说出不要吓到你！详解超频的害处

一、免费的升级 何乐不为？

　　中央处理器(CPU)从本质上说是信号处理器，将来自键盘、硬盘或者其它设备的信号由输入针脚送至CPU核心，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性能的高低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。根据CPU性能=IPC(每时钟周期执行的指令数)×频率(MHz)的公式，单独提升IPC、主频，或同时提升两者都可使处理器的性能得以提升。因此CPU的内部架构和运行频率一直都是中央处理器的重要特征。对于消费者来说，无法改变CPU的内部结构设计以提升IPC，因此提高CPU的运行频率就成了人们获得额外性能的唯一方法。这也就是超频行为的由来和出现的必然性原因。

　　最早的超频记录为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情，需要用烙铁更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普及——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紧紧联系再一起。

二、超频 并非仅仅为了性能

　　此后，超频不仅仅成为一种获得提升性能的有效方法，也成为大众玩家竞相为之的时尚行动。何种产品好超，可以超到多少等等问题开始各大论坛上的热门话题，甚至于为什么无法超频的问题成为电脑医院的长期客户。相互攀比的结果进一步刺激了超频行为，进而开始产生各类成绩的排行榜，比如CPU超频幅度排行、SuperPI 百万位成绩排行 和3DMark成绩排行榜等等。还出现了一些以超频为宗旨，企图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满足心理需求的重要手段。

　　由超频行为逐渐聚集起的庞大消费群体所引发的需求也渐渐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、导热材料、制冷设备、测温设备、自动手动超频软件、稳定测试软件，性能测试软件等等等等。而相应产品所造就的经典也应运而生，Barton2500 、CIII 1.0、升技NF7、磐正8RDA3 、Alpha8045、SuperPI、SpeedFan、Prime95等等早早成就英名。相应的软硬件使用教程和经验交流更是纷纷印刷成册，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少的部分，俨然已经成为人们选择产品的一项重要标准。

　　时至今日，超频已经不仅仅是一种单纯的个人爱好，从它成为一种大众娱乐行为的开始，就注定会要成为商业行为的下一个占领地。超频不但成为硬件产品引人关注的卖点，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，选择自认为超值的产品。而生产厂家则以超频为市场出售更多的产品赚取利润、建立品牌。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、供给和引导的市场环节中，超频带来的效应可谓皆大欢喜，最终在一种良性循环中蔚然成风。

三、超频 怎样才算成功？

　　说了这么多超频的好处，反而让人搞不清楚了什么是超频。简单的说，超频是一种行为，人为的使集成电路以超过额定工作范围的频率运行。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。为了方便说明，本文仅以CPU为例详细介绍有关超频的一些问题。

　　那么怎样才能算是超频成功呢？这个问题因人而异。确切的说，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，或者为了追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，也不用去完成很苛刻的工作任务。哪怕CPU只能正常工作几分钟，能够进入WINDOWS系统正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期待的频率数字，对于他们来说，都算是超频成功了。

　　但是对于大多数人来说，没人愿意在玩游戏正投入的时候因为死机而中途退出；也没人愿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；更没人愿意正要对网恋的MM倾诉表白的时候因为硬件烧毁而错失机会。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，一切影响到实际使用的超频行为也都是不成功的。

　　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，窗口无端关闭，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：我超频以后运行了SuperPI和3Dmark等测试软件没有任何问题，但是玩游戏久了会死机，这算是超频成功吗？其实这是典型的一种不成功的表现，因为它没有满足长期稳定这个条件，并且影响到正常使用。测试软件一般运行的时间比较短，大多在10分钟之内，通过测试只代表能在短时间内稳定工作，并不意味着超频成功。而这种失败大多是因为散热不好热量逐渐积累而最终温度过高。

　　相反，有人会问：我超频以后无法通过各种测试，但是我平常只用来打字听音乐，并且没有出现任何问题。这样算是超频成功吗？尽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，恭喜你超频成功。

　　也就是说，超频是否成功，并不是以通过测试程序为标准，而是以自己的正常使用为标准。超频的目的是为应用服务，而不是为测试服务。很多人对这种说法并不赞同，他们在追求的是一种绝对稳定。对于没有通过他们认为的严格测试的超频行为十分不齿。在这里我想说的是，在Tom’shardwear里进行的连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,只有相对。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。

四、超频后果一：CPU功耗增加

　　现在所有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=C×V2×f，C是电容负兀琕是电源电压，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。而在超频的过程中，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也就基本固定，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 = 1.5×1.5×1×C = 2.25C(W)，P1 = 1.65×1.65×1.3×C = 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 ! 如果不更换更好的散热设备，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。

五、频后果二：电迁徙

　　在前些年在提及超频后果的时候，经常会提起电迁徙(有人称为电子迁移)造成的危害。在半导体制造业中，最早的互连金属是铝，而且现在它也是硅片制造业中最普通的互连金属。然而铝有着众所周知的由电迁徙引起的可靠性问题。

　　由于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。在大电流密度的情况下，电子不断对铝原子进行冲击，造成铝原子逐渐移动而造成导体自身的不断损耗。在导体中，当过多的铝原子被冲击脱离原来的位置，在相应的位置就会产生坑洼和空洞。轻则造成某部分导线变细变薄而电阻增大，严重的会引起断路。而在导线的另一些部分则会产生铝原子堆积，形成一些小丘，如果堆积过多会造成导线于相邻导线之间发生连接，引起短路。不论集成电路内部断路还是短路，其后果都是灾难性的。电迁徙或许是集成电路中最广泛研究的失效机制问题之一。

　　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容易产生电迁徙，从而对集成电路造成不可逆的损伤。因此长期过度超频可能会造成CPU的永久报废。

　　曾经有人这样反映：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现了CPU已经无法在这个频率上继续稳定工作。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，铝互连的应用日益受到挑战。因此更低电阻的铜互连将在集成电路的设计和制造中逐步取代原有的铝工艺。