万卷书   首页 > 电脑书籍 > 硬件文章 > 谈超频对CPU的伤害
 
 现在,超频已经成为一种潮流,很多人买机器一定会想到超频。但有些人并不鼓励超频,其原因在於超频會降低 CPU 寿命或造成系统不稳定,然而这样的回答必定无法满足许多人求知的欲望,以下是做更深入的分析。

我想超频的好处,不用说大家都知道,就是「省钱」。现在的赛扬300A 跟 PII450 差价约 2XXX 元, 我知道赛扬的超频性能是很好的,虽然不是100%成功的。不过现在的商家一般都有卖包超450的赛扬00A,价格这贵那么几十元。而450MHZ的赛扬Mendocino的性能和同频PII相当。也就是说买赛扬300A 超到450马上赚2XXX元。

有部份的人并不鼓励超频,因为超频會使系统不太稳定。在超频的情况下,系统当机或发生错误的机率會增加,这的确是不争的事实,但这只是机率增加而已。我要说的是,一个超频的系统,我们还是可以把它搞得很稳定(如加压,开启L2和RAM的ECC等)。另一个人们不鼓励超频的原因是,超频所产生的高温會使 CPU 减低寿命,这是下面所要讨论的重点。

根據电子学理论,频率提高(如果稳定)对於元件寿命并不會有影响, 但是频率变高後,却會产生较高热量,例如,如果P133是12W的话, P200=12*(1+(200-133)/133)=18W,多出这六瓦在这一颗小小CPU里, 如散热不好将會产生极高温度,温度对半导体却是一大杀手,因为半导体对温度是一个正回授的感应,所以如果你超频的话,一定要加强机箱内的空气流通,以及CPU风扇的加强,保证等到下一世代CPU来临时, 你的超频CPU还是不會坏! (注:Si这材料本身就是一个很稳定的物质) 为了了解这个问题,我们必须先了解「超频」对 CPU 所造成的伤害。为什麼「超频」會对 CPU 造成伤害?

其实原因很简单,就是热(heat)。 超频會产生大量的热,使 CPU 温度升高,而引发「电子迁移」现象。而为了超频,我们通常都要增加电压使讯号更清晰,如此一来,产生的热又更多了。然而我们必须明白的是,并不是热直接伤害 CPU,而是热所导致的「电子迁移现象(electromigration)」在毁损 CPU 内部的晶片。

很多人说他的 CPU 超到烧掉,其实严格来说,应该是高热所导致的电子迁移现象所引发的结果。

Tom's Hardware 指出,为了防止电子迁移现象的发生, 我们必须把 CPU 的表面温度控制在摄氏 50 度以下, 这样 CPU 的内部温度就比较可以维持在 80 度以下,於是电子迁移现象就不會发生。电子迁移现象并非立刻就毁损你的晶片,他是一种慢性的过程,或多或少的降低你 CPU 的寿命,假如你让你的 CPU 持续在非常高的温度底下工作。

「电子迁移」属於微电子科学的领域, 在 1960 年代初期才被广泛了解,是指电子的流动所导致的金属原子移动的现象。 (electro-电子的,migration-迁徙或移动,此处翻成电子迁移,也有人翻成离子迁移或金属迁移,不管怎样,了解意义最重要)。

在电流密度很高的导体上,最典型的就是 IC (积体电路) 内部的金属导线(metal line),电子的流动會带给上面的金属原子一个动量(momentum),而使得金属原子脱离金属表面四处流窜,结果就导致金属导线表面上形成坑洞(void)或土丘(hillock),造成永久的损害。这是一种慢性的过程,一旦情况越来越严重,到期最後就會造成整个电流短路(short),整个 CPU 就宣告报销了。

「电子迁移」受许多因素影响,其中一个是电流的密度。电流密度越高,电子迁移现象就越显著。从 CPU 的发展史,我们可以发现,为了把 CPU 的 die size 缩小,IC 越做越小,线路做的越细越薄,如此,线路上的电流密度就变得很大,所以电子的流动所带给金属原子的动量就变得很显著,金属离子就容易从表面脱离而四处流窜,形成坑瑌或土丘。另外一个因子就是温度,高温有助於「电子迁移」的发生,这就是为什麼我们要把 CPU 的温度维持在 50 度以下(手摸起来温温的)。至於温度是如何影响「电子迁移」,有兴趣的朋友可以自己去研究研究。

由以上的分析,我们了解超频會对 CPU 造成伤害的原因在於高热所引发的电子迁移现象,所以只要我们做好散热,超频甚至一点危险也没有。

我并不是电子科出身的,以上的内容都是参考网络上的资料整理而得,所以或许會有一些错误,所以还望此领域的前辈或高手多多指教。

WanJuanShu