深入淺出透徹詳細 入門必讀之超頻ABC
● 編者按
“他山之石可以攻玉”，對于初學者來說，一個好的老師或者一篇好的教程都能使他快速入門，并從中受益非淺。但老師畢竟能輔導的人數(shù)有限，而借用現(xiàn)在已經(jīng)很發(fā)達Internet網(wǎng)站、報刊等媒體卻能將一篇好的文章影響到更多的人，甚至可能會是整整一代人！
目前超頻方面的文章很多，然而絕大部分并不適合初學者看，對于初學者而言，更需要的是一篇非常基礎、能從原理到實踐、好象老師手把手教讀者一樣的教程，網(wǎng)友sjfq提供的這篇文章就是這種教程，一方面作者語言流利、思路透徹、講解清楚詳細，另一方面作者又結合實例，深入淺出，頗有"此教程看罷不看其它教程"的氣魄！
當然可能有讀者覺得小編起“終極教程”這個題目起的過于夸大了，小編也有同感，要知道山外有山，高手之外有高手，呵呵，我們起這個名字也是希望激發(fā)更多的高手寫出更好的作品來，爭一下誰是終極教程，當然只要您足夠優(yōu)秀，我們都會給您最高的稿酬！聯(lián)系小編：hdq@pcpop.com。
● 序言
可以說，自從“攢機”這個詞發(fā)明以來，超頻這個概念就隨之誕生了。但是，您是否知道，超頻的原理是什么？超頻是如何實現(xiàn)的？超頻對系統(tǒng)都會造成哪些影響？
任何一個對計算機硬件感興趣的發(fā)燒友對超頻都一定不會陌生。嚴格意義上講，超頻是一個廣義的概念，任何提高計算機某一部件工作頻率，而使之工作在非標準頻率下的行為及相關行動都應該稱之為超頻，其中包括CPU超頻、主板超頻、內存超頻、顯示卡超頻和硬盤超頻等等很多部分。而現(xiàn)在，大多數(shù)人對超頻的理解僅僅局限在對CPU的超頻上，這可以算是狹義上的超頻概念。<
有人說超頻是在鉆CPU制造商設計和制造中的空子，也有人說這是為了榨干CPU的性能潛力，要解釋這兩種說法，就需要從CPU的制造開始說起。由于CPU的構造極為復雜，因此即使以Intel的實力，也無法做到對CPU生產(chǎn)過程的完全監(jiān)控和掌握，就是說有很多不可控的因素夾雜在CPU的制造過程中。
這就造成了一個比較嚴重的問題——無法完全確定一款CPU最終的工作頻率。簡單地說就是某生產(chǎn)線上制造出的CPU只能保證最終產(chǎn)品在一定頻率范圍之內運行，而不可能“恰好”定在某個需要的頻率上。至于偏差情況有多嚴重，則要視具體生產(chǎn)工藝水平和制造CPU的晶圓片品質而定。因此生產(chǎn)出的每一顆CPU都要經(jīng)過細致的測試以后，才能最終標定它的頻率，這個標定出來的頻率就是我們在CPU殼上看到的頻率了，這個頻率的高低完全由CPU生產(chǎn)商來定。
經(jīng)典之一——Slot 1 接口 celeron A 300
經(jīng)典之二——圖拉丁celeron 1.2G
工藝非常復雜的CPU制造過程，導致CPU的頻率不可能適好定在一個確定的頻率上。一般來說，CPU制造商都會為了保證產(chǎn)品質量而預留一點頻率余地，例如實際能達到2GHz的Pentium 4 CPU可能只標稱成1.8GHz來銷售，這一點CPU頻率的保留空間便成了硬件發(fā)燒友們最初超頻的靈感來源。<
在談如何超頻之前，我們需要先了解CPU的頻率是如何設定的。CPU的工作時鐘頻率(主頻)由兩部分組成：外頻與倍頻，兩者的乘積就是主頻。所謂外部頻率，指的就是整體的系統(tǒng)總線頻率，它并不等同于經(jīng)常聽到的前端總線（FrontSideBus）的頻率。AMD系統(tǒng)前端總線頻率是外頻的兩倍，而在Pentium 4平臺上則為外頻的4倍，只有在老Athlon和PIII/PII平臺上，前端總線頻率才和外頻相等。
