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中央处理器 CPU 从本质上说是信号处理器商人博客产品产品公司生意经批发直达求购信息资讯论坛商友中央处理器(CPU)从本质上说是信号处理器(2010/10/24 13：06)，未来自键盘、硬盘或者其它设备的信号由输入针脚送至CPU中心，经过指定变换处理，转换成所需信号，再由输出针脚送至内存，显卡或其它设备。CPU处理信号的快慢，即CPU性能的高下一直以来是人们关注的焦点，可以说CPU的发展史实际上也是一部CPU的性能增长史。依据CPU性能=IPC(每时钟周期履行的指令数)频率(MHz)的公式，独自提升IPC、主频，或同时提升两者都可使处置器的性能得以提升。因此CPU的内部架构和运行频率始终都是中心处理器的重要特点。对花费者来说，无法转变CPU的内部构造设计以提升IPC，因而提高CPU的运行频率就成了人们获得额定性能的独一办法。这也就是超频行为的由来和涌现的偶然性起因。最早的超频记载为Amiga 500的Motorola芯片从9MHz超到12MHz，英特尔80286从8MHz超到12MHz。但那时的超频行为是个别技术高手才能做的事件，需要用烙铁改换主板上的晶振来改变频率。真正超频作为一种大众行为开始遍及几乎人人可做，Intel公司于1998年推出的赛扬300A处理器功不可没。这款可以轻松将主频和性能提升50%的处理器成为超频史上经典中的经典，也将超频和CPU牢牢接洽再一起。超频并非仅仅为了性能尔后，超频不仅仅成为一种取得晋升机能的有效方式，也成为民众玩家竞相为之的时尚举动。何种产品好超，能够超到多少等等问题开始各大论坛上的热点话题，甚至于为什么无奈超频的问题成为电脑病院的长期客户。彼此攀比的成果进一步刺激了超频行动，进而开端产生各类成绩的排行榜，比方CPU超频幅度排行、SuperPI百万位成就排行和3DMark成绩排行榜等等。还呈现了一些以超频为主旨，打算或者已经混迹于各类排行榜的电脑玩家。超频行为也成为一部分人知足心理需要的主要手腕。由超频行为逐渐凑集起的宏大消费群体所引发的需求也匆匆衍生出为超频服务的技术、产品和行业。为超频而生的硬件和软件层出不穷，极品CPU、超频主板、散热器、导热资料、制冷设备、测温装备、主动手动超频软件、稳定测试软件，性能测试软件等等等等。而相应产品所培养的经典也应运而生，Barton2500+、CIII 1.0、升技NF7、磐正8RDA3+、Alpha8045、SuperPI、SpeedFan、Prime95等等早早成绩英名。相应的软硬件使用教程和经验交换更是纷纭印刷成册，摆上柜台。CPU、主板、内存、散热器等等产品的测试中，超频几乎成了各网站不可缺乏的部分，俨然已经成为人们抉择产品的一项重要标准。时至本日，超频已经不仅仅是一种单纯的个人喜好，从它成为一种大众娱乐行为的开始，就注定会要成为贸易行为的下一个占据地。超频不但成为硬件产品惹人关注的卖点，也成为硬件厂商以超频极限之高来显示自己技术实力的手段。更重要的是，超频给商家带来了更多的软硬件消费和心理消费的市场空间。消费者从超频中获得实惠，取舍自认为超值的产品。而出产厂家则以超频为市场出卖更多的产品赚取利润、树立品牌。而媒体的评测也有更多内容可写，最终引来更多的人气和收入。在电脑市场的需求、供应和领导的市场环节中，超频带来的效应堪称大快人心，最终在一种良性循环中蔚然成风。超频怎样才算成功?说了这么多超频的好处，反而让人搞不明白了什么是超频。简略的说，超频是一种行为，人为的使集成电路以超过额外工作范畴的频率运行。