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主频的超频

归档日期:07-02       文本归类:指令调度      文章编辑:爱尚语录

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  电脑的超频就是通过人为的方式将CPU、显卡等硬件的工作频率提高(实际就是提高电压),让它们在高于其额定的频率状态下稳定工作。以Intel P4C2.4GHz的CPU为例,它的额定工作频率是2.4GHz,如果将工作频率提高到2.6GHz,系统仍然可以稳定运行,那这次超频就成功了。

  CPU超频的主要目的是为了提高CPU的工作频率,也就是CPU的主频。而CPU的主频又是外频和倍频的乘积。例如一块CPU的外频为100MHz,倍频为8.5,可以计算得到它的主频=外频×倍频=100MHz×8.5 = 850MHz。

  提升CPU的主频可以通过改变CPU的倍频或者外频来实现。但如果使用的是Intel CPU,你尽可以忽略倍频,因为IntelCPU使用了特殊的制造工艺来阻止修改倍频。AMD的CPU可以修改倍频,但修改倍频对CPU性能的提升不如外频好。

  而外频的速度通常与前端总线、内存的速可能度紧密关联。因此当你提升了CPU外频之后,CPU、系统和内存的性能也可能同时提升了。 CPU超频主要有两种方式:

  一个是硬件设置,一个是软件设置。其中硬件设置比较常用,它又分为跳线设置和BIOS设置两种。

  1.跳线设置超频早期的主板多数采用了跳线或DIP开关设定的方式来进行超频。在这些跳线和DIP开关的附近,主板上往往印有一些表格,记载的就是跳线和DIP开关组合定义的功能。在关机状态下,你就可以按照表格中的频率进行设定。重新开机后,如果电脑正常启动并可稳定运行就说明超频成功了。

  比如一款配合赛扬1.7GHz使用的Intel845D芯片组主板,它就采用了跳线超频的方式。在电感线圈的下面,可以看到跳线的说明表格,当跳线的方式时,外频就提升到了133MHz。而赛扬1.7GHz的默认外频就是100MHz,只要将外频提升为133MHz,原有的赛扬1.7GHz就会超频到2.2GHz上工作,是不是很简单呢。

  另一块配合AMD CPU使用的VIAKT266芯片组主板,采用了DIP开关设定的方式来设定CPU的倍频。多数AMD的倍频都没有锁定,所以可以通过修改倍频来进行超频。这是一个五组的DIP开关,通过各序号开关的不同通断状态可以组合形成十几种模式。在DIP开关的右上方印有说明表,说明了DIP开关在不同的组合方式下所带来不同频率的改变。

  主流主板基本上都放弃了跳线设定和DIP开关的设定方式更改CPU倍频或外频,而是使用更方便的BIOS设置。

  例如升技(Abit)的SoftMenuIII和磐正(EPOX)的PowerBIOS等都属于BIOS超频的方式,在CPU参数设定中就可以进行CPU的倍频、外频的设定。如果遇到超频后电脑无法正常启动的状况,只要关机并按住INS或HOME键,重新开机,电脑会自动恢复为CPU默认的工作状态,所以还是在BIOS中超频比较好。

  进入该功能后,可以看到系统自动识别CPU为1800+。要在此处回车,将默认识别的型号改为User Define(手动设定)模式。设定为手动模式之后,原有灰色不可选的CPU外频和倍频就变成了可选的状态。

  如果你需要使用提升外频来超频的话,就在External Clock:133MHz这里回车。这里有很多外频可供调节,你可以把它调到150MHz或更高的频率选项上。由于升高外频会使系统总线频率提高,影响其它设备工作的稳定性,因此一定要采用锁定PCI频率的办法。

  Multiplier Factor一项便是调节CPU倍频的地方,回车后进入选项区,可以根据CPU的实际情况来选择倍频,例如12.5、13.5或更高的倍频。

  在BIOS中可以设置和调节CPU的核心电压。正常的情况下可以选择Default(默认)状态。如果CPU超频后系统不稳定,就可以给CPU核心加电压。但是加电压的副作用很大,首先CPU发热量会增大,其次电压加得过高很容易烧毁CPU,所以加电压时一定要慎重,一般以0.025V、0.05V或者0.1V步进向上加就可以了。

  顾名思义,就是通过软件来超频。这种超频更简单,它的特点是设定的频率在关机或重新启动电脑后会复原,菜鸟如果不敢一次实现硬件设置超频,可以先用软件超频试验一下超频效果。最常见的超频软件包括SoftFSB和各主板厂商自己开发的软件。它们原理都大同小异,都是通过控制时钟发生器的频率来达到超频的目的。