目前主流CPU的外頻大多為100MHz、133MHz和166MHz，前不久Intel還發(fā)布了基于200MHz外頻（即前端總線=800MHz）的Pentium 4。倍頻的全稱是倍頻系數(shù)，CPU的時鐘頻率與外頻之間存在著一個比值關系，這個比值就是倍頻系數(shù)。倍頻是以自然數(shù)為基礎的數(shù)字，以0.5為間隔，例如11.5、12、13等，現(xiàn)在最高的倍頻能達到25。比如Pentium 4 2.8GHz CPU就是由133MHz的外頻乘以21的倍頻得到的。
從整體上來說，超頻就是手動去設置CPU的外頻和倍頻，以使CPU工作在更高的頻率下，然而現(xiàn)在Intel的CPU倍頻都是鎖死的，而AMD AthlonXP也僅有極少數(shù)的產(chǎn)品是沒有鎖倍頻的，因此現(xiàn)在的超頻大多數(shù)都是從外頻上面去做手腳。
現(xiàn)在的大多數(shù)CPU都鎖了倍頻，超頻只能從外頻上做手腳。
現(xiàn)在有很多主板廠商都對自己的產(chǎn)品做了非常人性化的超頻設計，因此超頻的方法也從以前的硬超頻變成了現(xiàn)在更方便更簡單的軟超頻。所謂硬超頻是指通過主板上面的跳線或者DIP開關手動設置外頻和CPU、內存等工作電壓來實現(xiàn)超頻的目的，而軟超頻指的是在系統(tǒng)的BIOS里設置外頻、倍頻和各部分電壓等參數(shù)。一些主板廠商還推出了傻瓜超頻功能（例如碩泰克的紅色風暴 RedStrom），主板可以自動以1MHz為單位逐步提高外頻頻率，自動為用戶找到一個讓CPU能夠穩(wěn)定運行的最高頻率。
檢測硬件連接的主板DEBUG卡
此外，一些專門針對超頻玩家而推出的主板還帶有一塊DEBUG卡，在計算機啟動過程中會自動順序檢測各部分硬件是否已連接好并工作正常，如果哪一部分出現(xiàn)問題，就會顯示出該部分的代號，這樣用戶就可以很容易地按照手冊找到出現(xiàn)問題的部分。如果順利啟動通過，就會顯示“FF”的字樣，表示一切正常。
前面我們已經(jīng)說過，超頻分為硬超頻和軟超頻兩種。下面，讓我們來分別看看它們是如何進行的。<
現(xiàn)在采用純跳線方式超頻的主板已經(jīng)沒有了，代替它們的是DIP開關。下面我們以磐英EPOX EP-4SDA+主板為例，說明如何通過調節(jié)DIP開關來進行硬超頻。
四個DIP開關的狀態(tài)說明表格
如圖1所示，在這款Pentium 4主板上可以看到四個印刷表格，仔細看一下，他們分別代表的是：SW1——AGP電壓；SW2——DDR內存電壓；SW3——CPU核心電壓；SW4——CPU增加電壓量，此外還有JCLK1這個跳線，可以設定外頻是100MHz、133MHz或者是自動。
用來超頻測試的Pentium 4 2.0GA CPU
關于外頻設定的跳線說明。
設置為強制133MHz外頻的JCLK1跳線
我們現(xiàn)在用一塊Pentium 4 2.0GA CPU進行超頻測試，它的規(guī)范頻率設置應該是100MHz×20=2000MHz。如果采用硬超頻，就需要把外頻從標準的100MHz提升到133MHz，而至于CPU是不是能在這個頻率下工作，那就是另一回事了，我們在后面會談到這個問題。從說明上可以看到，開關默認的位置是3-4連接，也就是自動偵測CPU外頻。我們需要把1-2短接，強制將外頻設定在133MHz下。需要注意的是，有三角標示的那一端為第一針，順序不要搞混。<
SW2——DDR內存電壓設置說明
需要將默認狀態(tài)的OFF-OFF-OFF改變成OFF-OFF-ON
接下來，為了提高整體的穩(wěn)定性，我們要把CPU的核心電壓和內存電壓都提高一些，而SW1的AGP電壓則不變。首先調節(jié)SW2的內存電壓，DDR默認電壓為2.5V，我們可以適當?shù)靥岣叩?.6V，如表格所示，需要將默認狀態(tài)的OFF－OFF－OFF改成OFF－OFF－ON。
SW3——CPU核心電壓設置說明
調整CPU核心電壓
