拒绝INTEL的阴谋 改造老845完美支持

    正如大家所知道的，近期Intel又出了一款与前系列CPU使用同一种封装形式的处理器，并且大言不惭地告诉用户：对不起，请为新的CPU升级您的主板。在我们的印象中，Intel干这种事情已经不是第一次了，而且干得越来越轻车熟路。上一次是在Socket370的平台上，Intel推出了性能优异的Tualatin处理器，然后告诉大家，原先支持Coppermine核心的PentiumIII的815EP芯片组主板已经不能支持新处理器了，请升级成815EPT。这次的事情则是发生在Socket478平台上，部分主板厂商早先发布的一些848，865芯片组主板不能支持最新的Prescott核心处理器。

    Intel之心，路人皆知。Intel频频地发布所谓“新”的产品，无非是希望用户多花几次钱升级硬件。

    4年前硬件发烧友成功地在815EP主板上，甚至在BX主板上点亮Tualatin。去年主板厂商也在无意中发现845PE和865P可以成功地“超频”成为FSB 800MHz的848P和865PE。而就在今天，我们将亲自为您揭开Prescott的秘密。<

    很抱歉，这不是卖关子，这个问题确实非常重要：如果我们压根不需要Prescott，那为什么要花那么多的力气去破解它？

    坦白的说，我们在这个问题上也犹豫了很久。因为mPGA478的Prescott处理器与原先的Northwood在性能上非常接近，而且支持Prescott处理器的主板已经遍布市场，有谁会故意买一块不支持Prescott处理器的主板破解出来用呢？但是去年网络上一张常见的推荐装机配置让我们找到了破解的理由。那个低端的配置是Celeron 2.4GHz+845PE的组合，相信还有不少的用户依然在使用类似这样的配置吧？

    Intel Northwood核心的Celeron系列和Pentium4系列处理器在价格和性能上都存在着较大的距离，而Prescott核心的Celeron处理器则恰好能够弥补其中的空缺。花更少的钱，不用换主板，获得性能的提升，这个理由足以促使我们着手对主板进行改造。

 采用新工艺的Celeron处理器，目前为市场上比较走俏的产品

    因此，我们的建议是：如果你使用的是性能平平的Northwood Celeron处理器，Prescott Celeron将是性价比非常好的升级选择；而如果你正在使用的是Pentium4处理器，我们则不建议你这么做。

    有必要提醒的是：破解即意味着机会和风险，是否真的需要Prescott，大家还是三思而后行。
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    845主板“支持”Prescott处理器的理论依据

    *Intel 845北桥芯片组能够支持Prescott处理器么？

    我们知道，Intel并没有因为Prescott处理器而在芯片组上作任何的改动，由此可见，是否支持Prescott与北桥芯片组无关。而我们查阅了Northwood与Prescott处理器的引脚定义，发现它们的引脚，尤其是信号引脚的定义和位置几乎完全相同。也就是说，如果能成功点亮Prescott，它在较早的主板上应当可以正常工作。

    当然，最好的证据是，许多主板厂商已经推出了可以支持Prescott处理器的845系列主板。

    *主板的BIOS识别不出Prescott处理器怎么办？

    在开机的初期，BIOS将做一系列的初始化工作，这部分工作的确可能会影响到正常的开机，甚至可能会影响到系统运行的稳定性。但这个问题我们暂且搁置在一边，一则是我们对此也无能为力，二则是凭借以前经验来看，BIOS并不是最大的破解障碍。

    *845主板能提供Prescott所需要的电压么？

    主板会根据Pentium4处理器上几根VID（Voltage Identification Definition）引脚的0/1相位来判别这块处理器所需要的VCC电压（也就是我们常说的CPU核心电压）。

    （注：VID引脚的高电位代表1，低电位代表0，下文会对相关的问题作更具体的叙述。）

    不过在这里，Prescott与Northwood处理器的VID引脚略微有些区别。

    Northwood处理器的VID引脚是5根VID[4:0]（VID0到VID4）。

    而Prescott处理器的VID引脚则是6根VID[5:0] （VID0到VID5）。

    上面这两张表格看似复杂，但是只要仔细对照就会发现：VID[4:0]定义的电压变化是每0.025V一个档次，而VID[5:0]定义的是每0.0125V一个档次，也就是说Prescott处理器所多出来的VID5这根引脚的作用只是把原先定义的电压值进一步细分。

