超頻到5GHz

借助水冷散熱系統和自動化的主板功能，英特爾最新的CPU可以比正常情況下運行速度快20%，提供最大的性能。

讓CPU速度達到5GHz：迄今為止這是一個夢想，專家希望使用液氮冷卻CPU并將其最大限度地超頻。現在，英特爾推出的一個新系列Kaby Lake，其i7-7700K處理器得益于更高的基本時鐘速率，可以使用簡單的裝置突破5GHz限制。我們使用7700K測試樣品以及由主板制造商技嘉提供給我們的高端主板Z270X Gaming 9進行測試，該主板使用配合Kaby Lake的Z270芯片組，具有許多手動和自動超頻功能。

水冷卻由CPU散熱片和散熱器（在機箱頂部，內部有兩個風扇）兩部分組成，管道將溫水輸送到散熱器并將冷水送到散熱片。

超頻：如何做和為什么做？

時鐘頻率即處理器每秒運行多少計算周期，這是一個處理器的性能的重要指標之一。不過，它既不是刻在石頭上也不是刻在硅片上的，而是由制造商通過制造過程中的大量測試確定的，并通過型號指定設置。在操作中，主板確定CPU的實際頻率，它有一個時鐘發生器，負責指定不同組件（如PCI-E和USB總線）的恒定系統時鐘。處理器通過乘法器連接，乘法器確定變量以實現更高CPU頻率。英特爾CPU在一個特定的框架內自行超頻，這就是所謂的“Turbo”時鐘，如果工作溫度允許，則會將處理器維持在高頻率的工作狀態。在冷卻不足的情況下，則限制其時鐘頻率，使其不會過熱。

在大多數處理器中，乘法器變量的最大乘數被設置為特定值。要實現超頻只能夠通過提高系統時鐘頻率來實現，這通常導致系統不穩定。而對于名稱后綴為“K”的英特爾處理器，例如英特爾Core i7-7700K的測試樣本，則可以自由設置乘數。這意味著我們可以通過調整乘法器變量提高CPU的穩定速度，這種超頻方式相對穩定。這意味著我們可以激活18億個晶體管使CPU超速運行，但是這必然需要消耗更多的電力并產生比正常情況更多的熱量，所以為了確保處理器可以在更高頻率下穩定運行，在超頻操作中我們需要強有力的散熱系統，特別是當我們適當地增加處理器的核心電壓時，因為所增加的熱量將是不成比例的。

技嘉Z270X-Gaming 9的UEFI菜單提供了預設的超頻選項，可自動設置所有參數。

先決條件：頂級散熱系統

要點：必須提供足夠強大的散熱系統，起碼可以確保CPU在標準時鐘頻率下能夠長期保持良好性能，這將是超頻的先決條件，特別是當我們增加CPU的核心電壓時。一般情況下，大部分制造商通過大面積的散熱器，借助于熱管、片材狀的冷卻散熱片和大型風扇實現比簡單的風扇加散熱片的散熱系統更佳的冷卻效果。不過，水冷可以實現更好的冷卻效果，從而提高超頻效果，水的主要優點是具有比空氣更高的熱容量。我們使用現成的水冷系統海盜船H系列H115i（約1000元，小型型號約為500元）進行測試，它由一個已經擰到CPU上的散熱片組成，在其CPU接觸面后面，熱量將被轉移到通過管道流經散熱器的水。散熱器上大面積的薄片將由兩個140mm風扇冷卻，并由集成在散熱器中的水泵將冷卻后的水再次送回到CPU上的散熱片上。

這種現成的水冷卻系統的優點是特別容易安裝，和空氣冷卻系統并沒有太大的不同，不過，前提條件是我們需要有合適的機箱。在我們使用的Be Quiet Silent Base 800上情況就不那么理想了：它的機箱上蓋為散熱器提供了專用的空間，我們只能暫時將兩個140風扇固定在這里，每個使用兩個螺絲釘固定，它們從內向外吹氣。這是很不雅觀的，不過，我們在測試的過程中機箱是打開的，如果是在封閉的情況下，散熱器應安裝成使風扇從外部吸入新鮮空氣，例如當我們可以在機箱前板固定兩個風扇的情況。很明顯，要盡量避免這種兼容性問題，使用同一制造商的機箱和水冷卻系統，或許會是更好的選擇。

