超頻真的劃算么?深入研究CPU電壓頻率
[泡泡網(wǎng)評(píng)測(cè)室 09年01月04日] 超頻的確能夠讓CPU性能獲得大幅提升，而且是“免費(fèi)”的性能提升，但有多少人注意到“免費(fèi)”二字的背后您需要很多隱形的付出——超頻主板價(jià)值不菲、高性能散熱器也不便宜、多交了多少電費(fèi)還不知道、還得忍受不低的噪音。這些都值得玩家們深思：超頻真的劃算么？怎么超頻才最具性價(jià)比？
泡泡網(wǎng)“You Think.I Do”板塊成立以來(lái)，我們收到了不少讀者發(fā)來(lái)的郵件，前面幾期精彩測(cè)試，均來(lái)源于網(wǎng)友們的熱心提問(wèn)，并取得了不錯(cuò)的效果。本期測(cè)試，根據(jù)網(wǎng)友們的問(wèn)題匯總，筆者發(fā)現(xiàn)大家對(duì)CPU超頻的概念還是模糊的，而且優(yōu)化（超頻）使用CPU存在誤區(qū)，本期針對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)測(cè)試，給讀者呈現(xiàn)出CPU的非常好的使用模式，以期能對(duì)大家在使用電腦中有所幫助。
CPU在電腦中的地位盡人皆知，若購(gòu)機(jī)成本有限，配件的搭配可以用整合顯卡代替獨(dú)立顯卡，硬盤可以選擇小容量產(chǎn)品節(jié)省成本，惟獨(dú)CPU上不能節(jié)省，在合理搭配的前提下應(yīng)優(yōu)先選擇更好的CPU，這樣整機(jī)的性能不會(huì)差太多。雖然近年來(lái)CPU的性能突飛猛進(jìn)，但在玩家看來(lái)，CPU的性能仍不夠用。而在成本有限得到前提下，超頻成為了免費(fèi)提高CPU性能的非常好的捷徑！
“超頻主要就是超CPU，CPU強(qiáng)運(yùn)行什么程序都提速”這個(gè)道理是大家超頻的主要?jiǎng)恿Α５拇_，CPU的頻率提升能夠有效加快系統(tǒng)的運(yùn)行速度。比如當(dāng)年高清影片嶄露頭角時(shí)，沒(méi)有顯卡視頻解碼的協(xié)助下，大家看片都是通過(guò)CPU硬抗的，而當(dāng)時(shí)默認(rèn)狀態(tài)下CPU并不能夠流暢播放高清，而通過(guò)超頻后，即便是Athlon64 X2也能流暢播放1080P高清影片。
遺憾的是，超頻這項(xiàng)技術(shù)活，入門容易精通難。一般來(lái)講，多數(shù)人超頻僅是簡(jiǎn)單的加壓，提高頻率。大家都知道高頻性能好，但是成本（功耗散熱噪音）上真的劃算嗎？究竟CPU的非常好的使用狀態(tài)是什么樣呢？我們?cè)诔l的同時(shí)更應(yīng)該注意什么呢？這就是本文所研究的內(nèi)容，筆者通過(guò)對(duì)調(diào)節(jié)四核CPU的頻率和電壓，得出相應(yīng)狀態(tài)下的溫度和功耗，通過(guò)翔實(shí)的數(shù)據(jù)圖告訴大家CPU的非常好的使用狀態(tài)，即非常好的電壓點(diǎn)！
為讓評(píng)測(cè)文章更具參考價(jià)值，同時(shí)也讓廣大網(wǎng)友能夠看到自己最感興趣的內(nèi)容，泡泡網(wǎng)DIY評(píng)測(cè)室特意開設(shè)了“You Think.I do”板塊，您可以將最感興趣的內(nèi)容、甚至任何想法發(fā)送到郵箱“Think@PCPOP.COM”，一旦您的建議被采納，在評(píng)測(cè)文章發(fā)布之日我們會(huì)為您送出精美禮物一份！
往日經(jīng)典文章回顧：
● 測(cè)試平臺(tái)的選擇：
為了測(cè)試CPU電壓和頻率對(duì)功耗的影響，平臺(tái)通過(guò)調(diào)節(jié)CPU設(shè)置，其余配件設(shè)置均保持不變，檢測(cè)CPU的電壓和頻率間的功耗關(guān)系。CPU方面，選用了intel上代王者CORE2 Extreme QX9770，為什么選用QX9770呢？首先，因?yàn)楣P者手中的QX9770體質(zhì)較好，在普通散熱環(huán)境下頻率調(diào)節(jié)空間較大。其次，不采用AMD CPU的原因是，AMD CPU的電壓波動(dòng)很大，且配套主板不像INTEL平臺(tái)那樣完美，即便是高端主板對(duì)AMD CPU的電壓控制也不能保證，這樣就不能保證測(cè)試的客觀性。
采用超強(qiáng)散熱裝置輔助測(cè)試
