻行為的由來和出現(xiàn)的必然性原因。

　　超頻經(jīng)典 Intel 賽揚(yáng)300A

　　最早的超頻記錄為Amiga 500的Motorola芯片從9MHz超到12MHz，英特爾80286從8MHz超到12MHz。但那時的超頻行為是個別技術(shù)高手才能做的事情，需要用烙鐵更換主板上的晶振來改變頻率。真正超頻作為一種大眾行為開始普及——幾乎人人可做，Intel公司于1998年推出的賽揚(yáng)300A處理器功不可沒。這款可以輕松將主頻和性能提升50%的處理器成為超頻史上經(jīng)典中的經(jīng)典，也將超頻和CPU緊緊聯(lián)系再一起。

　　超頻 并非僅僅為了性能

　　此后，超頻不僅僅成為一種獲得提升性能的有效方法，也成為大眾玩家競相為之的時尚行動。何種產(chǎn)品好超，可以超到多少等等問題開始各大論壇上的熱門話題，甚至于為什么無法超頻的問題成為電腦醫(yī)院的長期客戶。相互攀比的結(jié)果進(jìn)一步刺激了超頻行為，進(jìn)而開始產(chǎn)生各類成績的排行榜，比如CPU超頻幅度排行、SuperPI 百萬位成績排行 和3DMark成績排行榜等等。還出現(xiàn)了一些以超頻為宗旨，企圖或者已經(jīng)混跡于各類排行榜的電腦玩家。超頻行為也成為一部分人滿足心理需求的重要手段。

　　由超頻行為逐漸聚集起的龐大消費(fèi)群體所引發(fā)的需求也漸漸衍生出為超頻服務(wù)的技術(shù)、產(chǎn)品和行業(yè)。為超頻而生的硬件和軟件層出不窮，極品CPU、超頻主板、散熱器、導(dǎo)熱材料、制冷設(shè)備、測溫設(shè)備、自動手動超頻軟件、穩(wěn)定測試軟件，性能測試軟件等等等等。而相應(yīng)產(chǎn)品所造就的經(jīng)典也應(yīng)運(yùn)而生，Barton2500 、CIII 1.0、升技NF7、磐正8RDA3 、Alpha8045、SuperPI、SpeedFan、Prime95等等早早成就英名。相應(yīng)的軟硬件使用教程和經(jīng)驗交流更是紛紛印刷成冊，擺上柜臺。CPU、主板、內(nèi)存、散熱器等等產(chǎn)品的測試中，超頻幾乎成了各網(wǎng)站不可缺少的部分，儼然已經(jīng)成為人們選擇產(chǎn)品的一項重要標(biāo)準(zhǔn)。

　　為超頻而生 AMD Barton2500

　　時至今日，超頻已經(jīng)不僅僅是一種單純的個人愛好，從它成為一種大眾娛樂行為的開始，就注定會要成為商業(yè)行為的下一個占領(lǐng)地。超頻不但成為硬件產(chǎn)品引人關(guān)注的賣點，也成為硬件廠商以超頻極限之高來顯示自己技術(shù)實力的手段。更重要的是，超頻給商家?guī)砹烁嗟能浻布M(fèi)和心理消費(fèi)的市場空間。消費(fèi)者從超頻中獲得實惠，選擇自認(rèn)為超值的產(chǎn)品。而生產(chǎn)廠家則以超頻為市場出售更多的產(chǎn)品賺取利潤、建立品牌。而媒體的評測也有更多內(nèi)容可寫，最終引來更多的人氣和收入。在電腦市場的需求、供給和引導(dǎo)的市場環(huán)節(jié)中，超頻帶來的效應(yīng)可謂皆大歡喜，最終在一種良性循環(huán)中蔚然成風(fēng)。

　　第3頁：超頻 怎樣才算成功?

　　說了這么多超頻的好處，反而讓人搞不清楚了什么是超頻。簡單的說，超頻是一種行為，人為的使集成電路以超過額定工作范圍的頻率運(yùn)行。除了CPU以外、內(nèi)存芯片、顯卡芯片、硬盤芯片、主板芯片等等都可以超頻使用。為了方便說明，本文僅以CPU為例詳細(xì)介紹有關(guān)超頻的一些問題。

