解析：為何CPU可以超頻使用

最近無論是AMD的Athlon XP，還是Intel的P4都擁有超頻能力很強的產品，在市場上也著實火爆了一次。為什么同一型號的CPU卻具有不同的超頻性能呢？為什么具有優異超頻性能的CPU都在比較低頻率的產品中呢？下面讓我們一起去了解一下。

CPU型號的由來

首先讓我們了解一下CPU型號的由來，我們所見到的CPU都是按照主頻(Intel 奔騰系列，AMD的毒龍系列)或者PR值(AMD的Athlon XP系列)來確定型號的，那么這些型號是怎么來的呢？

每塊CPU芯片都是從晶圓中切割出來的。大家可能認為整個晶圓所切割的芯片都具有相同的速度，相同的品質。而由于生產工藝以及原料的關系，實際上同一塊晶圓中制造出來CPU的速度是不相同的。晶圓上的電路要利用紫外線刻錄技術印上。由于紫外線的折射，在晶圓的中間部分刻錄的比較清楚，而外圍的刻錄就會差一點，因此由中間的晶圓制成的CPU就可以工作在更高的頻率下，而外圍的則相對較低。目前所看到的型號，都是生產商在后期測試中確認的的。Intel的奔騰系列，AMD的毒龍，直接使用測試出來的頻率作為型號，AMD的Athlon XP系列就通過一定公式轉換成PR值作為型號。

CPU超頻幅度之迷

了解了CPU的大致生產過程和型號的由來，我們就可以知道，其實CPU盒上所寫的速度只代表它能在該頻率或者PR值下穩定的工作。由于廠家要保障產品質量，所以這個速度并非是其極限頻率，往往是比極限頻率低上很多。這樣CPU就必然具有一定的超頻性能，而隨著生產工藝的不斷改良和成熟更會令超頻幅度大大增加。

除此之外還有一個重要的原因，那就是市場的需求因素。很多人不明白為什么現在市場上有那么多的XP 1700+或者1800+竟然是從2800+或者更高頻率降頻得到的，其實這正是因為市場的因素在起作用。當某些低頻型號的需求很大而短缺，而高頻的型號因價格等原因卻銷量不濟，廠商就會把晶圓素質好的CPU降低型號出售（畢竟生產成本差不多），從而這些CPU就具有了優異的超頻性能。所以就算具有同一標稱速度的CPU，超頻幅度都會有很大的分別的，選CPU多數憑運氣。

正因為上面的兩個因素存在所以CPU才具有不小超頻的性能，不過應該是第二個因素的影響較大。

超頻的后遺癥

這是一個老生常談的問題，也是一個麻煩的問題，那就是電子遷移（electromigration）的問題。什么是電子遷移現象呢？在電流密度很高的導體上，最典型的就是IC (集成電路)內部的金屬導線(metal line)，電子的流動會帶給上面的金屬原子一個動量(momentum)，而使得金屬原子脫離金屬表面四處流竄，結果就導致金屬導線表面上形成坑洞(void)或土丘(hillock)，造成永久的損害。這是一種慢性的過程，一旦情況越來越嚴重，到最后就會造成整個電流短路(short)，整個CPU就宣告報銷了。

你可以把電子遷移想象是洪水泛濫，造成地面滿目瘡痍的景象，或是臺風過境，建筑物被吹的東倒西歪。我想這樣的比喻應該蠻恰當的。

電子遷移受許多因素影響，其中一個是電流的密度。電流密度越高，電子遷移現象就越顯著。從CPU的發展史，我們可以發現，為了把CPU的die size縮小，IC越做越小，線路做的越細越薄。如此，線路上的電流密度就變得很大，所以電子的流動所帶給金屬原子的動量就變得很顯著，金屬離子就容易從表面脫離而四處流竄，形成坑洞。另外一個因素就是溫度，高溫有助于電子遷移的發生。而超頻卻是既加大電流也增加了溫度（功率加大），而電子遷移的直接影響就是會令電路的電阻增加，從而降低CPU的效能。這正是有些網友不明白，為什么剛剛用的時候CPU的超頻幅度很大，為什么用了一段時間就超不到那個高度了，其實不是主板的原因，也不是內存的原因，對于我們從某種意義來說最重要的原因就是散熱工作做的不好，致使CPU的電路發生了變化，因而大不如前了。