主板方面，選擇了技嘉的EP45-Extreme，此款主板中CPU的各項(xiàng)電壓均能manual設(shè)置，且CPU核心電壓能以0.0125V的電壓步進(jìn)，可以很好地把控CPU核心電壓，進(jìn)而反映出核心電壓的變化對(duì)功耗的影響。
需要說(shuō)明的是，測(cè)試過(guò)程中CPU電壓以BIOS設(shè)定值為準(zhǔn)，比軟件實(shí)際檢測(cè)到的略高，因?yàn)镃PU在使用中電壓會(huì)有波動(dòng)。無(wú)論使用什么主板，都會(huì)出現(xiàn)這種問(wèn)題，所以，為盡量減小這里產(chǎn)生的誤差，筆者選擇了技嘉EP45-Extreme。
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PCPOP.COM評(píng)測(cè)室 | |
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硬件系統(tǒng)配置 | |
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處理器 |
Intel Extreme QX9770 四核心, 3.2GHz(400×8), L2=12MB |
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主板 |
GIGABYTE P45 extreme, Chipset: Intel P45 |
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顯卡 |
NVIDIA 8400GS 靜音版 |
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內(nèi)存 |
CORSAIR TWIN2X4096-6400C5DHX 2x2G DDR2-800 |
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硬盤 |
西部數(shù)據(jù) velociraptor 300GB SATA300 |
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電源 |
海盜船 Corsair HX 1000W |
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散熱器 |
Theremalright IFX-14 |
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軟件系統(tǒng)配置 | |
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操作系統(tǒng) |
Windows vista 32Bit SP2 V113 |
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DirectX |
10.1 |
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驅(qū)動(dòng)程序 |
Intel Matrix Storage Manager 8.6.0.1007 NVIDIA Forceware 181.00 |
● 測(cè)試平臺(tái)方法介紹：
此次測(cè)試不同于以往，筆者要測(cè)試QX9770在不同電壓頻率下的功耗表現(xiàn)。具體分為三組測(cè)試：1電壓不變，降頻/超頻，測(cè)一組成績(jī)，并繪制成曲線圖。2頻率不變，降壓/加壓，測(cè)一組成績(jī)，繪制成曲線圖。3通過(guò)調(diào)節(jié)電壓，找出各電壓下能夠穩(wěn)定的最高頻率，測(cè)一組成績(jī)，繪制成曲線圖。
測(cè)試所用軟件為著名拷機(jī)軟件Prime 95，這款軟件堪pc穩(wěn)定性的夢(mèng)魘。無(wú)論系統(tǒng)性能多么強(qiáng)勁，都可以將CPU占用率壓至100%，此時(shí)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)極大。通過(guò)15分鐘Preme95的檢測(cè)即可認(rèn)為系統(tǒng)穩(wěn)定。這里筆者主要測(cè)試超頻后CPU的穩(wěn)定性，所以Prime95模式選為Small FFTS（純考驗(yàn)CPU的負(fù)載能力）進(jìn)行拷機(jī)測(cè)試，進(jìn)而得出功耗表現(xiàn)。
小貼士：硅晶片功耗計(jì)算公式：功耗=C（寄生電容）x F(頻率) x V2(工作電壓平方)