　　那么怎樣才能算是超頻成功呢?這個問題因人而異。確切的說，是根據(jù)超頻者的需求不同而不同。有部分人超頻是為了探明CPU在某種極限條件下能夠運(yùn)行的最高頻率，或者為了追求一個前所未有的極限數(shù)字。對他們而言，CPU并不需要在這種條件下工作太久，也不用去完成很苛刻的工作任務(wù)。哪怕CPU只能正常工作幾分鐘，能夠進(jìn)入WINDOWS系統(tǒng)正確顯示當(dāng)前運(yùn)行的頻率，甚至于僅僅能夠點亮系統(tǒng)在BIOS自檢畫面中出現(xiàn)一個期待的頻率數(shù)字，對于他們來說，都算是超頻成功了。

　　但是對于大多數(shù)人來說，沒人愿意在玩游戲正投入的時候因為死機(jī)而中途退出;也沒人愿意在圖形渲染到一大半的時候因為運(yùn)算出錯而不得不重新開始;更沒人愿意正要對網(wǎng)戀的MM傾訴表白的時候因為硬件燒毀而錯失機(jī)會。因此，能讓處理器長期穩(wěn)定運(yùn)行而不影響到工作的正常完成是超頻成功的先決條件，即人們常說的”穩(wěn)定壓倒一切”。對于以應(yīng)用為主要目的的人來說，超頻不是一種必須行為，一切影響到實際使用的超頻行為也都是不成功的。

　　超頻失敗通常表現(xiàn)為以下幾種現(xiàn)象：

　　藍(lán)屏，非法操作，運(yùn)算出錯，窗口無端關(guān)閉，CPU占用率過高，程序無響應(yīng)，畫面定格，黑屏，自動重啟，無法開機(jī)等等。

　　CPU超頻對電腦造成的傷害方式

　　windows系統(tǒng)的藍(lán)屏現(xiàn)象

　　程序無響應(yīng)

　　有的人會問：我超頻以后運(yùn)行了SuperPI和3Dmark等測試軟件沒有任何問題，但是玩游戲久了會死機(jī)，這算是超頻成功嗎?其實這是典型的一種不成功的表現(xiàn)，因為它沒有滿足長期穩(wěn)定這個條件，并且影響到正常使用。測試軟件一般運(yùn)行的時間比較短，大多在10分鐘之內(nèi)，通過測試只代表能在短時間內(nèi)穩(wěn)定工作，并不意味著超頻成功。而這種失敗大多是因為散熱不好熱量逐漸積累而最終溫度過高。

　　相反，有人會問：我超頻以后無法通過各種測試，但是我平常只用來打字聽音樂，并且沒有出現(xiàn)任何問題。這樣算是超頻成功嗎?盡管打字聽音樂可能并不需要去超頻就能很好的完成，但是我不能不說，恭喜你超頻成功。

　　也就是說，超頻是否成功，并不是以通過測試程序為標(biāo)準(zhǔn)，而是以自己的正常使用為標(biāo)準(zhǔn)。超頻的目的是為應(yīng)用服務(wù)，而不是為測試服務(wù)。很多人對這種說法并不贊同，他們在追求的是一種絕對穩(wěn)定。對于沒有通過他們認(rèn)為的嚴(yán)格測試的超頻行為十分不齒。在這里我想說的是，在Tom’shardwear里進(jìn)行的連續(xù)數(shù)天超長超負(fù)荷穩(wěn)定測試的存在，也許會讓更多的人對你所謂的“穩(wěn)定”超頻而不齒。穩(wěn)定沒有絕對,只有相對。甚至于說，超頻是一種唯心的行為，你真的認(rèn)為成功了，它就成功了。

　　現(xiàn)在所有CPU的芯片都是由CMOS(互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體)工藝制成。CMOS電路的動態(tài)功耗計算公式如下：

　　P=C×V2×f

　　C是電容負(fù)載，V是電源電壓，f則是開關(guān)頻率。

　　因為超頻帶來的CPU頻率的增加，會造成動態(tài)功耗隨頻率成正比增長。而在超頻的過程中，為了讓CPU能夠工作在更高頻率上，常見的手段之一就是加電壓。而這更加快了功耗增長的速度。

　　假設(shè)一塊額定頻率為1GHz、額定電壓為1.5V的CPU其動態(tài)功耗為P0 。經(jīng)過超頻以后，工作電壓加壓到1.65V，穩(wěn)定運(yùn)行在 1.3GHz ，此時其動態(tài)功耗為P1。因為CPU制成以后，其電容值C也就基本固定，可以看作常量，也就是說超頻前后的電容值C相等。

　　可以得到: P0 = 1.5 ×1.5×1 ×C = 2.25C (W)

　　P1 = 1.65×1.65×1.3×C = 3.54C (W)

