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如何組裝臺式電腦/超頻

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超頻 是讓元件以高於製造商規格的時鐘速度執行的做法。這個想法是為了免費提高效能或超越目前的效能極限,但這可能會以穩定性為代價。

過度超頻會導致硬體損壞,因此在超頻之前確保適當的冷卻。

超頻就像給汽車改裝:如果你只是想去目的地,就不用超頻。但它很有趣也很有教育意義,它可以讓你獲得一臺效能與其成本不成比例的機器。

把你新買的 4 GHz Core i7 上的 4 GHz 看作一個要被打破的速度限制。你電腦中的其他一些元件也可以超頻,包括記憶體和顯示卡,在很多情況下都可以超頻。超頻之所以成為可能,是因為電子部件,特別是 VLSI(超大規模整合)晶片的製造和銷售方式。同一系列的處理器(例如 i7)都是以相同的方式製造的,在一個大的晶片上切割成單獨的處理器,然後對這些處理器進行測試和分級,以確定其速度,最好的晶片將被標記為 4 GHz,第二好的晶片將被標記為 3.8 GHz 等等。隨著時間的推移,生產工藝和掩模的改進,即使是低等級的晶片也可能能夠達到更快的速度,尤其是在實施了強力冷卻的情況下。此外,許多製造商會將測試速度更快的晶片標記為更慢的速度,如果對低端元件的需求更高。

需要注意的是,並非每顆晶片都可以超頻;這完全是運氣問題。一些銷售“工廠超頻”系統的公司會採用一種叫做“分檔”的做法,他們會購買大量的處理器,測試它們的超頻潛力,並將不能超頻的處理器扔到一個箱子裡以其額定速度出售。即使對於那些以超頻效能著稱的處理器,有些部件也無法超過其額定速度。

也就是說,有效的冷卻可以提高晶片的超頻能力。如果幸運的話,你將能夠免費從你的元件中獲得額外的效能。如果幸運和技巧並存,你就可以獲得即使使用頂級元件也無法獲得的效能。有時候,你可以購買更便宜的部件,然後將它們超頻到高階元件的時鐘速度,不過額外的冷卻成本可能會抵消你在部件上節省的錢,更不用說保修和部件壽命問題了。

不能超頻的東西

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雖然可以超頻電腦的許多元件(例如CPU、記憶體和顯示卡),但並非所有元件都可以超頻。尤其是機械元件不使用時鐘速度,因此無法超頻。例如,無法超頻硬碟驅動器、風扇或光碟機,例如藍光碟機動器。對於此類裝置,存在其他解決方案,即使用更快的檔案系統和/或更快的元件;此外,在硬碟驅動器的一些特殊情況下,更新驅動程式(其中包含最佳化的程式碼);將高延遲塊重新對映到低延遲塊(使用mhdd等工具),如果存在RAID,則更改配置、驅動程式和/或軟體和/或設定。然而,這些技術和程式超出了本文件的範圍。

選擇CPU

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雖然CPU通常是最適合超頻的元件,但現在大多數CPU都被鎖定了,這意味著倍頻器無法從其預設時鐘改變。雖然以前(直到Sandy Bridge),使用者習慣透過調整CPU的基本時鐘來繞過這個限制,但從Sandy Bridge到Broadwell(第二代到第五代),試圖在幾兆赫茲內調整基本時鐘通常會導致系統崩潰,即使CPU本身是穩定的。這是因為增加基本時鐘也會影響其他系統元件。

這意味著,在通常的 100 MHz 基本時鐘基礎上增加 5 MHz 的最佳情況下,i3-4370(3.8 GHz)只能超頻 38*5 = 190 MHz,這隻會將時鐘速度提高到 3.99 GHz。

如果你想超頻,這會限制你的英特爾CPU選擇,如下所示:

  1. 在型號末尾帶有“K”的CPU(例如:i5-13600K)
  2. 極限版處理器(X系列)。例如 12 核 i9-10920X。
  3. 奔騰 G3258(稍後詳細介紹)
  4. C(高階圖形)系列。

大多數(如果不是全部)AMD Ryzen CPU 都可以超頻;需要專門購買最高階的型號(即 X 變體)來進行超頻,儘管這些變體可能包含更好的散熱器。

對於英特爾晶片,這些可超頻的晶片通常比不可超頻但其他方面相同的CPU貴 5-15%。

現在說說英特爾奔騰 G3258。這款晶片在 2014 年首次釋出時引起了很多關注,因為它是在英特爾慶祝 20 週年之際釋出的最便宜、最低端的奔騰晶片。然而,這款晶片最吸引人的地方在於它具有很高的超頻效能,這使得它與眾不同。儘管如此,它超頻後也無法達到i5的水平;它的雙核無超執行緒設計會嚴重拖累它,而且現在已經超過 10 年了。如果你真的需要組裝一臺超低預算的電腦,那麼 Ryzen 3 或非超頻奔騰金牌處理器會是更好的選擇。

