江陵肃爷爷是谁通俗的来讲,CPU可以看作由几十亿到上百亿个小开关组成的。开关切换的速度f决定了计算机的性能。为了高性能,必须提高开关速度f,这才是大家关心的。而V则因为省电的原因越小越好。那么多小才是真的小呢?
我们这里要引入门延迟(Gate Delay)的概念。简单来说,组成CPU的FET充放电需要一定时间,这个时间就是门延迟。只有在充放电完成后采样才能保证信号的完整性。而这个充放电时间和电压负相关,即电压高,则充放电时间就短。也和制程正相关,即制程越小,充放电时间就短。让我们去除制程的干扰因素,当我们不断提高频率f后,过了某个节点,太快的翻转会造成门延迟跟不上,从而影响数字信号的完整性,从而造成错误。这也是为什么超频到某个阶段会不稳定,随机出错的原因。那么怎么办呢?聪明的你也许想到了超频中常用的办法:加压。对了,可以通过提高电压来减小门延迟,让系统重新稳定下来。
也就是说,为了省电,要降低V,但为了稳定达到数G的主频,而不得不提高电压V到一个可以接受的最小值。
P代表能耗。C可以简单看作一个常数,它由制程等因素决定,制程越小,C越小;V代表电压,和P是二次方的关系;而f就是频率了。可以看出同频下,功耗和电压是二次方的关系,可谓影响巨大。
从上文我们可以得到结论,一个频率(一般100Mhz(BCLK)步进)对应一个最小电压,否则就不能稳定的工作。这个对应关系表存储在硬件中,每一批出厂时都设置成一样的。它的表现形式是对于Vcoremax的一个偏移量,存在VR中。它与EIST和睿频都有关系。
正因为每批CPU都一样,而CPU的体质又有细微区别,所以这个值对单个CPU并不是最优的。而缺省的值是保证所有的CPU都可以工作的最差值,往往对单个CPU有不少调整空间。
降压会影响CPU寿命吗?答案当然是不会了,温度高是CPU寿命的凶手,高温高电压会加速失效。如图:
粉色的曲线是高温曲线,黄色是正常温度,而蓝色则是配备了好的散热系统。可以看出高温和高电压严重影响了CPU的失效率。这也是为什么超频后不再享受质保的原因。
降压全部都是好处吗?当然不是,有可能产生运算错误。如前面介绍频率和电压的关系中所说,频率和它相应的门延迟需要一定的电压来保证。电压低了,翻转太快会造成门延迟跟不上,从而影响数字信号的完整性,从而造成错误。原来出厂时的电压一定没问题,但你设低了就不一定没问题了,随CPU的体质不同,可以设置的范围也不同,可以自行根据情况摸索。
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以前,我在贴吧发过有关调整显卡核心电压的教程,现在虽然已经不适用,但至少证明了现有的硬件电压,其实是有冗余空间的:
【图片】【教程】提取修改VBIOS(整合与非整合版)【准系统吧】_百度贴吧
比如,GTX960M显卡,最高频率1202MHz,核心设置的安全电压是1.187V,根据频率-电压的boost频率对应表以及显卡自身的体质,确定某款显卡实际最大的频率是多少。
实际上GTX960M降压到0.95V,都可以稳定1202MHz(当然不代表全部,但1V电压是肯定都可以)。而发热跟电压关联度更高,所以温度就有明显的改善。
