超频真的划算么?深入研究CPU电压频率
[泡泡网评测室 09年01月04日] 超频的确能够让CPU性能获得大幅提升，而且是“免费”的性能提升，但有多少人注意到“免费”二字的背后您需要很多隐形的付出——超频主板价值不菲、高性能散热器也不便宜、多交了多少电费还不知道、还得忍受不低的噪音。这些都值得玩家们深思：超频真的划算么？怎么超频才最具性价比？
泡泡网“You Think.I Do”板块成立以来，我们收到了不少读者发来的邮件，前面几期精彩测试，均来源于网友们的热心提问，并取得了不错的效果。本期测试，根据网友们的问题汇总，笔者发现大家对CPU超频的概念还是模糊的，而且优化（超频）使用CPU存在误区，本期针对此问题进行详细测试，给读者呈现出CPU的非常好的使用模式，以期能对大家在使用电脑中有所帮助。
CPU在电脑中的地位尽人皆知，若购机成本有限，配件的搭配可以用整合显卡代替独立显卡，硬盘可以选择小容量产品节省成本，惟独CPU上不能节省，在合理搭配的前提下应优先选择更好的CPU，这样整机的性能不会差太多。虽然近年来CPU的性能突飞猛进，但在玩家看来，CPU的性能仍不够用。而在成本有限得到前提下，超频成为了免费提高CPU性能的非常好的捷径！
“超频主要就是超CPU，CPU强运行什么程序都提速”这个道理是大家超频的主要动力。的确，CPU的频率提升能够有效加快系统的运行速度。比如当年高清影片崭露头角时，没有显卡视频解码的协助下，大家看片都是通过CPU硬抗的，而当时默认状态下CPU并不能够流畅播放高清，而通过超频后，即便是Athlon64 X2也能流畅播放1080P高清影片。
遗憾的是，超频这项技术活，入门容易精通难。一般来讲，多数人超频仅是简单的加压，提高频率。大家都知道高频性能好，但是成本（功耗散热噪音）上真的划算吗？究竟CPU的非常好的使用状态是什么样呢？我们在超频的同时更应该注意什么呢？这就是本文所研究的内容，笔者通过对调节四核CPU的频率和电压，得出相应状态下的温度和功耗，通过翔实的数据图告诉大家CPU的非常好的使用状态，即非常好的电压点！
为让评测文章更具参考价值，同时也让广大网友能够看到自己最感兴趣的内容，泡泡网DIY评测室特意开设了“You Think.I do”板块，您可以将最感兴趣的内容、甚至任何想法发送到邮箱“Think@PCPOP.COM”，一旦您的建议被采纳，在评测文章发布之日我们会为您送出精美礼物一份！
往日经典文章回顾：
● 测试平台的选择：
为了测试CPU电压和频率对功耗的影响，平台通过调节CPU设置，其余配件设置均保持不变，检测CPU的电压和频率间的功耗关系。CPU方面，选用了intel上代王者CORE2 Extreme QX9770，为什么选用QX9770呢？首先，因为笔者手中的QX9770体质较好，在普通散热环境下频率调节空间较大。其次，不采用AMD CPU的原因是，AMD CPU的电压波动很大，且配套主板不像INTEL平台那样完美，即便是高端主板对AMD CPU的电压控制也不能保证，这样就不能保证测试的客观性。
采用超强散热装置辅助测试
主板方面，选择了技嘉的EP45-Extreme，此款主板中CPU的各项电压均能manual设置，且CPU核心电压能以0.0125V的电压步进，可以很好地把控CPU核心电压，进而反映出核心电压的变化对功耗的影响。
需要说明的是，测试过程中CPU电压以BIOS设定值为准，比软件实际检测到的略高，因为CPU在使用中电压会有波动。无论使用什么主板，都会出现这种问题，所以，为尽量减小这里产生的误差，笔者选择了技嘉EP45-Extreme。
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PCPOP.COM评测室 | |
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硬件系统配置 | |
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处理器 |
Intel Extreme QX9770 四核心, 3.2GHz(400×8), L2=12MB |
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主板 |
GIGABYTE P45 extreme, Chipset: Intel P45 |
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显卡 |
NVIDIA 8400GS 静音版 |