Pentium 4 CPU的標準電壓為1.5V，我們打算將超頻后的電壓設定在1.65V。CPU實際的工作電壓可以通過兩個渠道獲得：BIOS的設置電壓+SW4的設置電壓（SW3設為AUTO），或者SW3設置電壓+SW4的設置電壓(BIOS設置為DEFAULT)。現(xiàn)在BIOS設置為默認電壓（關于BIOS中的電壓設置，將在后面的軟超頻部分詳細談到），那么需要調整的就是SW3和SW4的設置。SW3默認設置都是OFF，我們要將電壓設置為1.55V，按照主板上所示，我們需要把1\\2\\5\\6四個開關都置于ON的狀態(tài)下。
SW4——CPU增加電壓量設置說明
調整SW4——CPU的電壓量前的狀態(tài)
另外的SW4-CPU增加電壓量上我們也要設置成+0.1V，因此根據(jù)圖中所示，我們還需要把SW4的第一個開關放在ON的位置上，調整前后的SW4如圖。
調整SW4——CPU的電壓量后的狀態(tài)
接下來，需要把SW4的第一個開關放在ON的位置上，設置成+0.1V。至此，硬超頻的工作就完成了。<
軟超頻就是在系統(tǒng)的BIOS中進行超頻的設置過程。不同BIOS版本的主板中軟超頻的設置存在著一些差異，在此我們以Award BIOS、AMI BIOS和Phoenix BIOS三種最常見的BIOS版本為例，平臺則是兩個Pentium 4平臺，一個AthlonXP平臺。
● 軟超頻之Award BIOS超頻設置
Award BIOS中設置方法
在Award BIOS中設置CPU外頻
我們用來進行軟超頻的CPU是一塊Pentium 4 2.0GA，開機后按下DEL鍵進入BIOS主菜單。進行軟超頻的設置在右邊一欄的第一行“Frequency/Voltage Control”。首先我們來調整CPU的外頻，將光標移動到“CPU Clock”上，然后回車，就會出現(xiàn)新的菜單，手動輸入想設置成的CPU外頻數(shù)值，在此允許輸入的數(shù)值范圍在100-200之間。原則上來講，第一次超頻時因為不清楚CPU究竟可以在多高的外頻下工作，因此輸入的數(shù)值可以以3MHz～5MHz為臺階一點點地提高，以便最大限度地發(fā)揮CPU的潛能。在此為了示范，我們直接將外頻設置成了133MHz這個標準外頻，設置完畢后，按回車鍵確定。
設置外頻與內存總線頻率的比值
接下來再讓我們進入“CPU：DRAM Clock Ratio”，設置外頻與內存總線頻率的比值。如果您使用的是DDR333內存，它的標準運行頻率可以達到166MHz，由于剛才我們已經(jīng)把外頻設置成了133MHz，因此在此可以選擇“4:5”，讓內存也運行在最高的頻率。如果您使用的是DDR266內存，可以設置成“1:1”，讓二者同步工作，也可以設置成“4:5”，然后再加一些內存電壓，嘗試一下超頻內存。
調節(jié)CPU的核心電壓
第三個步驟是調節(jié)CPU的核心電壓。如果想讓CPU在高頻率下工作，通常都需要適當?shù)丶右稽c兒電壓來保證CPU的穩(wěn)定運行。我們進入“Current Voltage”，Pentium 4 CPU的額定核心工作電壓為1.5V，通常不超過1.65V的電壓都是安全的。但為了不使發(fā)熱量大幅增加，應該盡可能地少加電壓，一點一點兒地逐漸提高，不必急于一步到位。在此我們先選擇1.55V嘗試一下。請注意，超過1.70V的電壓對于Northwood核心的Pentium 4來說都是危險的，有可能會燒壞CPU！
增加內存的電壓
下一步不是必須的，就是提高給DDR內存供電的電壓。DIMM模組的默認電壓為2.5V，如果內存品質不好，或是也超頻了內存，那么可以適當提高一點內存電壓，加壓幅度盡量不要超過0.5V，否則有可能會損壞內存。由于我們在此用的是DDR333內存，完全可以在166MHz下正常運行，因此只是示意性地增加0.1v。
增加AGP顯示卡的電壓
最后，在這里面還可以看到給AGP顯示卡提高工作電壓的選項。如果您所超的外頻為標準外頻，并且同時也讓顯示卡超頻工作了的話，那么可以考慮適當提高一些AGP總線的電壓。AGP總線默認電壓為1.5V，在此我們示意性地提高了0.1V。