　　兩式相除得到： P1/P0 = 3.54C / 2.25C = 1.573

　　此式的意義是，這款超頻后的CPU較未超頻時，其動態(tài)功耗增加了57.3% ，因為對CMOS電路來說，靜態(tài)功耗相對于動態(tài)功耗較小。因此其動態(tài)功耗的增長率近似為CPU總功耗的增長率。也就是說假設(shè)原來的CPU額定功率僅為60W，經(jīng)加壓超頻后此時也將達(dá)到近95W ! 如果不更換更好的散熱設(shè)備，將不可避免的引起CPU工作溫度的上升。當(dāng)處理器溫度超過最大允許值，輕則無法正常工作，嚴(yán)重則導(dǎo)致CPU燒毀。

　　第5頁：超頻后果二：電遷徙

　　在前些年在提及超頻后果的時候，經(jīng)常會提起電遷徙(有人稱為電子遷移)造成的危害。在半導(dǎo)體制造業(yè)中，最早的互連金屬是鋁，而且現(xiàn)在它也是硅片制造業(yè)中最普通的互連金屬。然而鋁有著眾所周知的由電遷徙引起的可靠性問題。

　　由于傳輸電流的電子將動量轉(zhuǎn)移，會引起鋁原子在導(dǎo)體中發(fā)生位移。在大電流密度的情況下，電子不斷對鋁原子進(jìn)行沖擊，造成鋁原子逐漸移動而造成導(dǎo)體自身的不斷損耗。在導(dǎo)體中，當(dāng)過多的鋁原子被沖擊脫離原來的位置，在相應(yīng)的位置就會產(chǎn)生坑洼和空洞。輕則造成某部分導(dǎo)線變細(xì)變薄而電阻增大，嚴(yán)重的會引起斷路。而在導(dǎo)線的另一些部分則會產(chǎn)生鋁原子堆積，形成一些小丘，如果堆積過多會造成導(dǎo)線于相鄰導(dǎo)線之間發(fā)生連接，引起短路。不論集成電路內(nèi)部斷路還是短路，其后果都是災(zāi)難性的。電遷徙或許是集成電路中最廣泛研究的失效機(jī)制問題之一。

　　電遷徙造成導(dǎo)線損耗

　　超頻的結(jié)果會使通過導(dǎo)線的電流增大，引起的功耗增加也會使芯片溫度上升。而電流和溫度的增加都會使芯片更容易產(chǎn)生電遷徙，從而對集成電路造成不可逆的損傷。因此長期過度超頻可能會造成CPU的永久報廢。

　　曾經(jīng)有人這樣反映：CPU超頻到某個頻率后，經(jīng)過近一年的使用一直都很穩(wěn)定。但是后來有一天就發(fā)現(xiàn)了CPU已經(jīng)無法在這個頻率上繼續(xù)穩(wěn)定工作。造成這種現(xiàn)象的原因，很可能是過度超頻而散熱措施不好，盡管CPU體質(zhì)不錯，在較高的溫度下也能超到一個較高的頻率。但是惡劣的工作環(huán)境和超負(fù)荷的工作讓CPU內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重的電遷徙。雖然沒有造成短路或者斷路，但是導(dǎo)線已經(jīng)嚴(yán)重受到損傷，導(dǎo)線電阻R增大，最終引起布線延時RC(和布線電阻和布線電容有關(guān))增加，導(dǎo)致時序錯亂影響CPU正常工作。

　　一方面CPU集成的晶體管密度的不斷提升，造成芯片中的導(dǎo)線密度不斷增加，導(dǎo)線寬度和間距不斷減小;另一方面CPU頻率不斷提升，功率逐漸加大而電壓卻在減小。CPU運(yùn)作需要更細(xì)的導(dǎo)線去承載更大的電流，鋁互連的應(yīng)用日益受到挑戰(zhàn)。因此更低電阻的銅互連將在集成電路的設(shè)計和制造中逐步取代原有的鋁工藝。

　　很重要的一點是，銅具有良好的抗電遷徙的特性，幾乎不需要考慮電遷徙問題。而目前市面上出售的CPU基本都已采用銅互連工藝。在AMD的Athlon(Thunderbird核心)和Intel的P4(NorthWood核心)發(fā)布以后的CPU都采用了銅互連技術(shù)，因此大多數(shù)人可以不必再為電遷徙而過于擔(dān)心。

　　第6頁：超頻后果三：信號變差

　　前面說過，CPU是信號處理器，主要功能是對數(shù)字信號進(jìn)行處理，其主要工作單元為由晶體管組成的門電路。下圖是CMOS集成電路中的一個最基本電路——反相器，其它復(fù)雜的CMOS集成電路大多是由反相器單元組合而成。