    比如：在1.4V电压的定义上，Northwood处理器的VID[4:0]的情况是：

    而Prescott处理器的VID[5:0]的情况是（请注意：从VID0到VID4的相位并没发生改变）：

    因此，在VID0到VID4这5根VID引脚0/1相位值一致的前提下，VID5的变化只会让CPU核心电压变化0.0125V。也就是说，如果只支持Northwood处理器的845主板给Prescott处理器供电的话，虽然老的主板只能判断5根VID引脚的0/1相位，但是从理论上来说，主板的供电误差不会超过0.0125V。这个误差并不影响处理器的工作，而且我们可以通过CPU核心电压的调整作一定的修正。

    *老的845主板只支持VRD9.0，不支持VRD10.0电源规格怎么办？

    Intel的VRD10.0电源规格中明确地提到了与之前VRD规格所不同的地方：
    1：增加了动态VID功能：根据CPU的要求改变VCC电压
    2：Power-Good的定义更为简单
    3：新的VID定义
    4：VRD过热探测和保护功能
    5：VCC过载保护功能

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    我们不妨来分别对这几项条款进行分析。

    1：所谓动态VID技术，就是PWM可以实时根据CPU的需求来改变输出的电压。一方面，处理器在高负荷运行时，要求PWM能够提供稳定的电压输出，另一方面，CPU在低载荷时，动态调节CPU的电压也可以有效地降低CPU的能耗和热量。

    对于我们DIYer来说，节能是次要的，旧的845主板也根本不会去理会Prescott处理器唧唧歪歪的“节能”要求。我们更关心的是在CPU高负荷下，我们的845主板是否能经受得起考验。

    我们仔细分析了VRD9.0（下左图）和VRD10.0（下右图）的载荷曲线Load-Line，而后我们发现CPU载荷在70A以下电流时候，两种VRD规格对标准VCC的电压要求非常接近，我们同时也相信，对于一些10mv级别的电压误差Prescott处理器也完全能够接受。在后文中的测试也确实证明了这一点。

    2：所谓Power-Good信号，简单的说就是：一个设备告诉另一个设备——喂，我准备好了！这一条款对我们可以暂且将它忽略。

    3：就是上文中我们所提到的VID[5:0]和VID[4:0]的区别。

    4：以前的VRD规范中同样也具备过热保护的功能，VRD10.0只是在一些非常微小的细节方面做了改动，这一项条款我们也暂且忽略。

    5：和上一条款类似，VRD10.0对于VCC过载保护的要求更细化了一些，比如电压波动曲线的毛刺范围和时间等等。

    从我们上面所收集的资料来看，Prescott处理器在旧的845主板上运行并非全无可能。只不过Prescott处理器对主板的要求，尤其是对主板电源规格的要求更为“挑剔”一些。因此我们也建议：一块做工上乘的845主板和一个电流输出纯净的电源是破解的首要保证。而功耗和发热量相对较小的低频Prescott核心Celeron D处理器，如2.4GHz（FSB 533MHz）则是破解的首选。<

    我们的计划是只要让845主板把Prescott处理器误认成Northwood处理器即可，但事实上并没有那么简单。因为大家都知道，Prescott处理器在旧版本的845或者865主板上压根点不亮！要验证上面我们所分析的理论，必须先让Prescott处理器跑起来。

    如果在旧版本的845或865主板上插上硬件诊断卡，大家就会发现Prescott CPU根本没工作。我们用万用电表的电压实测也证明了这一点。VCC引脚的电压为0，而VID0到VID4这5根VID引脚全都处于高位（1），从上面的VID列表中可以查到，这样的VID定义是“VRM output off”。

    然而VCCVID引脚的1.2V供电却完全正常。

    这一现象可以解释为Intel保护Prescott处理器的一个措施——让CPU先鉴别主板是否支持它。如何跨过这个“门槛”就成了我们破解的关键。

    不得不说的DIY知识

    要分析Prescott处理器无法工作的原因，必然会牵扯到一些计算机硬件的工作原理部分，而这部分和以下破解动作也息息相关。我们也希望大家读完这篇文章后所获得的更多的是破解过程中所学到的知识，而不只是一个简单的结论结果。