  SoftFSB是一款比较通用的软件,它可以支持几十种时钟发生器。只要按主板上采用的时钟发生器型号进行选择后,点击GETFSB获得时钟发生器的控制权,之后就可以通过频率拉杆来进行超频的设定了,选定之后按下保存就可以让CPU按新设定的频率开始工作了。不过软件超频的缺点就是当你设定的频率让CPU无法承受的时候,在你点击保存的那一刹那导致死机或系统崩溃。 即便是超频能够使系统性能提升,但是仍不建议超频,因为超频重则失败使CPU彻底报废,轻则使以后的使用中频繁死机。

  还有就是烧坏内存和CPU是最常见的事情,还有就会烧坏主板,所以建议超之前要看清你的CPU到底去到什么程度,还要注意一定要循序渐进不要一下了就超得太多

  首先要说,如果你很小心并且知道要做什么的话,那对你来说,通过超频要对计算机造成任何永久性损伤都是非常困难的。如果把系统超得太过的话,会烧毁电脑或无法启动。但仅仅把它推向极限是很难烧毁系统的。然而仍有危险。第一个也是最常见的危险就是发热。在让电脑部件高于额定参数运行的时候,它将产生更多的热量。如果没有充分散热的话,系统就有可能过热。不过一般的过热是不能摧毁电脑的。由于过热而使电脑报废的唯一情形就是再三尝试让电脑运行在高于推荐的温度下。应该设法抑制在60C以下。

  不过无需过度担心过热问题。在系统崩溃前会有征兆。随机重启是最常见的征兆了。过热也很容易通过热传感器的使用来预防,它能够显示系统运行的温度。如果你看到温度太高的话,要么在更低的速度下运行系统,要么采用更好的散热。稍后我将在这篇指南中讨论散热。

  超频的另一个“危险”是它可能减少部件的寿命。在对部件施加更高的电压时,它的寿命会减少。小小的提升不会造成太大的影响,但如果打算进行大幅超频的话,就应该注意寿命的缩短了。然而这通常不是问题,因为任何超频的人都不太可能会使用同一个部件达四、五年之久,并且也不可能说任何部件只要加压就不能撑上4-5年。大多数处理器都是设计为最高使用10年的,所以在超频者的脑海中,损失一些年头来换取性能的增加通常是值得的。

  现在购买高配置电脑的用户90%以上都是游戏玩家。在有限的预算里,将更多的钱投资在显卡上,游戏性能提升会有立竿见影的提升,但为了发挥出CPU的全部性能,不造成系统瓶颈,一款高端的CPU又是不可或缺的。面对孤岛危机2这类的热门的DX11游戏,如何平衡CPU与显卡的搭配,相信你问一百个人,会有一百个说法,即使是一些资深的游戏玩家他们自身也存在疑问,很难给出你一个正确的答案。

  对DX11游戏有一定了解的玩家都知道,大量真实的物理效果运用,是DX11游戏的一个趋势,以现有的生产工艺水平、CPU内部所能集成的晶体管数量和执行效率,光是巨大的纹理贴图渲染以及很多后期处理特效,就已经让CPU负担不过来了。因此在系统不具备物理卡的情况下,很多DX11游戏物理仿真特效其实都还是都交由CPU负责处理的,也就是说CPU在游戏中参与了很多需要大量运算、任务量繁重的工作。

  作为一款权威性的3D图形测试软件,3DMark Vantage给了我们很好的启示:对于未来场景越来越复杂的DX10游戏,需要CPU拥有强大的物理处理能力和多线程执行能力才能保证游戏的流畅运行。

  如果未来的游戏能将CPU从繁重的工作中解放出来,可行的设想是SLI或Crossfire平台用一块显卡专门负责物理运算,但这个设想还只能停留在纸面上,无论是Quad SLI还是Quad Crossfire,都还无法在游戏中真正实现这一点。

  另外,在实际的使用中,很多玩家在玩游戏同时后台还会有其它的任务操作,诸如传输文件,迅雷、BT下载等,在这种应用前提下,只有高端的CPU才会有资源闲置的情况,低端的CPU往往在游戏中处于100%的负载状态下,很难胜任大型3D游戏+多任务同时运行的应用环境。

  几款主流的DX11游戏引擎对多核CPU的支持情况一般,比较的例外是UT3和Crysis,这两款基于多线程开发的游戏能够线核处理器的强大性能,失落星球则基本是CPU一个人在唱独角戏,CPU的主频和核心数量对其影响不大。

  回到现实的游戏配置搭配上,如果玩家不希望CPU成为游戏瓶颈的线级别的处理器才行。其它几款游戏在1680x1050及以上分辨率,不管是顶级四核还是入门级CPU,性能差距都不大。

  CPU从诞生之日起,主频就在不断的提高,如今主频之路已经走到了拐点。桌面处理器的主频在2000年达到了1GHz,2001年达到2GHz,2002年达到了3GHz。但在将近5年之后我们仍然没有看到4GHz处理器的出现。电压和发热量成为最主要的障碍,导致在桌面处理器特别是笔记本电脑方面,Intel和AMD无法再通过简单提升时钟频率就可设计出下一代的新CPU。

