CPU超频详细讲解

没有水的鱼

关于CPU超频的文章以有不少，本文可谓其中的发烧级作品。文章理论联系实际，给读者全新的超频技术，不过要注意，按照以下文章的内容操作，可能会出现破坏性的结果。如果你没有相应的电工常识，请勿照做！
一、降压超频的理论基础与超频实例
为了榨干CPU的每一滴油水，我们几乎什么方法都试过，甚至有人想过提高CPU的电压，为了降低CPU的温度又去"超风扇"，为了一时的"欢乐"不惜损命折寿。于是有人提倡超频、有人反对超频。该不该超？
带着这个问题我查找了有关电子方面的书籍，书中有关可靠性写道：电子设备的可靠性是指在规定条件下和规定时间内,完成规定功能的能力。通俗地讲，易损坏的机器可靠性差，反之可靠性高。不难发现，各种电子元、器件，如电容、电阻、晶体管等均和电压有关。根据电介质物理中的瓦格纳理论，电容器的损坏以热击穿为主，击穿机率q与电压V的平方成正比，即q∝V2。密勒(S.L.Miller)专门对PN结击穿进行过研究，指出击穿机率q与电场强度E之间有如下关系：q∝6e3.9×100000E。由上述两式计算可知，如果电压允许降低为原电压值的十分之一的话，电容器和晶体管击穿的可能性将分别降低为原来的百分之一和二万分之一。反之电压升高击穿的可能性将增大。电容器、晶体管的击穿除了与外加电压有关外还与温度有关。以PN结为例，PN结温度每降低10℃左右，失效率可下降约一个数量级。
尽管上述理论是针对电容器或晶体管的，但我们知道CPU是由许许多多的晶体管组成的，CPU本身高温及增加外电压的结果是降低了CPU的可靠性，可靠性下降后CPU更易损坏，但一不定立即烧坏。
最近我在老主板ASUS
TX97-E上进一步发掘潜力，从ASUS的主页可以查出该主板支持K6芯片，具体做法如下:
1、电压2.2V跳线（新增）:REV 1.12之后，VID2: 空;VID1: 1-　2;VID0:
空。（本人实测电压确实如此）
2、倍频跳线（新增）:
×5.0 BF2: 2-3 BF1: 2-3 BF0:1-2
×5.5 BF2:2-3 BF1:1-2 BF0:1-2
在TX97-E这块主板上用锁频的Intel MMX
200最高只能用到3×83=250，如果换一块新的Super
7主板其超频还要高,可见其能力并未用尽，于是我用原本支持K6的2.2V电压去驱动MMX
200，激动人心的时候出现了。在如此低的电压下，MMX 200不但支持3×66，还支持 3×75，WIN95的蓝天白云依然美丽。MMX
200的核心电流6.5A(2.8V),如果
电流不变（电压下降，电流必定更小），当电压为2.2V时，功率下降为6.5×(2.8-2.2)=3.9W。翻开《微型计算机》1998年第3期第75页，台式机的MMX
CPU核心电压为2.8V，外部功率为4.1W，而便携机用的同类CPU核心电压为2.45V，外部功率为7.7W。
由此可见，用2.2V电压，功率将下降3.9W以上，实际情况估计会下降一半以上。现今你可以尽情超频了，从温度计看到的是CPU温度上升得慢，要升也仅有几度，原来要上升十几度！不过该方法的唯一缺点是，进入BIOS后会发现核心电压显示为2.2V[ERR]，看来主板都不相信这是真的。这块MMX
200其型号为SL23W 盒装黑金刚。大家不妨试试Intel的其它芯片，我想也会有意想不到的收获。
二、手工调整主板CPU内核电压
以下为本人最近研究电压调整芯片得出的编程电压调节****，特别是用于TX97的主板，未曾见过报道。电压调整芯片多采用HIP6008CB或HIP6003，许多主板，包括PⅡ和P6主板还在用此芯片。该类芯片的vid0、vid1、vid2、vid3分别对应芯片的3脚、4脚、5脚、6脚。CPU的核心电压是由该芯片的vid0，vid1，vid2，vid3编程而得。具体编程如表1。
为了区别，主板上相应的编程跳脚用大写字母表示，芯片的编程管脚用小写字母表示，两者并不一一对应，不同的主板两者的对应关系需测量后才知道。在进行实际跳线操作时只要将表1中的0处短接便可。一般来讲可以调出2.0V至3.5V之间的任一电压。如TX97E（Rev1.12)用万用表的X1挡量测出主板上VID0的1脚，与芯片的vid0（即芯片的3脚）相连，主板上VID0的3脚接vid3（即芯片的6脚），主板上VID1的1脚接vid1（即芯片的4脚）,主板上VID2的1脚接vid2（即芯片的5脚），主板上VID0的2脚、VID1
的2和3脚，VID2的2脚全为地。当核心电压为2.2V时，用于3×75时工作很正常，但必竟电压太低，用于3×83时会死机，现想调整电压为2.4V，拨掉所有的VID0、VID1、VID2（VID3未焊）上的跳线帽，只用一跳线帽插在VID2的1-2脚上使其短接，开机实测电压为2.4V，用此电压3×83进入WIN95一切正常。同理拨掉全部跳线帽，输出电压为2.0，此时3×66
正常。跳线帽插VID0的1-2、VID1的1-2、VID2的1-2、输出电压为2.7V。
这些跳线的设置与主板手册所述并不矛盾，手册上的某些跳线帽其实是多余的。外频电压与上述芯片和编程无关。
为了解决超频CPU的散热问题，本人从硬件上进一步挖掘潜力，以提高系统的稳定性。下面是本人采用的几个办法，供大家参考。
一、改善机