    运行BIOS程序并不是电脑开机的开始，在此之前，计算机会作一连串硬件动作，其中最主要的就是一连串“Power-Good”（简写PWRGD）的过程。

    给CPU供电的电压也不仅仅是核心电压。我们在前文中说到，CPU的核心电压是由5到6根VID引脚0/1相位所决定的，而CPU要产生VID引脚的高低电位，主板必须事先给CPU供应一个VCCVID的电压。因此，VCCVID电压必定在VCC之前生成。供应VCC电压的电气元件称之为VCC VR（Voltage Regulator），相应的，供应VCCVID电压的电气元件称之为VCCVID VR（Voltage Regulator）。

    我们来看下面这张主板供电次序图表。

    用户打开主机电源供电后，VCCVID VR就会给Pentium4 CPU供应一个1.2 V VCCVID电压。VCCVID VR在1ms-10ms（电压稳定时间）后给VID_Good逻辑单元打一个信号，VID_Good逻辑单元随即发出一个VID Power-Good的信号给VCC VR，这个VID Power-Good的含义是告诉VCC VR：VID电压已经准备好了，你可以去读CPU的VID引脚电位了。这时候VCC VR就去把CPU的VID引脚所包含的“电压密码”（VID[4:0]）破解出来，然后产生一个CPU所需要的电压。做完这一步后，VCC VR会发一个VRM Power-Good的信号给南桥：喂，CPU已经上电准备好了！此时南桥要等到系统中所有硬件设备都给它发出这样的“Ready”信号后，才让CPU做复位：该你开始干活了！于是CPU就正式开始它的第一件工作——读取BIOS中的第一条指令。

    以上的这些动作看来复杂，其实都在眨眼间完成。我们上面所遇到的问题就是VCCVID电压已经产生了，但是VCC VR读到的是VRM output off的信息，因此不给CPU供电，以下的过程当然进行不下去了。
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    Northwood与Prescott处理器引脚定义的区别

    Intel定义引脚位置的命名方法是将478根引脚看作是一个方阵，行用阿拉伯数字表示，列用字母表示，这样确定了第几行和第几列就确定了这个引脚的位置。

 Prescott处理器引脚布局的图表（局部）

    举个例子：如上图所示，最左上角那根引脚的定义是SKTOCC#，它的位置命名就是AF26。

    如果我们仔细对照Intel两款处理器的引脚定义，我们就会发现它们之间还是存在着一些细微的区别。而正是这些细微的区别导致了我们Prescott处理器的罢工。我们经过分类判别后，将注意力集中在了以下这几个引脚：

    以上这些引脚定义多为单词或词组的缩写，它们准确的定义是：

    正因为我们手中较早版本的845主板均严格按照以前Northwood处理器的规格进行设计，当“喜新厌旧”的Prescott CPU“察觉”到主板过老时，就立即罢工了。我们要成功点亮Prescott就是要在这几根引脚上做文章。
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    纸上谈兵——理论上的破解方案

    AD1――BOOTSELECT

    BOOTSELECT引脚的作用让VRM来判别正在使用的处理器究竟是Northwood还是Prescott。判断出来后，再采用不同的VID规格来给CPU供电。

    我们所要改造的845主板并不支持VRD10.0，也就是说并不支持上面所说的这个功能，但是我们也不能把它忽略。

    这是因为：在Northwood处理器中，这根引脚的定义是VSS，也就是说，开机时Northwood这个引脚上并不存在或只存在非常小的电位（对于地的电压差），然而Prescott处理器为了把自己和Northwood区别开来，必须在这个引脚上产生一个比较高的电位，这样才能够让VRM识别。如果我们把Prescott插在较早版本的845主板上使用，由于老主板Socket槽中这个引脚位置设计的是VSS接地，Prescott处理器这根引脚的电位会直接被拉低到0，这势必会影响到处理器内部的电路。