除了CPU以外、内存芯片、显卡芯片、硬盘芯片、主板芯片等等都可以超频使用。为了便利解释，本文仅以CPU为例具体先容有关超频的一些问题。那么怎么能力算是超频成功呢?这个问题因人而异。确实的说，是根据超频者的需求不同而不同。有部分人超频是为了探明CPU在某种极限条件下能够运行的最高频率，或者为了寻求一个前所未有的极限数字。对他们而言，CPU并不需要在这种条件下工作太久，也不必去实现很刻薄的工作义务。哪怕CPU只能正常工作几分钟，能够进入WINDOWS体系准确显示当前运行的频率，甚至于仅仅能够点亮系统在BIOS自检画面中出现一个等待的频率数字，对于他们来说，都算是超频成功了。但是对于大多数人来说，没人违心在玩游戏正投入的时候因为死机而半途退出；也没人乐意在图形渲染到一大半的时候因为运算出错而不得不重新开始；更没人乐意正要对网恋的MM倾诉表白的时候因为硬件烧毁而错失时会。因此，能让处理器长期稳定运行而不影响到工作的正常完成是超频成功的先决条件，即人们常说的稳定压倒一切。对于以应用为主要目的的人来说，超频不是一种必须行为，所有影响到实际使用的超频行为也都是不成功的,社区服务。超频失败通常表现为以下几种现象：蓝屏，非法操作，运算出错，窗口无故封闭，CPU占用率过高，程序无响应，画面定格，黑屏，自动重启，无法开机等等。有的人会问：我超频当前运行了SuperPI和3Dmark等测试软件不任何问题，然而玩游戏久了会逝世机，这算是超频成功吗?实在这是典范的一种不胜利的表示，由于它没有满意长期稳定这个前提，并且影响到畸形应用。测试软件个别运行的时间比拟短，大多在10分钟之内，通过测试只代表能在短时光内稳固工作，并不象征着超频成功。而这种失败大多是因为散热不好热量逐渐积聚而终极温渡过高。相反，有人会问：我超频以后无法通过各种测试，但是我平凡只用来打字听音乐，并且没有出现任何问题。这样算是超频成功吗?只管打字听音乐可能并不需要去超频就能很好的完成，但是我不能不说，祝贺你超频成功。也就是说，超频是否成功，并不是以通过测试程序为尺度，而是以自己的正常使用为标准。超频的目标是为利用服务，而不是为测试服务。许多人对这种说法并不赞成，他们在追求的是一种相对稳定。对于没有通过他们以为的严格测试的超频行为非常不齿。在这里我想说的是，在Tomshardwear里进行的持续数天超长超负荷稳定测试的存在，也许会让更多的人对你所谓的稳定超频而不齿。稳定没有绝对,只有绝对。甚至于说，超频是一种唯心的行为，你真的认为成功了，它就成功了。超频后果一：CPU功耗增加当初所有CPU的芯片都是由CMOS(互补型金属氧化物半导体)工艺制成。CMOS电路的动态功耗计算公式如下：P=CV2f C是电容负载，V是电源电压，f则是开关频率。因为超频带来的CPU频率的增加，会造成动态功耗随频率成正比增长。而在超频的进程中，为了让CPU能够工作在更高频率上，常见的手段之一就是加电压。而这更加快了功耗增长的速度。假设一块额定频率为1GHz、额定电压为1.5V的CPU其动态功耗为P0。经过超频以后，工作电压加压到1.65V，稳定运行在1.3GHz，此时其动态功耗为P1。因为CPU制成以后，其电容值C也就根本固定，可以看作常量，也就是说超频前后的电容值C相等。可以得到：P0=1.51.51C=2.25C(W)P1=1.651.651.3C=3.54C(W)两式相除得到：P1/P0=3.54C/2.25C=1.573此式的意义是，这款超频后的CPU较未超频时，其动态功耗增加了57.3%，因为对CMOS电路来说，静态功耗相对于动态功耗较小。