DIY的话题:点评史上CPU十大超频王

互联网 | 编辑: 2006-06-01 00:00:00编译

超频是眼下计算机硬件发烧友谈论最多的话题,通过简单的设置,低频率的CPU可以稳定运行在更高频率。毫无疑问,超频也是提高产品性价比的一条捷径。有经验的超频玩家都有这样的体验:与其在后续散热措施中绞尽脑汁,不如在产品选购时未雨绸缪,这才是提高超频成功率的正确方法

超频是眼下计算机硬件发烧友谈论最多的话题,通过简单的设置,低频率的CPU可以稳定运行在更高频率。毫无疑问,超频也是提高产品性价比的一条捷径。有经验的超频玩家都有这样的体验:与其在后续散热措施中绞尽脑汁,不如在产品选购时未雨绸缪,这才是提高超频成功率的正确方法。我们此次为大家总结了史上十大CPU超频王,让那些没有经历过疯狂年代的读者也能回味一下当年的快感。

  事实上,正是主板和芯片组的鼎立支持才让我们有了与超频亲密接触的机会。在我们的此次评选中,并不考虑一些极个别的特殊情况,而是要求入选产品具有普遍较高的超频成功率。与此同时,入选产品在当时还应当是公认的性价比之王,这才真正符合超频的原则:以小博大,追求最出色的性价比!

  制作工艺带来源动力:CPU超频的基石

  我们通常所说的CPU纳米制作工艺并非是加工生产线,实际上指的是一种工艺尺寸,代表在一块硅晶圆片上集成所数以万计的晶体管之间的连线宽度。按技术述语来说,也就是指芯片上最基本功能单元门电路和门电路间连线的宽度。以65纳米制造工艺为例,此时门电路间的连线宽度为65nm。我们知道,1微米相当于1/60头发丝大小,经过计算我们可以算出,0.065微米(65nm)相当于1/920头发丝大小。可别小看这1/920头发丝大小,这微小的连线宽度决定了CPU的实际性能,CPU生产厂商为此不遗余力地减小晶体管间的连线宽度,以提高在单位面积上所集成的晶体管数量。采用65纳米制造工艺之后,与90纳米工艺相比,绝对不是简单地令连线宽度减少了35纳米,而是芯片制造工艺上的一个质的飞跃。


历代处理器的制作工艺提升之路

  如今最新的65纳米制作工艺可以在不增加芯片体积的前提下,在相同体积内多集成将近一倍的晶体管,使芯片的功能得到扩展。目前Pentium4(Prescott核心)处理器其内部的晶体管信位宽度为50纳米,而使用65纳米技术后,处理器内部的晶体管信位宽度将缩减至44纳米。毫无疑问,信位宽度越小,晶体管的极限工作能力就越大,这也意味着更加出色的性能。


当前最先进的65纳米制作工艺

  事实上,这一发展模式一直延续着,下表是历代微处理器与制作工艺发展之间的关系:

微处理器 制作工艺 工作主频中位数 二级缓存
80486 0.5微米 50MHz
Pentium 0.35微米 133MHz 无(主板外置)
PentiumII 0.25微米 333MHz 512KB(芯片外置)
PentiumIII 0.18微米 750MHz 256KB
Pentium4(Northwood) 0.13微米 2.6GHz 512KB
Pentium4(Prescott) 90纳米 3.0GHz 1~2MB
Pentium4(Presler) 65纳米 预测4.8GHz 2~4MB


90纳米技术开始引进的变形硅

Intel 486DX33

  33MHz是什么概念?对于如今已经见惯GHz级别CPU的网友而言,这简直是不敢想象的。然而对于当时的DOS应用程序而言,33MHz还的确是在可以接受的范围内。不过依然需要指出的是,由于当时出现的DOS4GW接口令多媒体应用概念逐渐兴起,再加上内存价格终于破冰而降,因此大胆的软件设计者开始对CPU性能提出更高的要求。不仅如此,就连Windows 95也在若干年后将486DX66作为最低运行标准,可见486DX33处理器的综合性能正好无法满足下一代应用的需求,此时超频变得极为迫切。

  事实上,486DX33可谓是DIY的开始,也是超频概念的起点。在这款处理器之前,基本不存在倍频的概念,而且主板甚至无法支持CPU频率调整,大部分主板也不具备CPU升级空间。然而我们必须感谢当年的主板厂商,正是海洋、华硕、金鹰等厂商,帮助我们实现了超频。在这些顶级486主板上,我们看到了最原始的跳线,一个简单的动作就能让486DX33“升级”成DX50甚至DX66,此时性能提升幅度是惊人的,因为主频几乎加倍。

超频指数:★★★★★
经典指数:★★★★☆
性价指数:★★★

  Pentium 75MHz

  在Intel的发展历史中,第一代Pentium绝对是具有里程碑意义的产品,这一品牌甚至沿用至今,已经有十几年的历史了。尽管第一代Pentium 60的综合表现很一般,甚至不比486DX66强多少,但是当主频优势体现出来之后,此时所表现出来的威力令人震惊。不过让我们看看当年的价格:从Pentium 75到Pentium 150,价格差距达到四倍左右!