    因此我们即使用不到BOOTSELECT这个引脚，我们也要把它单独屏蔽出来，不能让它直接接地。

    AD2—VIDPWRGD

    这根引脚的作用是激活VRM，但正如我们上面所说的，我们所要改造的845主板并不支持VRD10.0。所以，845主板上的VRM并不需要来自这根引脚的信号也能工作。

    不过和AD1引脚所不同的是，在老主板上，Socket槽AD2这个位置是空接，因此我们只要不动它就可以了。

    AD3—VID5

    我们在上文也提到过这根引脚，我们的计划依然是：让它空接，依靠前面5根VID引脚标识出CPU所需要的核心电压。

    AF3—VCCVIDLB

    Intel在Prescott的白皮书中只是说需要给这个引脚供应一个1.2V的电压，我们尚找不到这个引脚更详细的资料，不过我们认为这根引脚应该与上文所提到的BOOTSELECT和VIDPWRGD有关。

   它在老主板上会处于“空接”状态，我们需要想办法给它供给一个1.2V的电压才行。

    AE26―― OPTIMIZED/COMPAT#

    在Intel发布的新版本的865/875/848设计指导书中，Intel建议将这个引脚设计成“空接”。因此同BOOTSELECT一样，我们也需要想办法将它屏蔽。

    除了以上所提到引脚之外，Prescott处理器还有个别引脚与Northwood存在着差异，比如AA20，AB22等。但是出于这些引脚重要性和破解可操作性的原因，我们暂且把它们忽略，先看我们的试验是否可以成功。
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    破解实战

    如上面所说，我们一共要改动的3根pin脚：即屏蔽AD1和AE26，AF3需要供应1.2V电压。

    我们先来看AF3。大家千万别被“供电”这两个字吓倒，我们只要从主板其他正好是1.2V电位的地方借一点电来就可以了。那么这个具备1.2V电位的地方在哪里呢？前面我们说过，开机时候，主板会给CPU供应1.2V的VCCVID电压，这个电压的输入位置就是Pentium4处理器上VCCVID引脚，而VCCVID引脚就是“住”在AF3的隔壁！VCCVID引脚的位置是AF4！

    呵呵，这下是不是简单了？我们用导电银漆直接把这两根pin连起来既可。

    为了防止操作意外，我们事先用一些细的导线（比如连接声卡和光驱的音频线）外层的绝缘皮做了一些小套管，将AF3和AF4周围那些引脚全都套住。这样做有两个好处，一是可以明显地标识出AF3和AF4这两根引脚的位置，以免出错；二是可以防住绝缘漆涂得过多而短接到其他引脚。

    导电银漆的用量只需要连通两根引脚即可，干燥后目视应该基本看不出导电银漆的厚度。决不能出现一“坨”东西堆在那里的情形。而超出范围的导电银漆最好用针头剔除。

    等导电银漆完全晾干以后，可以用万用电表测量一下这两根引脚之间的电阻，如果成功的话它们之间的电阻值应当为0或者很小。

    好了，AF3搞定了，再让我们来看AD1和AE26。我们的目的只是把它们与主板屏蔽开来（绝缘），但这个操作的难度反而要比涂导电银漆还要大。我们曾尝试着用电器专用绝缘油漆覆盖着两个引脚，但是试验了十余次以后我们放弃了这个计划。因为绝缘油漆很难完整地覆盖细小的引脚表面，留一点空隙出来就达不到绝缘的目的。
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    剩下唯一的办法就是破坏性操作了。

    在这里，我们选择的破坏对象是主板而非CPU。理由有三：第一，主板改造后，万一支持Prescott处理器失败，原先的Northwood处理器依然可以在改造后的主板上正常使用；第二，破坏处理器必定会失去质保机会（导电银漆可以用工业酒精擦去不留痕迹），而破坏主板则可以做到非常隐蔽（嘿嘿）；第三，万一破解失败，破坏后处理器几乎成为废品（AD1和AE26这两个引脚在支持Prescott的主板上起着很重要的作用），因此我们坚决不赞成砍断针脚的做法，砍断针脚无异于“欲练神功，挥刀自宫”。

    主板上的CPU插槽中，与每一个引脚的位置对应的是一个“V”字形的小铜片。我们安装处理器时，CPU针脚先是插进“V”字形的开口处，然后平移到“V”字形铜片的底部以达到紧密接触的目的。为了让引脚和主板绝缘，我们只有把与AD1和AE26位置相对应的两个“V”字形的小铜片剔除。