　　理論上，CMOS門電路輸出的數(shù)字信號(也是下一級門電路的輸入信號)理想波形的上、下沿都是嚴(yán)格垂直的，從高電平跳變到低電平是突變的，不需要時間。

　　但是，實際上任何實物集成電路最終的性能都不可能完全達(dá)到理論指標(biāo)。CMOS門電路輸出波形也不是嚴(yán)格理論上的”方波”，在電壓跳變的過程中，不但輸出電壓不是嚴(yán)格垂直，而且還需要耗費(fèi)一定的時間。

　　圖中的Δt是指從高電平到低電平所需要的時間。這是因為CMOS門電路中幾乎無處不在的寄生電容和寄生電阻。而電容器件最重要的一個特性就是，不允許電容器兩端的電壓突變，而必須有個上升或者下降的過程。只要有寄生電容的存在，Δt的存在就不可避免。通常，寄生電容的主要有以下幾種：1)作為輸出的晶體管的結(jié)電容;2)作為上級負(fù)載的下一級輸入的晶體管的結(jié)電容;3)傳輸導(dǎo)線之間和晶體管之間的電容。

　　寄生電阻和寄生電容越小，高低電平的轉(zhuǎn)換時間Δt在整個信號中占據(jù)的百分比越小，實際輸出的波形也就越接近于理想波形，集成電路的電氣性能就更優(yōu)秀。它們只能通過制造工藝的提高去減小，而不可能完全消失。高k柵介質(zhì)(High K gate Dielectric)、SOI工藝絕緣體上硅芯片技術(shù)(Silicon On Insulator)、“Low-k”低介電常數(shù)絕緣體技術(shù)等技術(shù)都是為了減小CPU中寄生電容采用的方法，而銅互連則有效減小了CPU中寄生電阻。然而不容樂觀的是，隨著集成密度的提高，線寬越來越窄，導(dǎo)線之間和晶體管之間的距離越來越近，晶體管柵極層厚度越來越薄，這幾年CPU寄生電容和電阻的增加已經(jīng)成為CPU制造技術(shù)中最難又最亟待解決的問題。

　　超頻的CPU會使信號波形變的更差。因為CPU成品以后，其電容和電阻值都為常數(shù)，晶體管的各項參數(shù)也已經(jīng)固定。在信號電壓值不變的情況下， 信號高低電平的跳變所需要的時間也不變。但是頻率的提高會使信號寬度 (占用的時間)變短，最終造成波形進(jìn)一步惡化。

　　可以看見，超頻以后的信號更加“非理想化”，電平電壓不變的時間ΔT逐漸減小，給信號的辨認(rèn)造成困難。當(dāng)頻率增加過高.門電路還未達(dá)到最高電平和最低電平的電壓要求值就開始“跳變”。波形嚴(yán)重失真，并且可能造成信號達(dá)不到下一級門電路的觸發(fā)電壓而使整個CPU無法工作。通常，這種過度超頻會造成電腦根本無法啟動、黑屏等故障。

　　第7頁：超頻后果三：抗干擾能力減弱

　　對于大多數(shù)超頻使用者來說，會有一個理智超頻的過程，所以很少會超頻到電腦無法啟動或者黑屏，更常見的超頻后果是造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。CPU在工作過程中死機(jī)，重新啟動，或者運(yùn)算出錯等等都是不穩(wěn)定的表現(xiàn)。

　　既然能夠開機(jī)工作，說明至少信號波形還沒有達(dá)到下級電路無法識別的地步，為什么不能夠穩(wěn)定運(yùn)行呢?這就牽扯到抗干擾能力的問題。

　　如果CPU在超頻以后能夠順利啟動，如果在沒有外界的干擾，那么做好散熱以后，它就能穩(wěn)定工作。但是CPU是工作在一個不斷變化的環(huán)境中，有很多來自于外界電子噪聲的影響。CPU在超頻以后，更高頻的信號周期時間更短，超頻之前影響不大的干擾信號，在CPU工作在更高頻率的時候，可能會變成CPU無法正常工作的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

　　超頻和未超頻時，受干擾信號示意圖

　　從圖中可以看到，超頻以后的有用信號(紅)由于頻率高，周期短，有效高電平時間短，在受到干擾以后，造成有用信號整體電壓下降，干擾信號(藍(lán)色)與原信號疊加的波形，無法達(dá)到要求電壓，從而造成下級門電路無法識別信號，CPU無法繼續(xù)正常工作。