  在DIY开始逐渐普及的年代,不少用户发现其实Intel在搭配这些CPU时都是统一的430FX/HX芯片组,既然芯片组没有区别,那么是不是意味着其实CPU也是差不多呢?很快,主板厂商为了使得自己的产品有着更好的兼容性,普遍添加了跳线功能,可以决定CPU的外频是50MHz、60MHz或是66MHz,甚至还能支持1~2X倍频。

  国内的一批玩家开始大胆尝试,当时很多人发现只要简单地调整一下倍频开关,CPU依然能够稳定运行在更高的频率下。将Pentium 75MHz(默认50MHz×1.5)超频到Pentium 100几乎有着百分百的成功率,有些甚至可以超频到120MHz和133MHz。事实上,由于这些CPU的起始频率很低,因此简单的超频就能大幅度提升性能。从发热量来看,当时的Intel的0.35微米工艺显然是已经彻底超越了极限,因此几乎每一款CPU在超频后都不会遇到发热量大幅度提升的尴尬。

超频指数:★★★★★
经典指数:★★★★★
性价指数:★★★☆

 K6-2 266MHz

  作为AMD向Intel发起的第一拳,K6-2的确有不少值得称道的地方。AMD K6-2采用0.25mm五层金属工艺制定,内含930万个晶体管,比原来的K6多出了50万个,采用C4倒装互连技术,工作平台是Super7(支持AGP和100MHz总线的Socket7)。由于K6-2依然没有内置二级缓存,而且制作工艺十分领先,因此这就为超频创造了便利条件。


辅佐K6-2形成Super7平台的MVP3

  K6-2 266MHz的外频只有66MHz,一般可以将倍频提高到5.5,此时几乎等于是K6-2 350。然而这仅仅是最普遍的超频方法,更多的用户配合MVP4和ALI阿拉丁5芯片组,将K6-2超频到100MHz×4。与AMD同时期推出的100MHz外频K6-2相比,此时的性能自然更进一步,也就是真正意义上的K6-2 400MHz。相比当时还在高端市场混迹的Pentium II 266,那批享受到AMD超频乐趣的发烧友都已经在偷偷快乐了。

超频指数:★★★★
经典指数:★★★★☆
性价指数:★★★★


  Celeron 300A

  事实上,当年没有二级缓存的Slot1 Celeron 266也有很好的超频性能,但是由于即便超频后也性能不佳,因此并没有成为我们的选择。当Intel亡羊补牢地推出Celeron A时,所有人都担心内置的全速二级缓存会成为超频绊脚石,然而事实证明这种担心是多余的。相比于当时的不带SSE指令的Pentium II,Celeron A的浮点性能竟然要更胜一筹,而整数性能也不见得比之差多少,这得益于其全速运行的L2 Cache。当时Pentium II的L2 Cache仅以半速运行,尽管其容量的Celeron A的四倍,但是真正的意义却并不大。

  Celeron A真正令人称道的是其惊人的超凭能力。大多数的300MHz、366Mhz产品都能以100MHz的外频来稳定运行。这样一来,性能上的提升幅度非常惊人。更加令人感到不可思议的是,当时部分440BX主板已经能够支持133MHz外频并且实现PCI四分频,因此也有不少极品Celeron 300A能够超频到600MHz。与同时代的K6-2相比,Pentium II可以说是黯然失色,但是Celeron A却力挽狂澜,也真正让超频在国内火了一把。

超频指数:★★★★☆
经典指数:★★★☆
性价指数:★★★☆

Duron 600MHz

  虽说Duron(又名“毒龙”和“钻龙”)并非当年AMD最强劲的产品,但却是令Intel最头痛不已。因为其先进的CPU设计构架和优良的血统(源自AMD的“K7雷鸟”),即使是Intel的主打产品PIII Coppermine也比不上。同频的Duron在性能上较之Celeron II更要强出不少。Duron的一级和二级缓存均采用的是全速Cache技术,运行速度与处理器核心同速。此外,由于Duron芯片内的二级缓存较小,芯片面积(die size)只有100mm。它耗用的电压及所产生的热量相对较少,K7雷鸟的标准电压为1.7~1.8V,而Duron只需要1.5 V,这令用户无须担心热量过高,也为大幅度超频打下了基础。