而厂商为了能够尽快生产上市,它们就会将这些差异统一化,在一个合格的范围内,统一设定为一个“安全电压”,这个电压保证不会出现问题。
一般来说,睿频时的电压是冗余很大的,这段可以有较多操作空间,但是待机时的电压可就不是了,尤其是那些低压的CPU,待机本来已经很低了,你再一降,可能高负载下很稳定,结果待机放一会蓝屏了。
3代以前的电压,是睿频时额外加压,像我以前用的台式机,CPU是QB5U,3代i7工程样品,默认频率仅2.2GHz,不锁倍频,超频时我就可以精确的调节睿频时所需要的电压,+0.117V就可以到4.2GHz稳定,而待机时仍然是原来的电压。真希望现在的U也能这样,降压就轻松多了。
所以说,Intel定的这个电压,实际上就是给这种极端负载场景准备的,这个时候电压不够高就会GG。如果你用不到,降压多点还是可以的。
有些机器是可以将自动电压改为固定电压的,典型的就是华硕GX700和GX800。这俩机器,装水冷后就是固定电压,前者1.35V后者1.28V,烤机降的太狠,虽然电压看起来固定可以稳定,但实际没什么好事,除非你是极限超频玩家,不知道什么是节能什么是寿命,一般玩家还是用自动电压比较好……
反正最后,降电压不如直接降频来的实在,我现在用的雷神dino,CPU热不说风扇还吵,最后就是取消了睿频然后降风扇转速才保持了正常使用(当然也降了一点电压)
同频情况下满载功耗受电压影响很大,降压效果很明显。但是不是所有笔记本都支持电压调节,有些是不开放调节功能的。再者,如果碰到大雷体质的CPU降压会不稳定。
前段时间我撰写了一篇关于通过降压降低发热来达到增强性能、降低功耗以达到更长续航的文章,文末交代:“.网上有传言说长期降压使用会导致cpu缩缸,也有人说不会,......,如果得到准确的答复,我将另开一贴详论此事。”现已得到多方消息,我将其汇总给各位吧友呈上。
还是那句话:本文纯手打,如有转载请注明出处。更新可能较慢,烦请大家理解。其间有大量英文(国外大佬的话),我会提炼其中的精华,将其用人话阐释出来
(一)我与Intel美国总公司在其官方技术论坛上的对话(英语不好大佬别笑):
我:我发现用XTU降压i7-8550u有XX、XXX、XX......等一堆好处,但是降压对cpu有伤害吗,会缩缸吗?
3.OEM自己会cpu,你不懂别瞎玩(mdzz,OEM你就不提风险了,我自己就说风险大,说的好像OEM就会按你的设定玩一样,你说TDP是15W,X1的TDP不照样拉到了29W吗?)
我:1.我知道XTU是专门设计给带K的处理器用的,但你看我不照样可以在8550u上调电压吗?
牙膏厂:1.我TM再说一遍:XTU是专门设计给带K的处理器用的,不带K的不要瞎用!自己作的死出了事要自己负责!!!
2.有”可能“会有系统不稳定,死机,性能,硬件的问题(注意原句的“can”这个词用的很微妙,其表示客观的可能性,这话说的简直和天朝外交部有时说的话一样,等于没说)
我急了:你就告诉我适当的(不影响系统稳定性的)降压对8550u的体质和寿命TM到底有没有影响与危害!!