    动手之前，请务必再确认一下，所要改造的主板确实是不支持Prescott，否则原先的支持会被改成不支持。

    先用细小的平口螺丝刀小心地从边缘撬开CPU插槽的上表面，找到CPU插槽上的AD1和AE26这两个位置。

    然后选一把大小合适的尖头镊子，小心地把“V”字形的小铜片挑出来。同样的，我们可以用万用电表来检验操作是否成功：找一根针头插进改造过的引脚位置，然后测量它与主板上其他接地位置（主板上的螺丝孔和连接背板的金属部分均为接地）之间是短路还是开路。

    需要注意的是：主板上CPU插槽中，引脚与引脚之间的间隔非常脆弱，因此操作时千万注意用力的大小，角度和方向，否则万一破坏到其他的“V”字形小铜片将很难修复。另外，千万别让挑出的小铜片散落在主板其他的位置，以防意外的短路发生。

    以上所有用的工具仅仅包括：一把镊子，一个针头，一个小平口螺丝刀，一个万用电表和一点点导电银漆。

    好了，剩下的工作就是把主板CPU插槽复原，等待开机试验。<

    开机试验

    开机试验时，硬件诊断卡，万用电表还是应当必备的工具。

    我们改造所用的主板型号是AOPEN的AX4PER-GN，一块普通的845PE主板。插上Prescott核心的Celeron D后，第一次开机，硬件诊断卡显示CPU已经开始工作（一阵兴奋），于是我们赶紧从主板的供电电路部分测量CPU实际电压，比标称值略微偏低了点，但没有关系，至少是安全的电压。但是CPU工作后BIOS程序运行到C1就停住了（一阵紧张），硬件诊断卡显示C1的意思是内存错误，于是我们赶紧关机换内存，但系统还是停在C1！凭着以往的经验我们试着按一下Reset，主板重起，C1居然过了！然后是正常的Post过程，系统自检通过开始进操作系统！等我们再次确定CPU的电压和温度正常后，我们试着循环运行3Dmark测试程序，半小时后我们终于可以松一口气：改造终于成功！（事后证明这个担心纯属多余，因为尔后的所用测试程序全都一气呵成，甚至这台“破解”后的系统在超频测试中也表现非常稳定。）

    每次开机要按一下Reset的确有点美中不足，但是后来我们还是通过升级BIOS解决掉了“开机当在C1”的bug。也由此证明了，主板BIOS对支持Prescott处理器还是会起到一定的作用。（注：经我们查实，AX4PER-GN有多个硬件版本，我们改造的主板属于较早购买的，不支持Prescott的那种。该型号主板中只有最后一个硬件版本的才能支持部分的Prescott处理器，因此我们升级BIOS其实是把后期版本的BIOS“借”用了过来。）

    后来我们也就此问题请教多位汇编高手后，大致得出了一个结论：“开机当在C1”的bug很可能是由于开机时BIOS对部分寄存器填写错误所导致。而对这个问题寻根究底的话恐怕就要追究到Intel最早的mPGA478的Pentium4处理器：Willamette。BIOS对Willamette与Prescott的倍频的检测方法不同可能是造成当机的主要原因。我们不妨把这一现象称之为Intel的“代沟现象”：大家知道，市场上支持Prescott处理器的主板几乎都不支持最早的Willamette处理器，而支持Willamette处理器主板也几乎都不可能支持Prescott。类似这样的事情，早在mPGA370的平台上就发生过。
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    测试软件和平台

    既然我们上面所有的努力都是为Celeron升级用户而准备，因此我们的测试也围绕着升级前后的性能对比而展开。

    Celeron D（Prescott核心）处理器的性能尤其是超频的性能相信大家已经早有耳闻，因此我们特地作了超频部分的测试。让我们感到惊喜的是，我们这次拿到的零售版Celeron D 2.4GHz处理器在不加电压的情况下成功地上到了166MHz外频，而且毫无迟滞地跑完了所有的测试程序。（在此，我们要特别感谢位于太平洋一期318室超频地带给予的大力协助和支持。）