水冷卻系統的電源通過SATA端口連接，風扇則通過CPU冷卻器插頭連接。此外，系統通過USB插頭連接到主板，可以通過“Corsair Link”軟件控制。通過這樣的設計，該系統運行得相當安靜，也沒有任何不良影響。在我們使用Corsair RM850i電源適配器的情況下，在“Corsair Link”風扇控制中選擇“Silent”安靜設置的情況下，幾乎聽不到運行時的聲音。

主板技嘉Z270X Gaming 9搭載i7-7700K，默認情況下，在自動超頻模式（UEFI：MIT|CPU Upgrade=Auto）下，CPU在滿負載（Prime95）的情況下長時間運行，時鐘頻率達到4.5GHz，溫度仍然在60℃以下。這些參數完全符合英特爾的規范，根據我們的估計，不會導致CPU過早地損壞。

設置超頻

為了避免對我們昂貴的i7-7700K測試樣品造成不必要的損害，我們一直保持在技嘉主板的自動超頻的標準下，這可以在UEFI的“MIT|CPU Upgrade=Auto”下找到。而除了目標頻率外，還可以適當設置核心電壓等參數。因此，實際上超頻只需要在UEFI中點擊幾下鼠標：在上面的“CPU Upgrade”菜單中，我們可以選擇CPU和所需的超頻級別，例如“i7-7700K@4.8GHz”，在我們的系統中，隨后系統開始正常工作，但是如果CPU無法按照設置超頻工作，那么啟動過程中將失敗，UEFI會發出一條錯誤消息并提示我們檢查設置，然后我們可以重新嘗試使用較低頻率的設置。通過這種方式，應該可以避免CPU在過熱或者電壓過高的情況下損壞，但是高于4.2GHz或者在“Auto”之外的設置，都已經逾越了英特爾設定的標準，將導致CPU的售后服務失效。

極限表現

配合Corsair H115i的情況下，使用技嘉主板的最大自動超頻級別是5GHz，在Prime95的全負載下，我們進行了幾個小時的測試，沒有任何問題。這相對于i7-7700K的標準時鐘速率4.2GHz增加了19%，而CPU性能也同樣如此：Benchmark Cinebench R15在渲染圖形對象時檢測計算性能增長了18.3%。在視頻編碼的情況下提升較少：使用工具Handbrake從4K到720p分辨率（編碼配置“iPad”）編碼“Big Buck Bunny”的速度僅快了10%。與使用i7“Turbo”時鐘速率的時候相比，提升更是有限，從這一點上考慮，似乎不值得冒著導致CPU售后服務失效的風險。

在所有超頻嘗試中，我們使用工具軟件SpeedFan監視CPU內核的溫度。其溫度變化之快，結果是驚人的：一旦使用像Prime95這樣的壓力測試使處理器滿負荷運轉，那么溫度將在不到1s的時間內，從25℃以下跳到最大值，而且在CPU負載結束時，溫度立即恢復到初始值。而溫度的最大值有多高，取決于時鐘頻率和負載的類型：CPU在4.5GHz時是80℃，而當CPU在5GHz時溫度達到了90℃的溫度極限。在這種情況下，一些核心會暫時降低速度，因而CPU并沒有過熱。如果嘗試更高的頻率，那么我們需要采取更高風險的方法來改善CPU內部的散熱。

總之，令人印象深刻的是KabyLake i7可以很容易地將時鐘頻率提高20%，而且沒有任何問題。實際上，大可不必在導致CPU售后服務失效的程度下嘗試超頻，在允許的范圍內已經足夠了：使用高端Kaby LakeCPU，我們可以搭配高性能的散熱系統（如果可能的話考慮水冷卻系統）和一個具有自動超頻功能的主板，并一直保持在“Turbo”時鐘速率下工作即可。