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内存 |
CORSAIR TWIN2X4096-6400C5DHX 2x2G DDR2-800 |
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硬盘 |
西部数据 velociraptor 300GB SATA300 |
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电源 |
海盗船 Corsair HX 1000W |
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散热器 |
Theremalright IFX-14 |
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软件系统配置 | |
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操作系统 |
Windows vista 32Bit SP2 V113 |
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DirectX |
10.1 |
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驱动程序 |
Intel Matrix Storage Manager 8.6.0.1007 NVIDIA Forceware 181.00 |
● 测试平台方法介绍：
此次测试不同于以往，笔者要测试QX9770在不同电压频率下的功耗表现。具体分为三组测试：1电压不变，降频/超频，测一组成绩，并绘制成曲线图。2频率不变，降压/加压，测一组成绩，绘制成曲线图。3通过调节电压，找出各电压下能够稳定的最高频率，测一组成绩，绘制成曲线图。
测试所用软件为著名拷机软件Prime 95，这款软件堪pc稳定性的梦魇。无论系统性能多么强劲，都可以将CPU占用率压至100%，此时系统负担极大。通过15分钟Preme95的检测即可认为系统稳定。这里笔者主要测试超频后CPU的稳定性，所以Prime95模式选为Small FFTS（纯考验CPU的负载能力）进行拷机测试，进而得出功耗表现。
小贴士：硅晶片功耗计算公式：功耗=C（寄生电容）x F(频率) x V2(工作电压平方)
首先，根据用户们的使用习惯，笔者试验下电压不变，频率变化以及电压变化，频率不变导致的温度差异。下图就通过不同频率运行时的温度进行详细分析！
● 不同频率下温度情况：
图：频率与温度的线性关系
可以看出，待机状态下，频率的变化对CPU的温度影响不大，即便是3.6GHz比2.4GHz多1.2GHz的悬殊频率差异下，温度仅高出4度，整体呈线性关系。待机状态如此，在CPU满载情况下，会有所有改变吗？通过数据查看，最悬殊频率下温度差异为9度。
通过比较两条曲线的弧度，我们能清楚看出两条曲线大体呈现平行关系，也就是说，无论在待机还是满载情况下。CPU的温度与频率的变化成正比线性关系。且CPU频率的提升对温度的的影响不大。
● 不同电压下温度情况：
既然CPU频率的变化对温度的影响不大，另一影响温度的因素——电压会产生多大影响呢？根据电子元器件的通用原理，电压越高电子器件产生的温度也越高。从测试成绩上看，完全符合这项电子原理，1.4v状态下，温度比1.15v高出22度之多。整体感受是电压的提升，对温度是加速提升的。
综合来看，两种模式下的曲线弧度，如果说频率的变化对温度的影响是缓慢爬升，电压对温度的影响就是变加速上升了。从弧度也能一窥究竟，相比频率的变化，电压的变化对温度的影响更甚。
接下来，笔者试验下电压不变，频率变化以及电压变化，频率不变导致的功耗差异。下面就通过不同频率运行时的功耗进行详细分析！
● 不同频率下功耗情况：
与频率对温度影响的曲线图相似，整体曲线呈平滑爬升趋势，最高值与最低值相差不大。在1.2GHz的频率差距下，待机/满载功耗仅增加了12/29W，从用户们使用成本上来说，若平台散热能力能够保证，建议大家超频使用。提升1.2GHz的代价仅是最多29W的电费。相信但凡是正常人都会对心动。
● 不同电压下功耗情况：
从图中可以看出，电压对功耗影响巨大，即便在3.2GHz固定频率下，1.4V下比电压比恒定在1.2875V 3.6GHz功耗还高出22W。且整体曲线呈快速上升趋势，电压对功耗的影响巨大。结合用户的实际使用情况，一些通路厂商出品所谓的超频主板通常会偷加电压来达到稳定的目的，但用户付出的是什么呢？那就是电费成本。
