超頻到5GHz

借助水冷散熱系統(tǒng)和自動化的主板功能，英特爾最新的CPU可以比正常情況下運(yùn)行速度快20%，提供最大的性能。

讓CPU速度達(dá)到5GHz：迄今為止這是一個夢想，專家希望使用液氮冷卻CPU并將其最大限度地超頻?，F(xiàn)在，英特爾推出的一個新系列Kaby Lake，其i7-7700K處理器得益于更高的基本時鐘速率，可以使用簡單的裝置突破5GHz限制。我們使用7700K測試樣品以及由主板制造商技嘉提供給我們的高端主板Z270X Gaming 9進(jìn)行測試，該主板使用配合Kaby Lake的Z270芯片組，具有許多手動和自動超頻功能。

水冷卻由CPU散熱片和散熱器（在機(jī)箱頂部，內(nèi)部有兩個風(fēng)扇）兩部分組成，管道將溫水輸送到散熱器并將冷水送到散熱片。

超頻：如何做和為什么做？

時鐘頻率即處理器每秒運(yùn)行多少計(jì)算周期，這是一個處理器的性能的重要指標(biāo)之一。不過，它既不是刻在石頭上也不是刻在硅片上的，而是由制造商通過制造過程中的大量測試確定的，并通過型號指定設(shè)置。在操作中，主板確定CPU的實(shí)際頻率，它有一個時鐘發(fā)生器，負(fù)責(zé)指定不同組件（如PCI-E和USB總線）的恒定系統(tǒng)時鐘。處理器通過乘法器連接，乘法器確定變量以實(shí)現(xiàn)更高CPU頻率。英特爾CPU在一個特定的框架內(nèi)自行超頻，這就是所謂的“Turbo”時鐘，如果工作溫度允許，則會將處理器維持在高頻率的工作狀態(tài)。在冷卻不足的情況下，則限制其時鐘頻率，使其不會過熱。

在大多數(shù)處理器中，乘法器變量的最大乘數(shù)被設(shè)置為特定值。要實(shí)現(xiàn)超頻只能夠通過提高系統(tǒng)時鐘頻率來實(shí)現(xiàn)，這通常導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。而對于名稱后綴為“K”的英特爾處理器，例如英特爾Core i7-7700K的測試樣本，則可以自由設(shè)置乘數(shù)。這意味著我們可以通過調(diào)整乘法器變量提高CPU的穩(wěn)定速度，這種超頻方式相對穩(wěn)定。這意味著我們可以激活18億個晶體管使CPU超速運(yùn)行，但是這必然需要消耗更多的電力并產(chǎn)生比正常情況更多的熱量，所以為了確保處理器可以在更高頻率下穩(wěn)定運(yùn)行，在超頻操作中我們需要強(qiáng)有力的散熱系統(tǒng)，特別是當(dāng)我們適當(dāng)?shù)卦黾犹幚砥鞯暮诵碾妷簳r，因?yàn)樗黾拥臒崃繉⑹遣怀杀壤摹?p>

技嘉Z270X-Gaming 9的UEFI菜單提供了預(yù)設(shè)的超頻選項(xiàng)，可自動設(shè)置所有參數(shù)。

先決條件：頂級散熱系統(tǒng)

要點(diǎn)：必須提供足夠強(qiáng)大的散熱系統(tǒng)，起碼可以確保CPU在標(biāo)準(zhǔn)時鐘頻率下能夠長期保持良好性能，這將是超頻的先決條件，特別是當(dāng)我們增加CPU的核心電壓時。一般情況下，大部分制造商通過大面積的散熱器，借助于熱管、片材狀的冷卻散熱片和大型風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)比簡單的風(fēng)扇加散熱片的散熱系統(tǒng)更佳的冷卻效果。不過，水冷可以實(shí)現(xiàn)更好的冷卻效果，從而提高超頻效果，水的主要優(yōu)點(diǎn)是具有比空氣更高的熱容量。我們使用現(xiàn)成的水冷系統(tǒng)海盜船H系列H115i（約1000元，小型型號約為500元）進(jìn)行測試，它由一個已經(jīng)擰到CPU上的散熱片組成，在其CPU接觸面后面，熱量將被轉(zhuǎn)移到通過管道流經(jīng)散熱器的水。散熱器上大面積的薄片將由兩個140mm風(fēng)扇冷卻，并由集成在散熱器中的水泵將冷卻后的水再次送回到CPU上的散熱片上。

這種現(xiàn)成的水冷卻系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是特別容易安裝，和空氣冷卻系統(tǒng)并沒有太大的不同，不過，前提條件是我們需要有合適的機(jī)箱。在我們使用的Be Quiet Silent Base 800上情況就不那么理想了：它的機(jī)箱上蓋為散熱器提供了專用的空間，我們只能暫時將兩個140風(fēng)扇固定在這里，每個使用兩個螺絲釘固定，它們從內(nèi)向外吹氣。這是很不雅觀的，不過，我們在測試的過程中機(jī)箱是打開的，如果是在封閉的情況下，散熱器應(yīng)安裝成使風(fēng)扇從外部吸入新鮮空氣，例如當(dāng)我們可以在機(jī)箱前板固定兩個風(fēng)扇的情況。很明顯，要盡量避免這種兼容性問題，使用同一制造商的機(jī)箱和水冷卻系統(tǒng)，或許會是更好的選擇。