首先，根據(jù)用戶們的使用習(xí)慣，筆者試驗(yàn)下電壓不變，頻率變化以及電壓變化，頻率不變導(dǎo)致的溫度差異。下圖就通過(guò)不同頻率運(yùn)行時(shí)的溫度進(jìn)行詳細(xì)分析！
● 不同頻率下溫度情況：
圖：頻率與溫度的線性關(guān)系
可以看出，待機(jī)狀態(tài)下，頻率的變化對(duì)CPU的溫度影響不大，即便是3.6GHz比2.4GHz多1.2GHz的懸殊頻率差異下，溫度僅高出4度，整體呈線性關(guān)系。待機(jī)狀態(tài)如此，在CPU滿載情況下，會(huì)有所有改變嗎？通過(guò)數(shù)據(jù)查看，最懸殊頻率下溫度差異為9度。
通過(guò)比較兩條曲線的弧度，我們能清楚看出兩條曲線大體呈現(xiàn)平行關(guān)系，也就是說(shuō)，無(wú)論在待機(jī)還是滿載情況下。CPU的溫度與頻率的變化成正比線性關(guān)系。且CPU頻率的提升對(duì)溫度的的影響不大。
● 不同電壓下溫度情況：
既然CPU頻率的變化對(duì)溫度的影響不大，另一影響溫度的因素——電壓會(huì)產(chǎn)生多大影響呢？根據(jù)電子元器件的通用原理，電壓越高電子器件產(chǎn)生的溫度也越高。從測(cè)試成績(jī)上看，完全符合這項(xiàng)電子原理，1.4v狀態(tài)下，溫度比1.15v高出22度之多。整體感受是電壓的提升，對(duì)溫度是加速提升的。
綜合來(lái)看，兩種模式下的曲線弧度，如果說(shuō)頻率的變化對(duì)溫度的影響是緩慢爬升，電壓對(duì)溫度的影響就是變加速上升了。從弧度也能一窺究竟，相比頻率的變化，電壓的變化對(duì)溫度的影響更甚。
接下來(lái)，筆者試驗(yàn)下電壓不變，頻率變化以及電壓變化，頻率不變導(dǎo)致的功耗差異。下面就通過(guò)不同頻率運(yùn)行時(shí)的功耗進(jìn)行詳細(xì)分析！
● 不同頻率下功耗情況：
與頻率對(duì)溫度影響的曲線圖相似，整體曲線呈平滑爬升趨勢(shì)，最高值與最低值相差不大。在1.2GHz的頻率差距下，待機(jī)/滿載功耗僅增加了12/29W，從用戶們使用成本上來(lái)說(shuō)，若平臺(tái)散熱能力能夠保證，建議大家超頻使用。提升1.2GHz的代價(jià)僅是最多29W的電費(fèi)。相信但凡是正常人都會(huì)對(duì)心動(dòng)。
● 不同電壓下功耗情況：
從圖中可以看出，電壓對(duì)功耗影響巨大，即便在3.2GHz固定頻率下，1.4V下比電壓比恒定在1.2875V 3.6GHz功耗還高出22W。且整體曲線呈快速上升趨勢(shì)，電壓對(duì)功耗的影響巨大。結(jié)合用戶的實(shí)際使用情況，一些通路廠商出品所謂的超頻主板通常會(huì)偷加電壓來(lái)達(dá)到穩(wěn)定的目的，但用戶付出的是什么呢？那就是電費(fèi)成本。
綜合來(lái)看，功耗的線性變化和穩(wěn)定的線性變化曲線相似，弧度基本一致，分析這樣的結(jié)果不難驗(yàn)證功耗和溫度是同比上升關(guān)系。頻率、電壓、功耗、溫度，四者間的關(guān)系也不難鋝順。硅晶片功耗計(jì)算公式：功耗=C（寄生電容）x F(頻率) x V2(工作電壓平方)的原理同樣適用于溫度。
上面的4組溫度功耗對(duì)比，實(shí)際上是通過(guò)相對(duì)理論的設(shè)置來(lái)表現(xiàn)電壓與頻率對(duì)功耗與溫度的影響幅度。而用戶的實(shí)際使用過(guò)程中，勢(shì)必不會(huì)那樣機(jī)械般地設(shè)置來(lái)使用電腦。
大家常說(shuō)的超頻，現(xiàn)在已經(jīng)走入了一個(gè)誤區(qū)，不少普通玩家甚至偽專業(yè)人士都會(huì)潛意識(shí)地認(rèn)為超頻就是加壓提高頻率，認(rèn)為但凡是超頻就是加高壓。實(shí)際上這是錯(cuò)誤的，對(duì)真正的超頻玩家而言，尋找非常好的電壓點(diǎn)是永恒的主題。那么何為非常好的電壓點(diǎn)呢？通俗點(diǎn)說(shuō)就是能夠達(dá)到當(dāng)前頻率的最低電壓值。
● 非常好的電壓點(diǎn)與溫度：
藉此，根據(jù)手中的QX9770體質(zhì)，筆者通過(guò)實(shí)踐證明的非常好的電壓點(diǎn)，來(lái)告訴用戶如何最大限度地，在最經(jīng)濟(jì)的前提下最大性能地使用電腦。