全部設置完成后，最后檢查無誤，保存設置，退出并重新啟動計算機。如果超頻不成功或是機器重新啟動后沒有點亮，則需要關閉計算機利用主板上的CMOS跳線清除CMOS信息，再開機重新設置。<
前面我們提到，某些主板采用了一種傻瓜化的自動超頻技術，使用它以后，主板會以1MHz為增加量，自動逐步提高外頻來偵測CPU最高的穩(wěn)定運行頻率，讓用戶免去了反復嘗試外頻，反復重新啟動、清除CMOS等煩惱。下面，就讓我們來看看在基于AMI BIOS的使用該技術的主板上是如何進行軟超頻的。
在AMI BIOS中對CPU進行超頻
手動將CPU的外頻強制設為133MHz
進入BIOS后，從左邊一欄最下面的“Frequency/Voltage Control”進入主板的超頻選項。在“CPU Ratio Selection”里面可以看出，CPU是鎖頻的，因此倍頻不能更改。我們只好進入“CPU Linear Frequency”，把該項的值改為Enable，手動更改CPU的外頻。
該主板自帶的紅色風暴超頻技術，將自動為您設置一個最適合的外頻。
在該界面的最上方可以看到“Redstrom Overclocking Tech”，這就是所謂的紅色風暴超頻技術。進入以后會看到一個提示，說明您已經(jīng)進入紅色風暴超頻項目，按下回車鍵便開始自動超頻。按下Enter鍵以后，系統(tǒng)會自動以1MHz為單位緩慢地提高外頻，大約每一秒鐘提高1MHz，直至系統(tǒng)認為的CPU能承受的最高工作頻率為止。這塊Pentium 4 2GA CPU在不加電壓的前提下，外頻能逐步達到120MHz。在提升到這個頻率后，系統(tǒng)會暫停5秒鐘左右，接下來就會自動重新啟動。<
在介紹過了兩個Intel CPU平臺的超頻以后，讓我們來看看AMD Athlon XP處理器的超頻情況。我們選擇的主板是超頻功能較好的nForce2芯片組的EPOX主板，它的BIOS是Phoenix公司的，這也是為了讓大家全面了解一下各個不同版本BIOS之間的異同之處。CPU采用的是最新的Barton核心的Athlon XP 3000+處理器，內存依然為Kingston DDR333內存。
Phoenix BIOS系統(tǒng)。
首先進入Phoenix BIOS的主頁面，選擇“Power BIOS Features”，在這里面有三個選項，分別用來調節(jié)CPU、AGP總線和內存模組的電壓。Athlon XP3000+的默認電壓是1.65V，工作在13倍頻下，默認的前端總線頻率(FSB)為166MHz，它的實際工作頻率是2,158MHz。我們準備嘗試將前端總線提升為200MHz，使主頻達到11 x 200=2.2GHz，電壓也稍微提高一些，同時打算讓DDR333內存運行在200MHz的頻率下，等同于DDR400。
調節(jié)CPU、AGP總線和內存模組的電壓
現(xiàn)在，我們提高0.1V的CPU核心電壓，這樣Athlon XP就工作在了1.75V。因為也超頻了內存，因此也需要適當提高一些內存電壓，在此將DIMM電壓提高到2.77V，增加量為0.27V。暫時先不增加AGP總線的電壓。設置好以后，按ESC退出。
對CPU的外頻、倍頻和內存的運行頻率等進行設置
讓系統(tǒng)進入全手動設置狀態(tài)
接下來，進入“Advanced Chipset Features”項。在這里面我們可以改變CPU的外頻、倍頻和內存的運行頻率。首先要改變“System Performance”，將它改變?yōu)?#8220;Expert”——專家模式，也就是全手動設置狀態(tài)。
設置CPU的外頻