  面对主频之路走到尽头,Intel和AMD开始寻找其它方式用以在提升能力的同时保持住或者提升处理器的能效,而最具实际意义的方式是增加CPU内处理核心的数量。

  多内核是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)。多核技术的开发源于工程师们认识到,仅仅提高单核芯片的速度会产生过多热量且无法带来相应的性能改善,先前的处理器产品就是如此。他们认识到,在先前产品中以那种速率,处理器产生的热量很快会超过太阳表面。即便是没有热量问题,其性价比也令人难以接受,速度稍快的处理器价格要高很多。

  英特尔工程师们开发了多核芯片,使之满足横向扩展(而非纵向扩充)方法,从而提高性能。该架构实现了分治法战略。通过划分任务,线程应用能够充分利用多个执行内核,并可在特定的时间内执行更多任务。多核处理器是单枚芯片(也称为硅核),能够直接插入单一的处理器插槽中,但操作系统会利用所有相关的资源,将它的每个执行内核作为分立的逻辑处理器。通过在两个执行内核之间划分任务,多核处理器可在特定的时钟周期内执行更多任务。多核架构能够使软件更出色地运行,并创建一个促进未来的软件编写更趋完善的架构。尽管认真的软件厂商还在探索全新的软件并发处理模式,但是,随着向多核处理器的移植,现有软件无需被修改就可支持多核平台。操作系统专为充分利用多个处理器而设计,且无需修改就可运行。为了充分利用多核技术,应用开发人员需要在程序设计中融入更多思路,但设计流程与对称多处理(SMP) 系统的设计流程相同,并且现有的单线程应用也将继续运行。得益于线程技术的应用在多核处理器上运行时将显示出卓越的性能可扩充性。此类软件包括多媒体应用(内容创建、编辑,以及本地和数据流回放)、工程和其他技术计算应用以及诸如应用服务器和数据库等中间层与后层服务器应用。多核技术能够使服务器并行处理任务,而在以前,这可能需要使用多个处理器,多核系统更易于扩充,并且能够在更纤巧的外形中融入更强大的处理性能,这种外形所用的功耗更低、计算功耗产生的热量更少。多核技术是处理器发展的必然。近20年来,推动微处理器性能不断提高的因素主要有两个:半导体工艺技术的飞速进步和体系结构的不断发展。半导体工艺技术的每一次进步都为微处理器体系结构的研究提出了新的问题,开辟了新的领域;体系结构的进展又在半导体工艺技术发展的基础上进一步提高了微处理器的性能。这两个因素是相互影响,相互促进的。一般说来,工艺和电路技术的发展使得处理器性能提高约20倍,体系结构的发展使得处理器性能提高约4倍,编译技术的发展使得处理器性能提高约1.4倍。但是今天,这种规律性的东西却很难维持。多核的出现是技术发展和应用需求的必然产物。

  单芯片多处理器(CMP)与同时多线程处理器(Simultaneous Multithreading,SMT),这两种体系结构可以充分利用这些应用的指令级并行性和线程级并行性,从而显著提高了这些应用的性能。

  从体系结构的角度看,SMT比CMP对处理器资源利用率要高,在克服线延迟影响方面更具优势。CMP相对SMT的最大优势还在于其模块化设计的简洁性。复制简单设计非常容易,指令调度也更加简单。同时SMT中多个线程对共享资源的争用也会影响其性能,而CMP对共享资源的争用要少得多,因此当应用的线程级并行性较高时,CMP性能一般要优于SMT。此外在设计上,更短的芯片连线使CMP比长导线集中式设计的SMT更容易提高芯片的运行频率,从而在一定程度上起到性能优化的效果。总之,单芯片多处理器通过在一个芯片上集成多个微处理器核心来提高程序的并行性。每个微处理器核心实质上都是一个相对简单的单线程微处理器或者比较简单的多线程微处理器,这样多个微处理器核心就可以并行地执行程序代码,因而具有了较高的线程级并行性。由于CMP采用了相对简单的微处理器作为处理器核心,使得CMP具有高主频、设计和验证周期短、控制逻辑简单、扩展性好、易于实现、功耗低、通信延迟低等优点。此外,CMP还能充分利用不同应用的指令级并行和线程级并行,具有较高线程级并行性的应用如商业应用等可以很好地利用这种结构来提高性能。单芯片多处理器已经成为处理器体系结构发展的一个重要趋势。

  Woodcrest处理器是64位双核处理器,专为服务器和工作站而设计。该系列处理器基于intel65纳米工艺,具有高性能和低功耗等特点。Woodcrest处理器兼容传统的IA-32软件体系架构。内建基于高级智能缓存架构的32KB的1级指令和数据缓存和4MB的2级缓存。1066/1333MHz的前端总线倍频,可以在每秒钟传输高达8.5/10.66GBytes的数据。

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