從圖上所示，各個(gè)電壓點(diǎn)的最高穩(wěn)定頻率，通過(guò)和QX9770基準(zhǔn)狀態(tài)下比較，INTEL對(duì)cpu的冗余量是很足的，默認(rèn)狀態(tài)為1.2875V，而3.2GHz的穩(wěn)定狀態(tài)，1.2V即可滿足需要。在各組非常好的電壓點(diǎn)中，1.3V 3.6GHz的組合無(wú)疑是性價(jià)比高的。
● 非常好的電壓點(diǎn)與功耗：
溫度表現(xiàn)尚此，那么功耗方面呢？還是把默認(rèn)狀態(tài)的QX9770做為參照物，默認(rèn)狀態(tài)下待機(jī)/滿載92/169W，在非常好的電壓點(diǎn)前顯得能耗比十分不足。而各個(gè)非常好的電壓點(diǎn)的比較，1.3V 3.6GHz的組合再次榮登能耗比榜首。其中不難看出，一味的盲目加電壓是不可取的，intel官方的默認(rèn)電壓通常具有冗余量，用戶不超頻，完全可以將其降頻。
● 從CPU封裝看穩(wěn)定性：
根據(jù)CPU的規(guī)格劃分，除了緩存大小有優(yōu)劣外，實(shí)際上也有電壓的優(yōu)劣之分，大家應(yīng)該知道超便攜電腦的價(jià)格非常貴，其中CPU的價(jià)格比重站得很高，里面采用的CPU就是intel特挑的超低電壓CPU。在穩(wěn)定的前提下，電壓越低，對(duì)系統(tǒng)周邊的負(fù)載越低，反映到功耗和溫度上更低。對(duì)以硅晶體為材質(zhì)的CPU而言，INTEL并不能保證每顆CPU的標(biāo)準(zhǔn)都一致，通俗來(lái)講就是不能保證每顆CPU在同一頻率下的電壓值一定，勢(shì)必有高有低，若個(gè)體之間差異較大，就會(huì)采用默認(rèn)頻率不同的封裝（同一系列的高低型號(hào)，如大家常見(jiàn)的E7200、E7300），若個(gè)體差異較小，就會(huì)默認(rèn)封裝為一種規(guī)格，而為了保證每顆出廠的CPU穩(wěn)定，就會(huì)在同一規(guī)格下，規(guī)定出一個(gè)適用所有CPU的電壓值，一般這個(gè)值INTEL都會(huì)告知主板廠商，這樣在主板識(shí)別出CPU后就會(huì)加載INTEL規(guī)定的電壓值，保證每顆CPU都穩(wěn)定。
● 一般用戶如何使用PC：
CPU的封裝情況，造就了CPU的非常好的電壓點(diǎn)，intel規(guī)定的電壓值，勢(shì)必要保證每顆CPU都穩(wěn)定，相信只要您人品不是很差，就不會(huì)買到必須規(guī)定電壓才能穩(wěn)定的CPU，往往我們的CPU都可以降低電壓來(lái)使用。對(duì)一般用戶來(lái)說(shuō)，CPU保證穩(wěn)定就好，這話不假，筆者的測(cè)試也都是基于穩(wěn)定的前提下進(jìn)行的。所以，即使是不超頻，通過(guò)降壓也能得到默認(rèn)狀態(tài)下的性能表現(xiàn)，而此時(shí)無(wú)論是溫度還是功耗都有所下降。對(duì)一般用戶來(lái)說(shuō)，這就是一筆長(zhǎng)期劃算的投資。
● 性能級(jí)用戶如何使用PC：
對(duì)追求性能的用戶而言，默認(rèn)頻率下的性能總是不夠用的，榨取更多的CPU性能是他們的訴求。而非常好的電壓點(diǎn)的道理同樣適用于此，看過(guò)筆者的測(cè)試，相信讀者會(huì)對(duì)1.4v 3.8GHz的性能投來(lái)羨慕的眼觀，但從能耗比上講，此狀態(tài)遠(yuǎn)不如1.3V 3.6GHz來(lái)的劃算，200MHz的提升代價(jià)是將近40W的功耗，除了追求極限的玩家會(huì)采用這樣的設(shè)置，想必絕大多數(shù)人更傾向于1.3V 3.6GHz的設(shè)置（比默認(rèn)狀態(tài)功耗提升不多，但性能提升明顯）。在此，筆者的建議就是用戶量力而行，追求最大程度的能耗比，而不是性能。
● 每個(gè)用戶都需非常好的電壓點(diǎn)：
市面上的CPU種類繁多，也有個(gè)體差異的情況，所以本文無(wú)法一一回答出非常好的電壓點(diǎn)究竟是多少？但相信本文的思路能夠給讀者啟發(fā)，讓更多人更好地使用自己的愛(ài)機(jī)！
硅晶片功耗計(jì)算公式：功耗=C（寄生電容）x F(頻率) x V2(工作電壓平方)
無(wú)論是您使用什么CPU，什么主板，都有非常好的電壓點(diǎn)，不論您超頻與否，都需要非常好的電壓點(diǎn)。不論是出于節(jié)能，還是出于性能目的，非常好的電壓點(diǎn)同樣適用！<
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