Intel为什么不愿意回答我最关键的这个问题,请大家自己做出判断。我本以为这事情会不了了之,但是这时论坛里有位叫N.Scott.Pearson的大佬开始帮我了,这个N.Scott.Pearson是谁呢?我查了一下:他是一位刚从INTEL退休的高级软件工程师(牙膏厂内心OS:***雇佣了你大半辈子,现在你退休了开始给我捣乱了啊?!),算是个大佬,同时他也就“为什么Intel不愿意回答我最关键的这个问题”做出了分析。(这是他的领英:)
N.Scott.Pearson:牙膏厂是不会理你的,所以由我来捅他一刀子#(滑稽)。给cpu加压对u的体质和寿命是有影响的,但是降压对u的体质和寿命毫无影响(只要别让系统不稳定出幺蛾子就行)。
我知道,可我就是要牙膏厂他看着♂我的眼睛♂,亲口认真的许诺我#(委屈),说没(他)有(爱)影(我)响我和我的基友才放心
你活在梦里(他根本就不♂爱♂你),牙膏厂官方态度是不支持、不允许超频的,所以他也不会允许你对他的cpu做任何电压上的改动
从N.Scott.Pearson的回答基本可以看出,降压是不会损害cpu的。可是他毕竟是高级”软件“工程师,再说一家之言不可信,兼听则明,我在知乎搜索一圈之后发现一无所获(说实话某乎真要谈学术问题却反而没人),于是就求助于Quora(现在好像也被墙了)。在Quora上得到了一位叫Paul Ledak的回答,这个Paul Ledak是谁呢?我又查了一下,他是IBM的全球微处理器制造部门的副总,2015年刚刚退休,这位可以说的上是巨佬了。(他的领英:传送门:)
回答很长很长,我将有用的信息提炼出来并翻译成人线.降压对硬件完全安全无害,降压损坏cpu的说法是完全不存在的。
2.处理器制造的时候是将一堆处理器一起制造,造完后跑个分测试一下,发挥优秀的u贴上i7的标签,发挥平庸的贴上i5的标签,发挥差的次品就贴上i3(逃。。。。。。)
5.关于cpu老化缩缸的讨论:结论:降压反而会保护cpu,使其老化速度减慢
壹.降压会降温,降温可以减少”热循环失效机理“( thermal cycling failure mechanisms)(我也不知道这是什么,似乎和电路焊接有关)
贰.降温可以减少”电极失效机理“(electrode failure mechanisms)(降温可以大大减少高速运动的热电子闯入cpu中的逻辑门电路的几率)
pro:壹.降温,缓解笔记本电脑发热,使其能满血不撞温度墙运行很久(增强性能)
壹.完全没有必要为了保护u而降压,毕竟一般u都能用十年以上,没到那时你就想换电脑了
不得不说,西方人写作的逻辑性可真强,我随便一概括就是好几层小标签互相嵌套,真是严谨而明了
1.xtu软件直接控制硬件,请谨慎使用,cpu烧坏,主板boom需自行负责
2.仅建议18岁以上完全民事行为能力人操作(试想把父母单位工作站烧坏的后果)
3.操作xtu之前请保存您的一切工作、作业、作品,因为随时都有蓝屏或主板hold不住断电重启的危险
4.最重要的是:千万不要让熊孩子、电脑小白、你的仇敌接触你的xtu(不要问我为什么!!!)
使用xtu对cpu适当降压可以相当大的提升X1 Carbon 2018的cpu(至少对我而言)
室温24度,使用笔记本电脑架将X1 Carbon 2018架起,原装硅脂(估计日后换暴力熊说不定有更大提升)
1.温度激进:温度墙为97度,短时间睿频tdp为29w,28秒后切换为长时间睿频tdp,长时间睿频tdp为25(还是23)w。(全文讨论前提为BIOS版本1.23版,1.25版通过限制cpu功率来限制机身温度,性能有较大损失,所以我费尽心思又从1.25版降回了1.23版)
由(二)可知:默认的处理器策略有温度墙与功耗墙,功耗墙可以用xtu解锁,温度墙不能(不知道哪位大神会解锁温度墙,我想请教请教尤其是某些老电脑动辄60度70度不到的温度墙着实有点恶心)解锁,但是因为X1 Carbon 2018的温度墙极高因此只要降低发热就能够提升性能,而适当的降压可以降低发热,节能(增加电池续航),从而提升性能