箱的散热
如果条件允许，电脑最好"赤膊上阵"，即卸掉机壳，这时散热效果远胜过在机箱内装几个风扇。例如，本人采用立式机箱，去掉机壳，安放在我定制的电脑桌右下方的柜子里。柜子后面无挡板，接插线很方便，同时也利于散热通风。用电脑时将前柜门打开，以执行开机、存放盘片操作。由于柜子较电脑机箱大，这样电脑既不占用桌面，散热又好。这样做时要当心老鼠、飞虫、爬虫等进去做窝后散尿，给电脑带来致命伤害。好在立式机箱内的主板是立着的。经测试，柜门打开或关闭，屏幕显示内部温度相差2度。
二、改善各板卡芯片的散热
由于超频后外部总线超出规定频率，显示卡或声卡增加了额外负担。你可以让电脑工作一定时间，然后摸摸各芯片的发热情况再定需不需要加散热片。例如本人用的S600DX显卡、1816声卡都比较热。这些板卡原来什么散热措施都没有，自己给板卡有关芯片安个散热片，有条件的话，再在芯片与散热片之间涂抹些导热硅脂。加散热片时千万要注意，散热片与芯片之间要紧密接合，如果中间有距离，则散热效果适得其反，因为中间的空气起保温作用。
三、改善主板外频供电能力
Intel 166MMX，内核电压为2.8V，电流4.75A，I/O电压3.3V，电流0.54A；
Intel 166MMX，内核电压为2.8V，电流5.7A，I/O电压3.3V，电流0.65A；
Intel 166MMX，内核电压为2.8V，电流6.5A，I/O电压3.3V，电流0.75A。
上述情况是指外频是66MHz时的Intel
CPU电能需求情况。但由于超频，外频用到75MHz或更高,此时CPU需要的电能会超出上述数据，特别是I/O需要的电流更大，并且所需电流与工作频率成正比。某些主板如华硕TX97-E的说明书上就不主张超频使用。其2.8V开关电源采用较大的N型场效应管NEC
K2941或45N03(30V，45A),其功耗较低，供电较富裕，从主机工作时该管的表面温度较低可以说明。但3.3V电源并没有采用我们想象的开关电路,而是采用传统的串联稳压电路(其它主板也是这样的)，尽管所供电流只有1A左右,但功耗较大[管子功耗=(5V-3.3V)×电流]。3.3V电源除了供电给CPU外还要供电给168线内存条等，超频后这些部分的耗电都会大增。原电路采用较小的N型场效应管K2415作为调整管，表面温度较高。改进方法是找一只电流大的N型场效应管。同时从BIOS的检测数据中也可以看到主板温度有所下降。如果需要（例如用PⅡ233以上的CPU时）可用并联N型场效应管NEC
K2941或45N03的方法增加内核的供电电流。作为同类场效应管，可以通过并联使用来增大输出电流。TX97-E上其它管子作用简介如下。与K2941并排的另一只外型相仿管子是2.8V开关电源肖特基续流二极管。与K2415并排的另一只外型相仿小管子是主板上三只风扇电源负极共用控制管。
四、增加主板电源去耦电容
厂家出于种种考虑，在主板上预先安置了一些去耦电容的空位，但没有焊电容。例如TX97-E主板，168线内存插槽和72线内存插槽边上分别有两个未焊电容的空位，分别用于焊接3.3V和5V电源去耦电容。超频使用时最好补上这些。几个地方未焊电容，很明显补焊上相应的电容能降低电源的波动噪声，对提高系统信号开关的清晰度及系统工作稳定性极为有利。
五、某些配件要用风扇冷却
很多文章谈到选用硬盘，要注意品牌、转速、噪声等。依我看选用硬盘，第一条件必须是可靠、耐用(这种硬盘多半不是高温硬盘)。如本人的Seagate高速硬盘工作时温度就比较高，尽管说明书说有XX平均无故障时间，温度一高，机械寿命和电气寿命必定大打折扣。如果你不幸象我一样用的是Seagate高速硬盘，请装一只冷却风扇保"命"吧。因为我身边的用户已坏掉几只这种硬盘了。
六、在BIOS中启动有关能源管理的功能
启动能源管理功能，使电脑工作间隙能自动挂起硬盘、关闭显示器，长时间不用能使电脑进入节电模式。使用能源管理功能可作为夏天降温的另一种重要补充措施。
我的电脑CPU为MMX 166，超频作187使用，环境温度为29℃，测试数据如下。
屏幕显示："TX97E Thermal Monitor"
刚开机时："CPU Temperature：51℃"
"MB Temperature:30℃"
运行一小时后："CPU Temperature:61℃/141"
"MB Temperature:35℃/95"
　总之高温是电脑可靠运行的大敌，一旦电子器件受高温伤害后，其性能下降，而且更加受不得热"刺激"。电脑理想环境温度为10℃～30℃ ．