  AMD最早生产的Duron都是不锁频的,和Intel一样,AMD也不希望Duron通过超倍频而冲击了雷鸟的市场,所以AMD宣布量产的CPU将锁频,即无法改变倍频。AMD出货的不同主频、不同批号的Duron CPU,在锁频上的差异非常大。有的完全没有锁频,有的完全锁频,也有部分锁频的。

  当时非常看重DIY市场的AMD知道不能彻底将倍频锁死,因此可以说是故意留了一个后门。AMD将CPU上标示L1的线做一些手脚,但这样锁倍频的强度是很弱的,只需将L1线用2B铅笔连起来就可破解掉Duron的倍频锁。从Duron 600到Duron 700,几乎绝大部分都能轻松超频到1GHz,此时性能远远超过同时代且价格高出很多的Pentium III。

超频指数:★★★★★
经典指数:★★★★☆
性价指数:★★★★★

  Celeron II

  原先这款Celeron II被命名为Coppermine-128,由此也可以看出Celeron II是源自PIII Coppermine核心。其实Celeron II和PIII Coppermine两者之间最大的区别在于内置的二级缓存,Celeron II只有128KB而Coppermine则有256KB。大家都知道,各级缓存是CPU和主内存之间的一个重要的“缓冲地带”,当运算中的数据容量大于二级缓存容量时,处理器将必须直接对相对低速的主内存进行读写操作,这会导致运算效率极度下降,换而言之就是限制了整个系统的处理速度。二级缓存容量较小时,发生这一情况的概率会比较高。

  Celeron II的外频仍然是66MHz,与采用0.25微米制程生产的Celeron A相同。事实上,当时任何一种主流芯片组都能支持100MHz的外频,甚至大部分都开始支持133MHz外频,在Celeron II上坚持使用66MHz的外频根本就是在与时代潮流背道而驰。很显然,Celeron II采用66MHz的外频,主要是出于市场战略上的考虑,而不是受到生产技术上的制约。然而对于广大用户而言,这却是一个超频的大好时机。Celeron II 533MHz在提高电压后大多数都能运行在800MHz,部分甚至可以超频超133MHz外频,此时等于是主频翻倍。而几乎所有的Celeron II 600MHz都能超频到100MHz外频,此时等于是Celeron II 900MHz。

超频指数:★★★★☆
经典指数:★★☆
性价指数:★★★★

Tualatin Celeron 1GHz

  大家都知道Celeron系列与PIII最大的差距在于二级缓存。然而,Tualatin Celeron在缓存方面作出了巨大的改进。它使用了16KB的一级缓存和256KB的二级缓存,而且二级缓存是主频同步运行的。Tualtin Celeron的256KB二级缓存对于处理器性能的提高起了很大的作用。另外值得一提的是,使用Slot1接口的440BX主板竟然可以通过转接卡来支持Tualatin Celeron,这在当时无疑是令所有的老用户喜出望外。

  Tualatin Celeron采用0.13微米制作工艺,起跳频率是1GHz,采用100MHz外频。在当时,几乎绝大多数Tualatin Celeron 1GHz都能超频到133MHz外频,其中不少还能超频到150MHz外频。唯一的遗憾的是,Tualatin Celeron全部锁上的倍频,而且肯定无法破解。如果不是Intel给其套上了这一枷锁,那么Tualatin Celeron的超频威力将会更加巨大。

超频指数:★★★☆
经典指数:★★★★
性价指数:★★★★

  Barton 2500+

  为了赶上Intel Pentium4的发展步伐,AMD于2003年推出了使用采用400MHz前端总线以及512KB二级缓存的Barton核心K7 Athlon XP处理器(图02)。客观而言,Barton并没有带给我们太多的惊喜,但是至少暂时帮助AMD在高端市场顶住压力,对抗高频Pentium4 3.2G。不过如果说Barton 3200+仅仅是一个形象产品,那么Barton 2500+则是真正馈赠DIY用户的礼物。

  Barton 2500+默认仅仅采用166MHz外频,可以很轻松地超频到200MHz外频,即400MHz前端总线,此时和Barton 3200+没有任何区别。更加令人感到兴奋的是,很多Barton 2500+在适当提高电压并加强散热之后,可以冲击2.4GHz主频,按照AMD的换算方法就是Barton 3600+。

超频指数:★★★★
经典指数:★★★★
性价指数:★★★★★

移动版Celeron4-M 1.4G

  与台式机处理器相比,移动处理器往往具有更大的超频空间,这与其制作工艺有着很大的关系。一般而言,移动处理器总是采用当时最为先进的制作工艺。以K7雷鸟时代为例,当时0.18微米还是主流,但是绝大部分同时代的移动处理器已经使用上先进的0.13微米工艺。制作工艺的提升意味着核心发热量将大大减小,在产品内部设计不变时,这一改进将使其最高稳定运行频率突飞猛进,从而直接为超频打下坚实基础。