接著和前面所講的一樣，在“CPU Clock Ratio”中改變CPU倍頻，在“FSB Frequency”中改變外頻頻率。新倍頻設置為11，新外頻設置為200MHz。在“Memory Frequency”里面設置的是一個百分數(shù)，這個數(shù)值其實是內存運行頻率和外頻的比值，因為設置后的外頻已經(jīng)達到了200MHz，因此內存頻率和它同步就已經(jīng)達到DDR400的工作頻率了，所以設置為100%就可以了。如果錯誤地設置為“200%”，那么內存實際工作頻率就達到了400MHz，這相當于DDR800的內存了，恐怕您的內存在這個頻率下很難正常工作。“Memory Timings”里面可以進一步詳細設置與內存相關的各種參數(shù)，在此就不過多介紹了。
設置完成以后檢查一下是否有錯誤，確認無誤后按ESC鍵退出該菜單，最后存儲CMOS設置信息，退出BIOS重新啟動就可以了。<
我們知道，CPU在工作時會發(fā)熱，而超頻會讓CPU的發(fā)熱量增加，如果散熱不好，在局部的熱量積累就很可能產(chǎn)生很高的溫度，從而對CPU造成危害。這里需要說明的是，一定溫度內的高熱并不會直接損壞CPU，只是因高熱所導致的“電子遷移現(xiàn)象”會破壞CPU內部的芯片組織體系。而過高的電壓卻有可能將一些PN結和邏輯門電路擊穿造成CPU永久性的損壞。理論上說，“電子遷移現(xiàn)象”一直都在發(fā)生，只不過在正常狀態(tài)下都比較緩慢就是了。如果能保證CPU內部的核心溫度低于80℃，就會減緩這一現(xiàn)象的發(fā)生。當然，再快速的電子遷移過程也不會立即毀掉你的CPU，這是一個非常緩慢的過程。
在大多數(shù)情況下，超頻者往往不能保證讓外頻工作在100MHz、133MHz或是166MHz這種標準頻率下，這是非常危險的。因為PC系統(tǒng)中除了系統(tǒng)總線以外，還有AGP顯示卡的AGP總線頻率、PCI總線頻率、內存總線頻率等其他和系統(tǒng)總線頻率相關的總線速度，而這些頻率有的是可以獨立調節(jié)的，有的卻要由系統(tǒng)總線的頻率來決定。
PCI和AGP的標準頻率是33MHz和66MHz。在100MHz外頻下，為了讓PCI和AGP總線工作在標準的頻率下，PCI總線對系統(tǒng)總線就是1/3分頻，而AGP總線對系統(tǒng)總線就是2/3分頻；而在133MHz外頻下，它們的分頻則可以分別設置成1/4和1/2，一樣可以保證PCI和AGP總線分別運行在33MHz和66MHz的標準頻率下。如果超頻者將系統(tǒng)外頻設置為120MHz，那么按照1/3和2/3分頻的設置，PCI和AGP總線以及連接在他們上的設備就分別運行在40MHz和60MHz下。這些部件是不是能夠超過他們的標準運行頻率來穩(wěn)定運行呢？這誰也沒法保證，硬盤可能會出現(xiàn)讀寫錯誤，聲卡可能沒法正常發(fā)聲，網(wǎng)卡和SCSI卡可能會出現(xiàn)無法使用的情況，而顯示卡有可能會花屏或是造成系統(tǒng)死機。因此，超頻至非標準外頻的作法是不可取的，勢必會造成整體系統(tǒng)的不穩(wěn)定。
超頻=性能提高？
超頻的目的是什么？當然是提升計算機的性能了。但是，對于Pentium 4而言，人們常常會發(fā)現(xiàn)，超頻后處理器的核心頻率雖然得到了提高，但是系統(tǒng)的整體性能卻沒有多大改進。這是因為Intel在Pentium 4芯片的設計中，加入了額外的溫度控制電路，它能夠根據(jù)CPU的運行溫度，動態(tài)地調節(jié)CPU的性能。接下來，我們將為您介紹溫度控制電路的工作原理，以及CPU溫度和系統(tǒng)性能之間的關系。<
Pentium 4芯片中使用了新的技術——溫度控制電路。溫度控制電路對CPU進行過熱保護，確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。每塊Pentium 4處理器內建兩個熱量二極管。一個二極管用于報告由主板探測到的處理器溫度，另一個二極管是溫度控制電路的一部分，用于監(jiān)測ALU等部件的運行溫度。
