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打破砂锅降温到底
赛扬CPU超频手记
(作者:拳头 2000年03月29日 17:24)
CPU作为计算机硬件的灵魂,始终凌驾于其他配件之上,人们顶礼膜拜着、细心呵护着它,而它的速度却永远落后于人们的期望。不过这次它不再那么幸运,因为落到了我们这些有钻研精神(而且胆大包天)的人手中。我这次的目标很简单:将赛扬超频到更高的频率。
超频的关键
影响CPU超频的关键因素之一就是温度,适当的降温能抵消超频的CPU工作时产生的巨大热量,降低元件的温度来达到稳定的工作状态。而降温的方法有很多,最安全的办法还是采用风冷的结构。如果能在常温下提高风冷式散热方法的效率以最大限度地降低CPU的温度,并将CPU的工作频率稳定地提高到另外一个高度,那才是完美的作品。
CPU的结构
图1
既然要超频CPU,对它的结构也应该有个大致的了解,图1是赛扬CPU的大致结构:CPU的关键部件——内核是由硅片和复合陶瓷组成的,复合陶瓷起支撑和散热作用(复合陶瓷也可以做成隔热材料,真神了!),而内核用黑色的电胶木状绝缘层固定在整个CPU的基板上。内核陶瓷散热面与镀镍铜板紧密粘合后用焊锡焊在基板的外侧,而内核硅片与基板内的线路板连接,再通过固定在基板上的引脚引出。基板的上下两面都镀了层铜进行了屏蔽。赛扬CPU散热面的实际外形见图2,引脚面见图3。由此可见,内核硅片工作时产生的热量首先是通过复合陶瓷后再传到铜板的,最后由外接散热片将热量散发出去,而在铜的外侧镀镍起到了避免摩擦铜板和防止铜板氧化的作用。
图2
最佳的散热途径
从CPU的结构图上可以看出,CPU工作时的热量要经过多层不同材料间的热传导才能散发出去,而每一个接触面无论怎么处理,都不可避免地影响热传导的进行,有时一个接触面的温差可以达到3~4度。现在我们要做的就是尽量减少层数对散热的影响。风扇与散热片必不可少,而内核硅片与复合陶瓷无法分离(陶瓷周围有绝缘层固定),现在惟一能够做的就是将那层保护内核的铜板去掉了。去掉铜板后将减少两次的接触面,因此能进一步提高散热能力(但是保护性能就差了)。
图3
这个过程看上去相当的不可思议,但想想P3和铜矿已经将内核直接暴露在CPU表面之外,去掉铜板的想法还是很实用的。
动手之前
既然已经确定了本次超频的主要目的,下面就来准备必须的材料和工具。我提供的是一种非常简单、可靠的办法,不会让大家感到为难(当然,CPU可能除外)。下面就开始准备吧:一个不错的370接口的赛扬CPU、锋利的裁纸刀、小号一字螺丝刀、370转接卡、防静电薄膜和透明胶带。转接卡是用来固定CPU的,锋利的裁纸刀用来划开柔软的焊锡,而防静电薄膜是将CPU和转接卡包裹起来,既防止划下的焊锡残留在CPU或转接卡表面,又可以防止刀片划伤宝贵的CPU(当然,也要小心手啊),透明胶带用来绑紧防静电薄膜,螺丝刀用来最后撬起CPU上的铜板。
手术台上的表演
将CPU固定在转接卡上并用防静电薄膜缠绕几圈后用透明胶带粘牢,见图4。用裁纸刀将CPU铜板上对应位置的薄膜先轻轻地切下,露出铜板和边缘的焊锡,然后将刀垂直于CPU表面且沿着铜板的边缘一下一下地向下划,因为焊锡很软,不需要用太大力气。接着再将刀尽量平行于CPU表面,在同一地方向里划,这样就能将固定铜板的焊锡割下来。如此重复几次,从上到下逐步推进,将一边基本上清理干净后再处理另外一边。经过大约30~60分钟的努力,铜板与CPU基板连接部分的焊锡已基本清除干净,边缘形成了个直角。割焊锡时要注意清理铜板拐弯的地方,同时要注意CPU和你自己的安全。当感觉铜板有点微弱的晃动时,用小螺丝刀插入缝隙向上轻轻一撬,CPU的真实面目就会出现在你的面前。这最后一步千万别着急,如果用力太大,掀开盖子的同时,螺丝刀也有可能趁势划到里面的内核(由于复合陶瓷相当坚硬,别担心会把它捅破了)。
图4
揭开盖子后,能看到金光闪闪的内核了!那是个长方形的物体,有1×2厘米那么小,其表面光滑的程度完全可以媲美于镜子,即使用柔软的棉花也能在上面留下划痕,见图5,Intel在内核与铜片之间采用了沉淀银粉的技术,两层间不采用传统的散热硅脂,而是使用不怕高温且散热奇好的银粉!这样能大大提高散热的效率,见图6。现在我们就可以直接将散热片与内核接触了。
图5
最后的步骤
由于赛扬CPU的内核与基板平齐,如果将散热片直接放在CPU上则无法与内核紧密接触。采用导热的软性材料先垫在细小的内核上再盖上散热片是很自然的思路,不过这种做法虽然很简单,但软性导热材料的导热能力并不特别有戏,所以还是将散热片经过加工后直接贴在内核上才是上策。
图6
在去掉铜板的CPU上贴一层薄信纸,用笔将内核位置描下来,在纸上贴一小块双面胶后将精心挑选的高效散热片按正常位置贴到CPU上,这样那张画了内核位置的纸就转贴到散热片上了。用裁纸刀刻下内核的位置,将其他多余的部分锉掉(这大概要花半天时间,老天爷啊!),超级散热片就做好了,见图7。
图7
有了合适的散热片后就是整体的安装,认真考虑整个通风结构后的超级CPU见图8,是不是很酷?上面那两个可是轴流风扇,噪声小风力大,而且还可吹到北桥散热片上,真是一举多得啊!
图8
结果
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处理前 |
处理后 |
| 散热片温度 |
30℃ |
26℃ |
| 内核温度 |
— |
29℃ |
| 室温 |
14℃ |
22℃ |
表1
经过如此处理,CPU内核(这次真的可以说是内核了,我在散热片贴近内核的地方预留了测温头的位置!)的温度进一步降低(如表1)。原来的CPU在室温14度的房间测得散热片的温度是30℃(满载),而现在即使是22℃的室温,内核的温度也只有29℃!原来室温在15℃时超频到600MHz不稳的CPU,现在也非常老实起来,实验成功了。
图9
图9的左边是超到600MHz的赛扬运算104万位“π”的时间,是不是很快?而在右边显示了当前CPU的内部情况,600MHz只多不少!
最后的启示
将赛扬切开来的做法可不是我的独创,以前在日本的网站上就看到过,不过他们处理铜板的方法实在不敢恭维,似乎那只手只会抄起屠刀。其实超频既讲究创意,更讲究手法,一个合格的超频爱好者应该能用最普通的材料经过最简单的步骤来得到最满意最实用的效果。
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