什么是cpu超频什么cpu超频后是10400

admin2023-03-07【电脑技术】浏览：179

近期网友询问CPU电压的相关问题：

让我想起关于CPU超频还欠有一篇旧账。今天我们来一起讨论一下，Intel的CPU超频的原理是什么？为什么超频要提高电压？以及回答网友关于电压和CPU寿命的问题。

CPU超频的原理

自从Intel放弃前端总线（FSB）后，CPU的频率计算十分的简单：

CPU主频 = 基频 × 倍频

基频（Base Clock，BCLK）是从南桥PCH的PLL发出的基础时钟信号：

它一路传递到CPU中，为内核和很多uncore部分（内存控制器，GPU等等）提供基础时钟信号：

这个基频缺省情况下是100MHz，可以提高到200MHz甚至更高。因为它并不仅仅为CPU内核提供基频信号，还为众多CPU中的小伙伴服务。提高它，内存频率、Cache频率、GPU频率等等都会成倍提高，所谓牵一发而动全身。也正因为如此，提高它会整体提高CPU的运输速度，但也很容易引发某些部分的不稳定。

有了基频，CPU中的各个器件并不是工作在100MHz上的，在它后面带个倍频（Multiplier），来为自己服务。例如内核、GPU、Cache和内存控制器等等，都有自己的倍频。

举个例子，标称3.5GHz的CPU，它的基频是100MHz，内核的倍频是35，算下来就是

100 × 35 = 3500MHz=3.5GHz

十分简单，是不是？超频中我们单独调节各个部分的倍频，来提高它的速度。例如我们把内核的倍频调成45，那么我们就有了4.5GHz的CPU。调整倍频的好处是可以单独调节，而不是像调整基频一样一股脑向上提高，死机后很难判断那里出了问题。

超频资深玩家往往先试探基频的极限，再单独调整内核的倍频，找到在此之上，倍频的极限。而入门用户，调节倍频往往就够了。

提高频率如此简单，只要我们有了K结尾的CPU，在BIOS中仅仅调整几个数字就好了：

超频真的如此简单吗？

情况要复杂很多，超频后，系统往往开始表现的不稳定。只要我们知道哪里不稳定，提高它的电压供给，往往就能让它再次稳定下来。为什么提高电压会改善高频的稳定性呢？

为什么要提高电压？

我们来看个例子，含有高达80多亿的场效应晶体管FET的Kabylak等CPU结构十分复杂，每个一个FET的简单示意图如下：

当输入低电平时，CL被充电，我们假设a焦耳的电能被储存在电容中。而当输入变成高电平后，这些电能则被释放，a焦耳的能量被释放了出来。因为CL很小，这个a也十分的小，几乎可以忽略不计。但如果我们以1GHz频率翻转这个FET，则能量消耗就是a × 10^9，这就不能忽略了，再加上CPU中有几十亿个FET，消耗的能量变得相当可观。

我们这里要引入门延迟（Gate Delay）的概念。简单来说，组成CPU的FET充放电需要一定时间，这个时间就是门延迟。只有在充放电完成后采样才能保证信号的完整性。而这个充放电时间和电压负相关，即电压高，则充放电时间就短。就越能保证信号的完整性。

如果超频后，频率升高，原先可以满足门延迟的电压慢慢就不能保证信号完整性了，这时提高电压，就可以降低门延迟，从而重新满足信号完整性。这就需要我们发现哪部分不能满足信号完整性，从而提高它的电压供给。

拿CPU内核超频来说，CPU内核电压叫做Vcore。每种CPU都有一个VID（Voltage Identification，电压识别码），这个代码会被主板的电压调节模块（VR）或者CPU内置的VR（silicon-based voltage regulator,FIVR）所识别从而来设置内核运作时的电压：