水冷卻系統(tǒng)的電源通過SATA端口連接，風(fēng)扇則通過CPU冷卻器插頭連接。此外，系統(tǒng)通過USB插頭連接到主板，可以通過“Corsair Link”軟件控制。通過這樣的設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)運(yùn)行得相當(dāng)安靜，也沒有任何不良影響。在我們使用Corsair RM850i電源適配器的情況下，在“Corsair Link”風(fēng)扇控制中選擇“Silent”安靜設(shè)置的情況下，幾乎聽不到運(yùn)行時的聲音。

主板技嘉Z270X Gaming 9搭載i7-7700K，默認(rèn)情況下，在自動超頻模式（UEFI：MIT|CPU Upgrade=Auto）下，CPU在滿負(fù)載（Prime95）的情況下長時間運(yùn)行，時鐘頻率達(dá)到4.5GHz，溫度仍然在60℃以下。這些參數(shù)完全符合英特爾的規(guī)范，根據(jù)我們的估計(jì)，不會導(dǎo)致CPU過早地?fù)p壞。

設(shè)置超頻

為了避免對我們昂貴的i7-7700K測試樣品造成不必要的損害，我們一直保持在技嘉主板的自動超頻的標(biāo)準(zhǔn)下，這可以在UEFI的“MIT|CPU Upgrade=Auto”下找到。而除了目標(biāo)頻率外，還可以適當(dāng)設(shè)置核心電壓等參數(shù)。因此，實(shí)際上超頻只需要在UEFI中點(diǎn)擊幾下鼠標(biāo)：在上面的“CPU Upgrade”菜單中，我們可以選擇CPU和所需的超頻級別，例如“i7-7700K@4.8GHz”，在我們的系統(tǒng)中，隨后系統(tǒng)開始正常工作，但是如果CPU無法按照設(shè)置超頻工作，那么啟動過程中將失敗，UEFI會發(fā)出一條錯誤消息并提示我們檢查設(shè)置，然后我們可以重新嘗試使用較低頻率的設(shè)置。通過這種方式，應(yīng)該可以避免CPU在過熱或者電壓過高的情況下?lián)p壞，但是高于4.2GHz或者在“Auto”之外的設(shè)置，都已經(jīng)逾越了英特爾設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，將導(dǎo)致CPU的售后服務(wù)失效。

極限表現(xiàn)

配合Corsair H115i的情況下，使用技嘉主板的最大自動超頻級別是5GHz，在Prime95的全負(fù)載下，我們進(jìn)行了幾個小時的測試，沒有任何問題。這相對于i7-7700K的標(biāo)準(zhǔn)時鐘速率4.2GHz增加了19%，而CPU性能也同樣如此：Benchmark Cinebench R15在渲染圖形對象時檢測計(jì)算性能增長了18.3%。在視頻編碼的情況下提升較少：使用工具Handbrake從4K到720p分辨率（編碼配置“iPad”）編碼“Big Buck Bunny”的速度僅快了10%。與使用i7“Turbo”時鐘速率的時候相比，提升更是有限，從這一點(diǎn)上考慮，似乎不值得冒著導(dǎo)致CPU售后服務(wù)失效的風(fēng)險。

在所有超頻嘗試中，我們使用工具軟件SpeedFan監(jiān)視CPU內(nèi)核的溫度。其溫度變化之快，結(jié)果是驚人的：一旦使用像Prime95這樣的壓力測試使處理器滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，那么溫度將在不到1s的時間內(nèi)，從25℃以下跳到最大值，而且在CPU負(fù)載結(jié)束時，溫度立即恢復(fù)到初始值。而溫度的最大值有多高，取決于時鐘頻率和負(fù)載的類型：CPU在4.5GHz時是80℃，而當(dāng)CPU在5GHz時溫度達(dá)到了90℃的溫度極限。在這種情況下，一些核心會暫時降低速度，因而CPU并沒有過熱。如果嘗試更高的頻率，那么我們需要采取更高風(fēng)險的方法來改善CPU內(nèi)部的散熱。

總之，令人印象深刻的是KabyLake i7可以很容易地將時鐘頻率提高20%，而且沒有任何問題。實(shí)際上，大可不必在導(dǎo)致CPU售后服務(wù)失效的程度下嘗試超頻，在允許的范圍內(nèi)已經(jīng)足夠了：使用高端Kaby LakeCPU，我們可以搭配高性能的散熱系統(tǒng)（如果可能的話考慮水冷卻系統(tǒng)）和一個具有自動超頻功能的主板，并一直保持在“Turbo”時鐘速率下工作即可。