因此其动态功耗的增长率近似为CPU总功耗的增长率。也就是说假设原来的CPU额定功率仅为60W，经加压超频后此时也将达到近95W！如果不调换更好的散热设备，将不可避免的引起CPU工作温度的上升。当处理器温度超过最大允许值，轻则无法正常工作，严重则导致CPU烧毁。超频后果二：电迁徙在前些年在提及超频后果的时候，常常会提起电迁徙(有人称为电子迁徙)造成的*。在半导体系造业中，最早的互连金属是铝，而且现在它也是硅片制造业中最一般的互连金属。然而铝有着家喻户晓的由电迁徙引起的牢靠性问题。因为传输电流的电子将动量转移，会引起铝原子在导体中发生位移。在大电流密度的情形下，电子不断对铝原子进行冲击，造成铝原子逐步挪动而造成导体本身的一直损耗。在导体中，当过多的铝原子被冲击脱离本来的位置，在相应的地位就会产生坑洼跟空泛。轻则造成某部门导线变细变薄而电阻增大，重大的会引起断路。而在导线的另一些局部则会发生铝原子沉积，构成一些小丘，假如堆积过多会造成导线于相邻导线之间产生衔接，引起短路。不管集成电路内部断路仍是短路，其成果都是灾害性的。电迁徙或者是集成电路中最普遍研讨的生效机制问题之一。超频的结果会使通过导线的电流增大，引起的功耗增加也会使芯片温度上升。而电流和温度的增加都会使芯片更轻易产生电迁徙，从而对集成电路造成不可逆的伤害。因此长期适度超频可能会造成CPU的永恒报废。曾经有人这样反应：CPU超频到某个频率后，经过近一年的使用一直都很稳定。但是后来有一天就发明了CPU已经无法在这个频率上继承稳定工作。造成这种现象的原因，很可能是过度超频而散热措施不好，尽管CPU体质不错，在较高的温度下也能超到一个较高的频率。但是恶劣的工作环境和超负荷的工作让CPU内部发生严重的电迁徙。虽然没有造成短路或者断路，但是导线已经严重受到损伤，导线电阻R增大，最终引起布线延时RC(和布线电阻和布线电容有关)增加，导致时序错乱影响CPU正常工作。一方面CPU集成的晶体管密度的不断提升，造成芯片中的导线密度不断增加，导线宽度和间距不断减小；另一方面CPU频率不断提升，功率逐渐加大而电压却在减小。CPU运作需要更细的导线去承载更大的电流，铝互连的运用日益受到挑战。因此更低电阻的铜互连将在集成电路的设计和制造中逐渐代替原有的铝工艺。很重要的一点是，铜存在良好的抗电迁徙的特性，几乎不需要考虑电迁徙问题。而目前市道上发售的CPU基本都已采用铜互连工艺。在AMD的Athlon(Thunderbird核心)和Intel的P4(NorthWood核心)宣布以后的CPU都采用了铜互连技术，因此大多数人可以不用再为电迁徙而过于担忧。超频效果三：信号变差前面说过，CPU是信号处理器，主要功效是对数字信号进行处理，其主要工作单元为由晶体管组成的门电路。下图是CMOS集成电路中的一个最基础电路反相器，其它庞杂的CMOS集成电路大多是由反相器单元组合而成。理论上，CMOS门电路输出的数字信号(也是下一级门电路的输入信号)理想波形的上、下沿都是严格垂直的，从高电平跳变到低电平是突变的，不需要时间。但是，实际上任何什物集成电路最终的性能都不可能完全达到实践指标。CMOS门电路输出波形也不是严格理论上的方波，在电压跳变的过程中，不但输出电压不是严厉垂直，而且还需要消耗一定的时间。t是指从高电平到低电平所须要的时间。这是因为CMOS门电路中简直无处不在的寄生电容和寄生电阻。而电容器件最重要的一个特征就是，不容许电容器两真个电压渐变，而必需有个回升或者降低的过程。只有有寄生电容的存在，t的存在就不可防止。