综合来看，功耗的线性变化和稳定的线性变化曲线相似，弧度基本一致，分析这样的结果不难验证功耗和温度是同比上升关系。频率、电压、功耗、温度，四者间的关系也不难锊顺。硅晶片功耗计算公式：功耗=C（寄生电容）x F(频率) x V2(工作电压平方)的原理同样适用于温度。
上面的4组温度功耗对比，实际上是通过相对理论的设置来表现电压与频率对功耗与温度的影响幅度。而用户的实际使用过程中，势必不会那样机械般地设置来使用电脑。
大家常说的超频，现在已经走入了一个误区，不少普通玩家甚至伪专业人士都会潜意识地认为超频就是加压提高频率，认为但凡是超频就是加高压。实际上这是错误的，对真正的超频玩家而言，寻找非常好的电压点是永恒的主题。那么何为非常好的电压点呢？通俗点说就是能够达到当前频率的最低电压值。
● 非常好的电压点与温度：
藉此，根据手中的QX9770体质，笔者通过实践证明的非常好的电压点，来告诉用户如何最大限度地，在最经济的前提下最大性能地使用电脑。
从图上所示，各个电压点的最高稳定频率，通过和QX9770基准状态下比较，INTEL对cpu的冗余量是很足的，默认状态为1.2875V，而3.2GHz的稳定状态，1.2V即可满足需要。在各组非常好的电压点中，1.3V 3.6GHz的组合无疑是性价比高的。
● 非常好的电压点与功耗：
温度表现尚此，那么功耗方面呢？还是把默认状态的QX9770做为参照物，默认状态下待机/满载92/169W，在非常好的电压点前显得能耗比十分不足。而各个非常好的电压点的比较，1.3V 3.6GHz的组合再次荣登能耗比榜首。其中不难看出，一味的盲目加电压是不可取的，intel官方的默认电压通常具有冗余量，用户不超频，完全可以将其降频。
● 从CPU封装看稳定性：
根据CPU的规格划分，除了缓存大小有优劣外，实际上也有电压的优劣之分，大家应该知道超便携电脑的价格非常贵，其中CPU的价格比重站得很高，里面采用的CPU就是intel特挑的超低电压CPU。在稳定的前提下，电压越低，对系统周边的负载越低，反映到功耗和温度上更低。对以硅晶体为材质的CPU而言，INTEL并不能保证每颗CPU的标准都一致，通俗来讲就是不能保证每颗CPU在同一频率下的电压值一定，势必有高有低，若个体之间差异较大，就会采用默认频率不同的封装（同一系列的高低型号，如大家常见的E7200、E7300），若个体差异较小，就会默认封装为一种规格，而为了保证每颗出厂的CPU稳定，就会在同一规格下，规定出一个适用所有CPU的电压值，一般这个值INTEL都会告知主板厂商，这样在主板识别出CPU后就会加载INTEL规定的电压值，保证每颗CPU都稳定。
● 一般用户如何使用PC：
CPU的封装情况，造就了CPU的非常好的电压点，intel规定的电压值，势必要保证每颗CPU都稳定，相信只要您人品不是很差，就不会买到必须规定电压才能稳定的CPU，往往我们的CPU都可以降低电压来使用。对一般用户来说，CPU保证稳定就好，这话不假，笔者的测试也都是基于稳定的前提下进行的。所以，即使是不超频，通过降压也能得到默认状态下的性能表现，而此时无论是温度还是功耗都有所下降。对一般用户来说，这就是一笔长期划算的投资。
● 性能级用户如何使用PC：
对追求性能的用户而言，默认频率下的性能总是不够用的，榨取更多的CPU性能是他们的诉求。而非常好的电压点的道理同样适用于此，看过笔者的测试，相信读者会对1.4v 3.8GHz的性能投来羡慕的眼观，但从能耗比上讲，此状态远不如1.3V 3.6GHz来的划算，200MHz的提升代价是将近40W的功耗，除了追求极限的玩家会采用这样的设置，想必绝大多数人更倾向于1.3V 3.6GHz的设置（比默认状态功耗提升不多，但性能提升明显）。在此，笔者的建议就是用户量力而行，追求最大程度的能耗比，而不是性能。
● 每个用户都需非常好的电压点：
市面上的CPU种类繁多，也有个体差异的情况，所以本文无法一一回答出非常好的电压点究竟是多少？但相信本文的思路能够给读者启发，让更多人更好地使用自己的爱机！
硅晶片功耗计算公式：功耗=C（寄生电容）x F(频率) x V2(工作电压平方)
无论是您使用什么CPU，什么主板，都有非常好的电压点，不论您超频与否，都需要非常好的电压点。不论是出于节能，还是出于性能目的，非常好的电压点同样适用！<
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