　　而未超頻的信號(綠色)，和干擾信號(藍(lán)色)疊加以后，雖然前半段有用信號整體電壓下降，但是 后半部分不受影響，仍然能夠達(dá)到高電平要求電壓。盡管波形變化較大，但對于數(shù)字信號處理來說，達(dá)到高電平電壓已經(jīng)能夠觸發(fā)下級門電路，對于CPU的使用不會有太大影響。

　　由此可見，原先并無大礙的干擾卻可能導(dǎo)致超頻的CPU在使用中罷工，所以說超頻造成了CPU抗干擾能力的下降。

　　為了讓超頻的CPU能穩(wěn)定工作，必須盡量減少干擾源。最常見的來源有：大氣中的天電、驅(qū)動電動機(jī)等電氣設(shè)備或器件及由傳感檢測系統(tǒng)接收到的輸入中混同于信號中的機(jī)、電、磁、光和聲及電網(wǎng)波動的干擾等等。因此，在信號處理中，伴隨信號一定存在噪聲，不可能獲得沒有噪聲的“純凈”信號。但是，只要保證信號比噪聲強(qiáng)度大得多，信號的處理、分析和識別就不會 受到顯著的影響。使用做工和用料更好的內(nèi)存、主板和電源，不僅能夠更少的吸收外界雜訊，也能確保CPU輸入和輸出信號更規(guī)則、更純凈。以主板為例，完整的濾波電路、優(yōu)質(zhì)的供電穩(wěn)壓電路、合理的走線和布局、良好的散熱措施等等，都是一塊設(shè)計優(yōu)秀的主板必不可少的件條件，最終都是為了能給CPU提供穩(wěn)定的工作環(huán)境服務(wù)。而干擾問題， 其實對于本身更高頻的CPU也是如此，頻率越高的處理器對干擾信號越敏感。LGA775接口的CPU正是為了避免針腳接受外界干擾信號而采用觸點設(shè)計。

　　第8頁：超頻后果五：制造干擾

　　工作在高頻率的時候，CPU、主板等等配件上的導(dǎo)線和元件不僅是干擾信號的接收者，同樣也是干擾信號的發(fā)射者。存在電流環(huán)路的導(dǎo)線就會有輻射產(chǎn)生，簡單的電路電流環(huán)路發(fā)出的輻射發(fā)射可用如下等式描述：

　　E(μV/m)=1.316×A×I×F2/D×S

　　E——電場(μV/m);

　　A——環(huán)路面積(cm2);

　　I——環(huán)路電流(A);

　　F——頻率(MHz);

　　D——分隔距離(m);

　　S——屏蔽比率。

　　從這個關(guān)系可以看出，輻射的電場強(qiáng)度(E)以頻率的平方增加。同樣CPU經(jīng)過超頻以后，其輻射電場強(qiáng)度(電子噪聲)會以頻率提高速度的平方增加。

　　另外，CPU超頻的直接結(jié)果是功耗增加，溫度升高。大多數(shù)半導(dǎo)體器件，包括CPU內(nèi)部晶體管對溫度相當(dāng)敏感，溫度升高會使器件熱噪聲指數(shù)倍增加，性能變差。在超頻當(dāng)中，最常使用的手段之一就是降溫，為的就是減少電子器件的熱噪聲。當(dāng)使用干冰或液氮制冷的時候，CPU工作在零下上百度的環(huán)境中，最大限度的減少了晶體管熱噪而使得極限頻率得以實現(xiàn)。在CPU超頻過程中，很有趣的現(xiàn)象就是，當(dāng)溫度越高，漏電流就越大;反過來又使溫度更高，工作狀態(tài)會急劇惡化;這是典型的惡性循環(huán)。因此溫度造成的影響會受到人們極大重視。

　　其次，超頻后CPU對電流的需求更大，因為CPU供電電路和主機(jī)電源的動態(tài)電阻影響，會造成最終CPU和其它電腦配件兩端電壓的下降。另外， CPU電流的急劇變化也會造成供電電壓的跳變，產(chǎn)生突變信號干擾。也正因為以上原因，很多CPU超頻后出錯或死機(jī)，大多總是在任務(wù)最繁重、對電流需求最大的時候。

　　無任務(wù)時，3.3V系統(tǒng)電壓表現(xiàn)穩(wěn)定

　　運(yùn)行superPI時，3.3V系統(tǒng)電壓整體下降并有較大波動、

　　以上步驟和方法小編真心希望能解決你的問題。