1.解锁tdp:将短时、长时tdp全部调为无限(就是让8550u撒开腿跑#(滑稽)),电流一项我为了保护cpu没有动,懂行的睾级♂丸家可以调一调说不定有奇效
2.降压:降压的目的是削减发热,不同体质的cpu可以降压的空间不同,就看你手上的这颗是大雕还是大雷了。一点点将电压降低(此处应有数次直接黑屏,蓝屏,花屏后系统奔溃),直到降到可以保持系统稳定的最低电压再进行压力稳定性测试,推荐prime95测试2小时通过压力稳定性测试后烦请再将笔记本拔下电源关闭所有程序回到桌面进行“空闲测试”两小时(有人可能要问我为什么。就拿X1 Carbon 2018为例:插上电源,cpu即使在空闲情况下都会自动睿频到3.9GHz,拔下电源cpu空闲情况下直接掉落到0.8GHz,而睿频全满是的电压是有水分的,当拔下电源cpu降频省电时的电压基本是最低电压,只有在这个电压稳定才真能保证系统稳定)通过后,恭喜,这就是您cpu的最低稳定电压。
1.仅解锁tdp(功耗墙):国际象棋下cpu频率上升到3.28GHz,对比倍数为26.79(咦,怎么提高不大?)。cpu功率由29w起跳渐渐稳定在25w。全程顶着97度跑。
2.在解锁tdp的基础上降压:经过一段时间的摸索♂与♂练习我的8550u的最低稳定电压为降压-0.125V(不知道算大雕还是大雷)在这种情况下,cpu-z跑分直接冲上了2300+,最终稳定在2050+(进步惊人)。国际象棋下cpu频率更是上升到3.71GHz,对比倍数为28.58(可怕)。而cpu功耗竟然直接从39w起跳经过一分钟慢慢降到了25w(由此看来25w是X1 Carbon 2018的长时间散热能力的极限)
家里还有台联想昭阳K2450,i5-4200u处理器降压只能降-0.095V不到(难道是因为i5体质比i7差?)经过同样的处理tdp从13W#(喷)起跳,不过稳在13w,温度墙好像是65度#(喷),除了省电,这么折腾几乎卵用没有#(狂汗)。(哦对了,cpu-z跑分为630#(滑稽),看看就好)。
1.所以这种方法适用于发热大的8代u与OEM温度激进的组合,而美好的X1 Carbon 2018就恰巧是这样的组合
2.网上有传言说长期降压使用会导致cpu缩缸,也有人说不会,我已就此事以美国人的身份咨询了INTEL美国总部(主要是怕英特尔也像LENOVO一样美帝良心),目前只收到了一些表态十分模糊的回复(就像有时候的天朝外交部一样),我正进行进一步的追问,如果得到准确的答复,我将另开一贴详论此事。
X1 Carbon本就是超极本中的标杆产品,可一直被人诟病cpu性能捉鸡,有了8代u与xtu的加持X1 Carbon 2018可以称得上是超极本中的性能怪兽
本于敬业精神,我上网了解了主张降压缩肛的网友理由,大多数人的解释是P=U×I,在功耗不变的前提下,电压降低电流就要增大。
但他们忽略了降压同时会降低功耗,并增加半导体电阻。半导体伏安特性曲线电压和电流正相关,降压的同时电流也会降低。这意味着
:由于传输电流的电子将动量转移,与PN结碰撞会引起PN结在半导体中发生位移。在大电流密度的情况下,电子不断对PN结进行冲击,冲击力超过了PN结之间的排斥力,就会使PN结逐渐移动而造成半导体自身的不断损耗。在半导体中,当过多的PN结被冲击脱离原来的位置,在相应的位置就会产生坑洼和空洞。轻则造成某部分导线变细变薄而电阻增大,严重的会引起断路。而在导线的另一些部分则会产生PN结堆积,形成一些小丘,如果堆积过多会造成导线于相邻导线之间发生连接,引起短路。不论集成电路内部断路还是短路,其后果都是灾难性的。电迁移或许是集成电路中最广泛研究的失效机制问题之一。
,如果电位波动到低于逻辑门电路电平传感的阈值,则会使本来是1的数值变为0,因而有可能导致死机、重启、蓝屏等错误。所以我怀疑所谓
。软硬件由于变量太多,很可能第一个所谓“降压缩肛”的案例是由于其他问题引起的。例如供电老化,硅脂风干,粉尘堆积,也可能是由于电源选项、ThrottleStop锁频,驱动问题等软件原因。普通睿频
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