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    测试成绩

    Business/Multimeida Content Creation Winstone 2004

    Business和CC Winstone 2004测试模拟了常用办公和多媒体软件的实际运行和操作，这项测试一直是Intel拉开Pentium系列和Celeron系列性能差距的最好体现。然而，在性能优异的Celeron D面前，Pentium4只剩下了10%左右的性能优势，而超频后的Celeron D更是依靠FSB的优势大放异彩，Northwood核心Celeron的性能则实在不敢让人恭维。

    PCMark2004

    在PCMark2004的测试中，超频后的Celeron D再次以明显的优势领跑，而Pentium4还是无法拉开与同频Celeron D间的差距。<

    3Dmark03

    3Dmark2003的游戏测试比较真实地反映出显卡自身的性能，因此4款处理器在游戏测试的成绩中十分接近。而在依靠软件3D加速的CPU测试中，Pentium4的成绩虽然还是落后于超频后的Celeron D，但总算是挽回了一点点颜面。

    3Dmark2001se

    在依赖CPU性能较多的3Dmark2001se测试成绩面前，Northwood核心Celeron的“疲软”本性再次暴露无遗。

    AquaMark3

    Pentium 4的浮点运算优势开始逐渐体现出来，让我们感到惊喜的是，同频Celeron D的成绩依然紧紧咬住Pentium 4不放。
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   Quake3

   在3D游戏中跑桢数依然是Pentium4的强项。

   CPUMark 99

   可能是管线级数过长的原因，Prescott系列的处理器，包括Prescott Pentium4，在运行CPU Mark99这个测试程序时都一直不占优势。

   Supper Pi

    这次让我们惊讶的不是Celeron D的性能之好，而是Northwood核心Celeron的耗时之长。<

    SiSofware Sandra 2004

    CPU Arithmetic Benchmark

    CPU Multi-Media Benchmark

    Memory Bandwidth Benchmark

    SiSofware Sandra 2004是Northwood核心Celeron唯一能“贴近”其他处理器的测试项目，而Celeron D还是被管线长度所拖累。
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    测试结论

    以上的测试成绩已经是体现Celeron D性能较好的证据。从Northwood核心的Celeron升级到Celeron D，性能的提升甚至可以有高达50%，而升级到Pentium4也不过如此而已。目前，我们测试所用的这块Celeron D 2.4GHz在市场上的售价大约是700多元人民币，而随着时间的推移，我们相信Celeron D定位价格会逐渐降到同频Northwood核心的Celeron的百元差价以内。届时，Celeron D的高性能和可超频性将是非常良好的
升级选择。

    不过我们的升级计划还存在一个很大的障碍，那就是主板——Intel一如既往地把我们这些老主板用户无情抛弃。既然Intel不肯给我们免费的午餐，那么我们只有自己动手破解。

    未完的结局

    4年前的一幕似乎又在重演，图拉丁在发烧友的心目中的地位依然没有消退，Celeron D或许就是下一个性价比的神话。

    Intel和AMD正走向两条不同的道路，在个人电脑架构前景还不明朗的时候，选择就变得尤为的重要，至少，我们应该把选择的权利牢牢掌握在自己的手中。

    关于老845主板支持Prescott的破解暂告一个段落，我们的试验也只是刚刚开始。就我们最新的进展来看，不同频率类别的Prescott处理器之间似乎还存在着一些微小的差异，而更多845芯片组和主板等待着我们去发掘和验证。理论只是纸上谈兵，自己动手DIY才是唯一的王道。

    技术知识并不是高不可攀，事实上，本文中所有提到的白皮书资料都能从Intel官方网站自由下载。关键是你愿不愿意把想法变成现实。因此，我们也希望有更多的硬件发烧友加入到DIY的实际行动中来。

    后续制作中，敬请期待。

    编后：可以看出，在这篇文章中，我们可以看出作者花费了很大的心血最终完成了对老845主板支持Celeron D处理器的破解改造。这对于目前数目庞大的845用户来说将会是一个福音！不过破解改造牵涉到质保的问题，而且难度也高，所以我们并不建议动手能力不强的用户效仿。不过，对于电脑应用，有这种DIY精神是相当难能可贵的！钻研以及创新的精神是所以电脑发烧友所值得学习的。该文作者目前正在进行更为详细地Celeron D和老845主板的完全“兼容性”测试，希望能够给老用户真正带来一份升级的捷径！
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