通常，寄生电容的重要有以下多少种：1)作为输出的晶体管的结电容；2)作为上级负载的下一级输入的晶体管的结电容；3)传输导线之间和晶体管之间的电容。寄生电阻和寄生电容越小,社区服务，高低电平的转换时间t在全部信号中盘踞的百分比越小，实际输出的波形也就越濒临于幻想波形，集成电路的电气性能就更优良。它们只能通过制造工艺的提高去减小，而不可能完整消散。高k栅介质(High Kgate Dielectric)、SOI工艺绝缘体上硅芯片技术(Silicon On Insulator)、Low-k低介电常数绝缘体技术等技术都是为了减小CPU中寄生电容采取的方法，而铜互连则有效减小了CPU中寄生电阻。然而不容乐观的是，跟着集成密度的提高，线宽越来越窄，导线之间和晶体管之间的间隔越来越近，晶体管栅极层厚度越来越薄，这几年CPU寄生电容和电阻的增加已经成为CPU制作技巧中最难又最亟待解决的问题。超频的CPU会使信号波形变的更差。因为CPU成品以后，其电容和电阻值都为常数，晶体管的各项参数也已经固定。在信号电压值不变的情况下，信号高低电平的跳变所需要的时间也不变。但是频率的提高会使信号宽度(占用的时间)变短，最终造成波形进一步恶化。可以看见，超频以后的信号更加非理想化，电平电压不变的时间T逐渐减小，给信号的识别造成艰苦。当频率增加过高.门电路还未达到最高电温和最低电平的电压要求值就开始跳变。波形严峻失真，并且可能造成信号达不到下一级门电路的触发电压而使整个CPU无法工作。通常，这种过度超频会造成电脑基本无法启动、黑屏等故障。超频后果四：抗干扰能力削弱对于大多数超频使用者来说，会有一个理智超频的过程，所以很少会超频到电脑无法启动或者黑屏，更常见的超频后果是造成系统不稳定。CPU在工作过程中死机，从新启动，或者运算犯错等等都是不稳定的表现。既然可以开机工作，阐明至少信号波形还没有到达下级电路无法辨认的田地，为什么不可能稳定运行呢?这就牵扯到抗烦扰才能的问题。如果CPU在超频以后能够顺利启动，如果在没有外界的干扰，那么做好散热以后，它就能稳定工作。但是CPU是工作在一个不断变更的环境中，有良多来自于外界电子噪声的影响。CPU在超频以后，更高频的信号周期时间更短，超频之前影响不大的干扰信号，在CPU工作在更高频率的时候，可能会变成CPU无法正常工作的祸首罪魁,社区服务。可以看到，超频以后的有用信号(红)因为频率高，周期短，有效高电平时间短，在受到干扰以后，造成有用信号整体电压下降，干扰信号(蓝色)与原信号叠加的波形，无法达到请求电压，从而造成下级门电路无法识别信号，CPU无法持续正常工作。而未超频的信号(绿色)，和干扰信号(蓝色)叠加以后，固然前半段有用信号整体电压下降，但是后半部分不受影响，依然能够达到高电平要求电压。尽管波形变化较大，但对于数字信号处理来说，达到高电平电压已经能够触发下级门电路，对于CPU的使用不会有太大影响。由此可见，本来并无大碍的干扰却可能导致超频的CPU在使用中罢工，所以说超频造成了CPU抗干扰能力的下降。为了让超频的CPU能稳定工作，必须尽量减少干扰源。最常见的起源有：大气中的天电、驱动电念头等电气设备或器件及由传感检测系统吸收到的输入中混同于信号中的机、电、磁、光和声及电网稳定的干扰等等。因此，在信号处理中，随同信号一定存在噪声，不可能获得没有噪声的纯净信号。但是，只要保障信号比噪声强度大得多，信号的处理、剖析和识别就不会受到明显的影响。使用唱工和用料更好的内存、主板和电源，不仅能够更少的接收外界杂讯，也能确保CPU输入和输出信号更规矩、更污浊。