晶片上的整合顯示卡(如果有)通常可以在其他方面不可超頻的CPU上超頻。

如何超頻

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對於老式電腦,可以在 BIOS 中更改 CPU 的時鐘速度。對於新款電腦也是如此,但你通常可以使用英特爾的 極限調校工具(XTU)或 AMD 的 Wattman,如果你想在 Windows 本身中進行操作。這種方法雖然可能更安全,但並不是最佳的超頻方法。

假設你有一個倍頻器解鎖的CPU,進入BIOS,在BIOS中尋找一個可以修改CPU的選項(這取決於不同的製造商),並將全核心倍頻器提高一級(例如,如果你有一個3.5 GHz的晶片,倍頻器為35x,將其提高到36x)。

然後重新啟動進入 Windows,然後執行一個壓力測試工具,例如 Prime95。最好執行一段時間(比如一小時),但不要執行太久,因為你可能會損壞你的CPU。密切關注 CPU 溫度;你不應該超過 85C。如果你超了,你可能需要一個更好的 CPU 散熱器。如果你要超頻,請不要使用原裝散熱器!

如果通過了,回到 BIOS,將倍頻器再次提高一級。如果失敗,返回 BIOS,然後稍微提高 CPU 電壓。然後重複壓力測試。

繼續這個過程,直到

  1. 壓力測試失敗,並且你已經施加了足夠的電壓,或者
  2. CPU 過熱。
  3. CPU 正在降頻(降低速度)

重要的是,不要施加過高的 CPU 電壓,因為這可能會損壞 CPU。另外,請記住保持任何自適應電壓設定開啟,因為它們會在 CPU 空閒時降低電壓並延長 CPU 的使用壽命。

顯示卡

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顯示卡的兩個不同部分可以超頻[1],分別是 GPU(圖形處理單元)和 RAM。此外,顯示卡上停用的管道也可以透過第三方驅動程式、第三方軟體或直接硬體修改來啟用,具體取決於您的顯示卡型別。顯示卡超頻通常透過第三方或專有軟體完成。

最新的 AMD 專有 Catalyst 驅動程式包含一個名為 Overdrive 的介面,它允許根據 GPU 的溫度和負載動態調整 GPU 頻率。負載增加時,時鐘頻率也會增加以提高效能,但同時也會平衡溫度升高。這足以簡單地提高整體效能,但無法實現最佳效能提升,而最佳效能提升需要超頻記憶體。為此,您需要第三方應用程式或驅動程式。

一個應用程式示例是 ATITool。該程式具有許多選項,包括 GPU 和記憶體超頻、溫度監控和風扇控制,為超頻基於 ATI 的顯示卡提供更完整的解決方案。還有許多第三方驅動程式,例如 omegadrivers.net,它提供了 ATI 和 nVidia 的驅動程式。這兩種驅動程式都包含整合的超頻功能和許多解鎖功能,包括為基於 nVidia 的顯示卡增強影像質量的功能。

nVidia 使用者可以使用許多超頻工具之一,例如 MSI Afterburner 來超頻他們的 GPU。其中許多工具還內建了壓力測試工具,用於驗證超頻的穩定性。

對於英特爾整合顯示卡,您可以使用英特爾的 Extreme Tuning Utility 超頻,就像超頻處理器一樣。

超頻顯示卡時要記住的最重要的事情是散熱。這一點怎麼強調都不為過。就像超頻或過熱會損壞 CPU 或縮短其使用壽命一樣,顯示卡也會出現這種情況。在過去的一年中,出現了許多價格低廉且易於安裝的顯示卡散熱解決方案,從貼上在未冷卻的 RAM 晶片上的粘合式 RAM 散熱器,到相當昂貴的水冷解決方案。一個性價比高的中間方案(在成本和有效性方面)是購買和安裝一個直接排氣的“夾層”散熱解決方案。直接排氣意味著冷卻風扇的所有空氣都會吹過顯示卡並直接從機箱排出,通常使用 AGP(或 PCIe)插槽下方的開放式 PCI 插槽。這可以讓 GPU 溫度大幅降低。

夾層冷卻器由兩個鋁或銅散熱器組成,形狀根據特定的顯示卡而定,顯示卡夾在這兩個散熱器之間,通常透過某種銅熱管連線,允許較熱的一側將熱量傳遞到較冷的一側進行散熱。GPU 溫度不應該超過 80 攝氏度,以獲得最佳效能並避免損壞顯示卡。大多數最新的顯示卡額定溫度可達 90 攝氏度,但任何人都建議不要這樣做。顯示卡的最佳溫度是 55-70 攝氏度(GPU 的溫度因顯示卡而異),但溫度越低越好。