AMD Athlon XP也有類似的熱量二極管，負責報告由主板探測到的CPU溫度。如果溫度過高，二極管會把數(shù)據(jù)反饋給主板，再由主板切斷主機電源，從而對CPU進行保護。當然，AMD的保護措施會使沒有保存的數(shù)據(jù)丟失。這是因為AMD的控制電路在設計思路上和Intel截然不同，前者是著眼于CPU，以保護CPU為第一目標；而后者則是以確保穩(wěn)定的工作環(huán)境為第一目標，即使CPU的溫度達到臨界值，控制電路也會降低CPU的運行頻率，來確保整個系統(tǒng)能夠繼續(xù)穩(wěn)定地運行。
因此，當Intel Pentium 4 CPU的溫度過高時，其溫度控制電路會向CPU芯片發(fā)送PROCHOT＃信號。PROCHOT#的作用就是在正常時鐘周期內插入空閑周期，從而降低運行頻率，達到降低CPU的溫度和電源功耗的目的。例如，原先1.8GHz的Pentium 4超頻后運行在2.2GHz，過高的溫度會使溫度控制電路把CPU的核心頻率降低到1.8GHz以下。所以用戶往往會發(fā)現(xiàn)，Pentium 4有時在超頻后性能反而會不如從前。一般而言，溫度控制電路會降低30％~50%的標稱頻率。由此我們可以看出，系統(tǒng)的整體性能不是取決于CPU標稱的運行頻率，而是CPU運行過程中的實際頻率。
當CPU的溫度降低到臨界溫度以下后，溫度控制電路會使“核心頻率”恢復到“標稱頻率”。一般來說，只要CPU低于臨界溫度1℃，CPU就可以恢復到“標稱頻率”。但是，該如何決定臨界溫度呢？大量的測試數(shù)據(jù)表明，不同型號的Pentium 4有不同的臨界溫度。如果臨界溫度過低，那么CPU整體的性能也會大幅下降，反之，就有可能燒壞CPU。
有一個簡單的試驗可以證實這一點，我們只要逐步提升CPU的溫度，就可以看到“溫度控制電路”的運行情況。為了平穩(wěn)地提高CPU的溫度，可以使用Zalman Fanmate調節(jié)器，來動態(tài)調節(jié)風扇的速度。
Zalman Fanmate風扇調節(jié)器
首先，我們把風扇的轉速從4500rpm降到2200rpm，這樣CPU的溫度就會緩慢地上升到臨界值。為了使CPU溫度呈線性上升，我們把機箱放入醫(yī)用的保溫箱（SANYO的MIR253）。保溫箱的電源功耗為220W，溫度可以在-10℃ 到+50℃之間調節(jié)，調節(jié)的精度可以達到0.1℃。
我們把保溫柜的初始溫度定為28℃，CPU初始溫度為69℃，系統(tǒng)運行Unreal Tourament 2003(115fps初始)，然后讓保溫柜的溫度逐漸升高。
4條曲線分別代表：保溫柜（環(huán)境）溫度、機箱內部溫度、CPU溫度和CPU性能。
我們看到，一開始，游戲的fps沒有多大的變化，直到處理器的溫度達到72℃。此時，溫度控制電路開始降低CPU的核心頻率 ，CPU溫度幾乎不變，而游戲的性能直線下降，從115fps變?yōu)?0fps，系統(tǒng)的性能下降了一半還要多。
4條曲線分別為：環(huán)境溫度、機箱內部溫度、CPU溫度和CPU性能
在CPU RightMark的測試結果中，我們同樣可以看出溫控電路所起的作用
整個過程中，環(huán)境的溫度從27℃上升到50℃；機箱內部的溫度從44℃上升到63℃；CPU的核心溫度從69 ℃上升到85℃。
在CPU RightMark的測試結果中。我們同樣可以看到，當CPU達到72 ℃后，系統(tǒng)的性能直線下降。
通過這個簡單的測試我們了解到，超頻并不一定能提升我們的系統(tǒng)性能，更重要的是了解CPU的臨界溫度值，控制好CPU的散熱量，才能發(fā)揮出CPU的最大性能。（完）<
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