  对于一款处理器而言,决定发热量的不仅仅是制作工艺,内部晶元的切割也相当重要。众所周知,大家在选购“超频王”时总是认准某一编号,而这往往就是位于晶元中央的产品。毫无疑问,几乎所有的移动处理器都是Intel或者AMD工厂严格挑选的产品,晶元中央的选材更有利于提高运行频率。此外,低核心电压、温控电路等也会使移动处理器进一步降低工作稳定,这些都为我们后续的超频打下坚实基础。

  按理说移动处理器应该很难出现在主流市场中,但是由于如今供货商的渠道越来越广,加之不少中小厂商因为临时更变产品研发策略,直接导致很多移动处理器流入主流市场。在2003年时,Intel的Pentium4-M以及Celeron4-M被认为是高发热量的失败之作,然而当时频率只有1.4GHz的Celeron4-M运用于台式机时却是一个例外,因为它可以轻松地将频率提高一倍!更为令人惊奇的是,所有的Celeron4-M都具备256KB二级缓存,也就是说性能要远远高于同频率的桌面版Celeron4,与Pentium4十分接近。此外,一旦大幅度提高外频,并实现800MHz前端总线,此时的性能相当出色,而且运行稳定,发热量并不大。唯一令我们感到意外的是,Celeron4-M无一例外地被Intel锁上了倍频,这或多或少地限制了超频,看来Intel不会放过任何蛛丝马迹,即便是移动市场也不例外。

  也正是基于这一原因,一款超频功能出色的主板与DDR400内存将相当重要。然而这里要着重提醒大家,由于电源规范的因素,这种Celeron4-M无法使用于856PE以及875主板,在部分VIA以及SiS芯片组的主板上也会出现一些兼容性问题,因此I845P是当时大家唯一的选择!推荐GIGA、ABIT、ASUS、MSI、EPOX等知名品牌,并且要求主板能够在提供200MHz以上外频的同时,允许锁定PCI/AGP频率。当然,部分I845E主板也可以选择,只是超频幅度会收到一些影响。

  除了1.4GHz版本的Celeron4-M,2.2GHz的频率也时常能够看到。由于倍频死锁的缘故,此时只能超频至133MHz外频,不过主频也达到了2.93GHz,能够令人满意。在相同主频下,Celeron4-M 2.2GHz的超频效果或许不如低频率版本,毕竟此时前端总线只有可怜的533MHz。但是不要忘记,用户可以为此选配价格更低的845E甚至845D主板,而且内存也只需要DDR333即可。

  64位闪龙2500+

  在高端产品方面,AMD的技术实力一直并不逊色于Intel,但是由于品牌价值以及经营策略的关系,低端市场对于AMD有着更为重要的意义。在K7与K8的过渡时期,AMD理智地推出固守Socket A平台的闪龙(Sempron)系列作为低端市场的主打,而如今闪龙已经过渡到K8时代,在Socket 754平台上落地生根。

  然而尽管如此,市场对于第一代闪龙处理器并不买帐,平庸的性能与并不出色的超频能力使之远不如Barton 2500+这位大师兄。更为令AMD感到难堪的是,原本主打中端市场的Socket 754 Athlon 64也显得碌碌无为,这直接令Socket 754市场变得死一般寂静。此外,无法支持双通道的Socket 754开始受到媒体的口诛笔伐,在加上Socket 939主板逐渐降价,因此甚至有人断言Socket 754马上要退出市场。
就在这样的危急关头,AMD推出了64位闪龙2500+,起到力挽狂澜的效果。64位闪龙2500+依然采用Socket 754接口,但是其变化在于激活了64位计算功能,而且加入SSE3多媒体指令集。另外不容忽视的是,采用90纳米新工艺的64位闪龙2500+在超频潜力方面令人喜上眉梢,让无数喜新厌旧的DIY玩家利马忘记了Barton 2500+,从而真正进入K8时代。

  关于64位闪龙2500+的性能,应当说是完全值得肯定的,尤其是在大幅度超频之后,一般都能运行在300MHz外频下。对于K8处理器而言,由于内存控制器集成在CPU内部,工作时钟与CPU同步,可以直接读写内存中的数据,从而将内存延时降至最低,因此达到更短的潜伏时间,所有的读/写请求都缩短了反应时间,对于提高整体性能有莫大的帮助。不要因为64位闪龙2500+无法支持双通道内存而遗憾,更不要钻DDR2的牛角尖,即便是单通道DDR400,其整体性能,特别是超频表现也依旧令人满意。

超频指数:★★★★☆
经典指数:★★★★
性价指数:★★★★☆

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