以主板为例，完全的滤波电路、优质的供电稳压电路、公道的走线和布局、良好的散热办法等等，都是一块设计优秀的主板必不可少的件条件，最终都是为了能给CPU供给稳定的工作环境服务。而干扰问题，其实对于自身更高频的CPU也是如斯，频率越高的处理器对干扰信号越敏感。LGA775接口的CPU恰是为了避免针脚接收外界干扰信号而采用触点设计。超频后果五：制造干扰工作在高频率的时候，CPU、主板等等配件上的导线和元件不仅是干扰信号的接受者，同样也是干扰信号的发射者。存在电流环路的导线就会有辐射产生。可以看出，辐射的电场强度(E)以频率的平方增加。同样CPU经由超频以后，其辐射电场强度(电子噪声)会以频率提高速度的平方增加。另外，CPU超频的直接结果是功耗增加，温度升高。大多数半导体器件，包含CPU内部晶体管对温度相称敏感，温度升高会使器件热噪声指数倍增加，性能变差。在超频当中，最常使用的手段之一就是降温，为的就是减少电子器件的热噪声。当使用干冰或液氮制冷的时候，CPU工作在零下上百度的环境中，最大限度的减少了晶体管热噪而使得极限频率得以实现。在CPU超频过程中，很有趣的景象就是，当温度越高，漏电流就越大；反过来又使温度更高，工作状态会急剧恶化；这是典型的恶性轮回。因此温度造成的影响会受到人们极大器重。其次，超频后CPU对电流的需求更大，因为CPU供电电路和主机电源的动态电阻影响，会造成最终CPU和其它电脑配件两端电压的下降。另外，CPU电流的急巨变化也会造成供电电压的跳变，产生突变信号干扰。也正因为以上原因，很多CPU超频后出错或死机，大多老是在任务最沉重、对电流需求最大的时候。加电压也是超频中常见手段之一。加电压岂但有利于进步信噪比(S/N=信号电压/噪声电压)，而且也会在必定水平弥补因为大电流需求造成的电压降落。但是经常会遇见的问题是，当电压增添到一定程度以后，再加电压就没用了。这是因为加电压会让CPU温度疾速增长，当热噪声带来的负面影响大于电压增加带来的利益的时候，再加电压就不论用了。在这里再提一个和电压有关的超频话题降压超频。很多人提到过一个问题，降压超频会不会造成CPU破坏?实际上，更低的工作电压不但是人们一直追求的结果，也是制造工艺提高所带来的必定后果。往往都是制造工艺更好的CPU才能工作在更低的电压下，这也是移动版的CPU会比桌面版的成品率低的原因，也是移动版CPU价钱昂贵的主要原因之一(还一个主要原因是范围效应)。但是，从来没有见过intel或者AMD声称过移动版CPU的寿命会比桌面版的低，也从来没有媒体曝光过低压版CPU更容易损坏。通常CMOS最高答应工作电压是为了保障集成电路不会因为击穿或过热而销毁，而最低许可工作电压的意义是为了保障集成电路能够正常运行。事实上,对于CPU内的电子元件来说,不论是二极管,三极管,电阻,电容等等,两端加的电压比额定电压小是绝对不会损害这些器件的。唯一需要斟酌的是他们是否能够得到足够的电压和电流去正常工作。只要能够满意降压以后CPU能够稳定运行，那么就不会对其造成额外的硬件损伤。相反，更低的温度反而有利于寿命的延伸。超频适可而止最重要作为个人如何对待超频行为同样也是因人而异。有的人素来没有进行过超频，出于一种对新事物的好奇和尝试，至少对他们来说是很有意思的；有的人则将超频当成深刻懂得计算机的道路，以兴致为领导去失掉更多的硬件知识；有的人则将超频作为一个着手动脑的锤炼机遇，应用用自己的常识和动手能力去增强和谐能力；有的人则是将超频作为一种自我挑衅，利于现有的条件或者去发明条件，最大限度的施展本人的才干去让盘算机工作在最有效力的状况。无论是对他们自己，还是对硬件，他们的