超频到5GHz

借助水冷散热系统和自动化的主板功能，英特尔最新的CPU可以比正常情况下运行速度快20%，提供最大的性能。

让CPU速度达到5GHz：迄今为止这是一个梦想，专家希望使用液氮冷却CPU并将其最大限度地超频。现在，英特尔推出的一个新系列Kaby Lake，其i7-7700K处理器得益于更高的基本时钟速率，可以使用简单的装置突破5GHz限制。我们使用7700K测试样品以及由主板制造商技嘉提供给我们的高端主板Z270X Gaming 9进行测试，该主板使用配合Kaby Lake的Z270芯片组，具有许多手动和自动超频功能。

水冷却由CPU散热片和散热器（在机箱顶部，内部有两个风扇）两部分组成，管道将温水输送到散热器并将冷水送到散热片。

超频：如何做和为什么做？

时钟频率即处理器每秒运行多少计算周期，这是一个处理器的性能的重要指标之一。不过，它既不是刻在石头上也不是刻在硅片上的，而是由制造商通过制造过程中的大量测试确定的，并通过型号指定设置。在操作中，主板确定CPU的实际频率，它有一个时钟发生器，负责指定不同组件（如PCI-E和USB总线）的恒定系统时钟。处理器通过乘法器连接，乘法器确定变量以实现更高CPU频率。英特尔CPU在一个特定的框架内自行超频，这就是所谓的“Turbo”时钟，如果工作温度允许，则会将处理器维持在高频率的工作状态。在冷却不足的情况下，则限制其时钟频率，使其不会过热。

在大多数处理器中，乘法器变量的最大乘数被设置为特定值。要实现超频只能够通过提高系统时钟频率来实现，这通常导致系统不稳定。而对于名称后缀为“K”的英特尔处理器，例如英特尔Core i7-7700K的测试样本，则可以自由设置乘数。这意味着我们可以通过调整乘法器变量提高CPU的稳定速度，这种超频方式相对稳定。这意味着我们可以激活18亿个晶体管使CPU超速运行，但是这必然需要消耗更多的电力并产生比正常情况更多的热量，所以为了确保处理器可以在更高频率下稳定运行，在超频操作中我们需要强有力的散热系统，特别是当我们适当地增加处理器的核心电压时，因为所增加的热量将是不成比例的。

技嘉Z270X-Gaming 9的UEFI菜单提供了预设的超频选项，可自动设置所有参数。

先决条件：顶级散热系统

要点：必须提供足够强大的散热系统，起码可以确保CPU在标准时钟频率下能够长期保持良好性能，这将是超频的先决条件，特别是当我们增加CPU的核心电压时。一般情况下，大部分制造商通过大面积的散热器，借助于热管、片材状的冷却散热片和大型风扇实现比简单的风扇加散热片的散热系统更佳的冷却效果。不过，水冷可以实现更好的冷却效果，从而提高超频效果，水的主要优点是具有比空气更高的热容量。我们使用现成的水冷系统海盗船H系列H115i（约1000元，小型型号约为500元）进行测试，它由一个已经拧到CPU上的散热片组成，在其CPU接触面后面，热量将被转移到通过管道流经散热器的水。散热器上大面积的薄片将由两个140mm风扇冷却，并由集成在散热器中的水泵将冷却后的水再次送回到CPU上的散热片上。

这种现成的水冷却系统的优点是特别容易安装，和空气冷却系统并没有太大的不同，不过，前提条件是我们需要有合适的机箱。在我们使用的Be Quiet Silent Base 800上情况就不那么理想了：它的机箱上盖为散热器提供了专用的空间，我们只能暂时将两个140风扇固定在这里，每个使用两个螺丝钉固定，它们从内向外吹气。这是很不雅观的，不过，我们在测试的过程中机箱是打开的，如果是在封闭的情况下，散热器应安装成使风扇从外部吸入新鮮空气，例如当我们可以在机箱前板固定两个风扇的情况。很明显，要尽量避免这种兼容性问题，使用同一制造商的机箱和水冷却系统，或许会是更好的选择。

水冷却系统的电源通过SATA端口连接，风扇则通过CPU冷却器插头连接。此外，系统通过USB插头连接到主板，可以通过“Corsair Link”软件控制。通过这样的设计，该系统运行得相当安静，也没有任何不良影响。在我们使用Corsair RM850i电源适配器的情况下，在“Corsair Link”风扇控制中选择“Silent”安静设置的情况下，几乎听不到运行时的声音。

主板技嘉Z270X Gaming 9搭载i7-7700K，默认情况下，在自动超频模式（UEFI：MIT|CPU Upgrade=Auto）下，CPU在满负载（Prime95）的情况下长时间运行，时钟频率达到4.5GHz，温度仍然在60℃以下。这些参数完全符合英特尔的规范，根据我们的估计，不会导致CPU过早地损坏。

设置超频

为了避免对我们昂贵的i7-7700K测试样品造成不必要的损害，我们一直保持在技嘉主板的自动超频的标准下，这可以在UEFI的“MIT|CPU Upgrade=Auto”下找到。而除了目标频率外，还可以适当设置核心电压等参数。因此，实际上超频只需要在UEFI中点击几下鼠标：在上面的“CPU Upgrade”菜单中，我们可以选择CPU和所需的超频级别，例如“i7-7700K@4.8GHz”，在我们的系统中，随后系统开始正常工作，但是如果CPU无法按照设置超频工作，那么启动过程中将失败，UEFI会发出一条错误消息并提示我们检查设置，然后我们可以重新尝试使用较低频率的设置。通过这种方式，应该可以避免CPU在过热或者电压过高的情况下损坏，但是高于4.2GHz或者在“Auto”之外的设置，都已经逾越了英特尔设定的标准，将导致CPU的售后服务失效。

极限表现

配合Corsair H115i的情况下，使用技嘉主板的最大自动超频级别是5GHz，在Prime95的全负载下，我们进行了几个小时的测试，没有任何问题。这相对于i7-7700K的标准时钟速率4.2GHz增加了19%，而CPU性能也同样如此：Benchmark Cinebench R15在渲染图形对象时检测计算性能增长了18.3%。在视频编码的情况下提升较少：使用工具Handbrake从4K到720p分辨率（编码配置“iPad”）编码“Big Buck Bunny”的速度仅快了10%。与使用i7“Turbo”时钟速率的时候相比，提升更是有限，从这一点上考虑，似乎不值得冒着导致CPU售后服务失效的风险。

在所有超频尝试中，我们使用工具软件SpeedFan监视CPU内核的温度。其温度变化之快，结果是惊人的：一旦使用像Prime95这样的压力测试使处理器满负荷运转，那么温度将在不到1s的时间内，从25℃以下跳到最大值，而且在CPU负载结束时，温度立即恢复到初始值。而温度的最大值有多高，取决于时钟频率和负载的类型：CPU在4.5GHz时是80℃，而当CPU在5GHz时温度达到了90℃的温度极限。在这种情况下，一些核心会暂时降低速度，因而CPU并没有过热。如果尝试更高的频率，那么我们需要采取更高风险的方法来改善CPU内部的散热。

总之，令人印象深刻的是KabyLake i7可以很容易地将时钟频率提高20%，而且没有任何问题。实际上，大可不必在导致CPU售后服务失效的程度下尝试超频，在允许的范围内已经足够了：使用高端Kaby LakeCPU，我们可以搭配高性能的散热系统（如果可能的话考虑水冷却系统）和一个具有自动超频功能的主板，并一直保持在“Turbo”时钟速率下工作即可。