還可以使用軟體來更改某些顯示卡的風扇速度。將風扇設定為全速執行可以更好地冷卻顯示卡,這取決於您的顯示卡和風扇的初始速度。諸如 Rivatuner 之類的軟體可用於基於 Nvidia 的顯示卡。

從晶片中擠出額外的兆赫

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有些人把超頻當作一種運動,並試圖從硬體中榨取極高的效能。雖然使用液氮進行冷卻很有趣,但對於日常使用來說並不實用。

提高任何計算機元件的速度時,您都會讓元件更努力地工作,從而產生更多的熱量。熱量會導致系統不穩定,因此需要冷卻來幫助保持元件在更高速度下穩定。如果沒有良好的冷卻,您可能會損壞或縮短系統的使用壽命。通常可以在 BIOS 中檢查 CPU 溫度。但是,這些資料不準確,因為您的 CPU 在 BIOS 中幾乎沒有負載。可以使用 SiSoftware Sandra 在 Windows 中檢查溫度。應該在 CPU 在重負載下執行一段時間後檢查溫度,以獲得最佳結果。

超頻通常採用三種類型的冷卻:風冷、水冷和珀爾帖冷卻。

風冷和水冷都需要某種傳熱材料來將能量從敏感的電子元件上轉移走。用於此目的的裝置是散熱器。兩種最流行的散熱器材料是鋁和銅。主要製造商(戴爾、惠普、宏碁等)在出廠計算機上使用的散熱器通常由鋁製成,具有令人滿意的傳熱特性。但是,超頻時,由於功耗增加,會產生更多的熱量。為了獲得更低的溫度,使用具有更好傳熱效能的材料非常重要,而銅提供了最佳的價效比。

更高速度執行的晶片可能需要更多功率。提高 CPU 的核心電壓可能會讓它以稍微更高的速度執行,但這樣做會增加 CPU 的熱量輸出。處理器的 Vcore 是晶片在預設速度下執行的電壓。當倍頻器升高時,可能需要更改此電壓,否則晶片中的電晶體切換速度不夠快 - 電晶體的供電電壓越高,切換速度越快。如果電壓不足,晶片將變得不穩定並隨機崩潰。良好的冷卻對於保持系統在更高速度下穩定至關重要。過高地提高核心電壓可能會損壞或縮短系統的使用壽命。提高核心電壓也會極大地影響系統的穩定性。這是高質量電源發揮作用的地方。雖然許多廉價的不知名品牌電源在核心電壓較高時會崩潰和死亡,但優質電源會長時間為您服務。對於大多數現代英特爾和 AMD 處理器,強烈建議核心電壓不要超過 1.45V,但即使是 1.45V 也會顯著縮短 CPU 的使用壽命。

注意:提高倍頻器速度而不改變電壓也會增加熱量輸出,但不會像同時提高電壓時那樣多。話雖如此,提高倍頻器而不調整電壓可能會導致系統不穩定(欠壓)。

上面的螢幕截圖顯示了在 ThrottleStop 中欠壓的過程 - 點選 (1) 並調整 (2)。-50 mV 到 -100 mV 是大多數筆記型電腦的容差範圍。

在超頻時,您可以選擇降低 Vcore 而不是提高它,並保持預設時鐘速度。這是可能的,因為現代 CPU 通常設定為高於其實際所需的電壓,以便考慮製造差異。欠壓的優點包括

  1. 降低熱量輸出和功耗
  2. 可能更高的效能(因為 CPU 可以更長時間地進行加速,並且不太可能達到 TDP 限制)
  3. 它適用於任何 CPU;不需要可超頻的 CPU。

筆記型電腦可以從欠壓中獲益最多;它們纖薄的機箱意味著功率和溫度在筆記型電腦中比在臺式機中起著更大的作用。

與超頻類似,您可以使用英特爾 Extreme Tuning Utility、ThrottleStop 或 BIOS 中的工具對 CPU 進行欠壓。對於 Ryzen Mobile CPU,可以下載一個開源工具 AATU(AMD APU Tuning Utility)here,這在您的筆記型電腦由於 STAPM(表面溫度)問題而出現降頻時尤其有用。

請記住,就像超頻一樣,您應該從慢速開始,並測試 CPU 欠壓的穩定性(例如:透過執行 Prime95)。

參考文獻

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  1. Coles, Olin. "NVIDIA GeForce 顯示卡超頻". 檢索於 2008-09-05.
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