[技术讨论]CPU为什么不能一直超频呢

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[技术讨论]CPU为什么不能一直超频呢

进入大学，组装一台属于自己的台式电脑。这应该是十年前大多数大学生的梦想，然后就会在课后闲暇时候，在各大电脑卖场游荡，比较各种模块，比如主板，显卡，硬盘，显示器等等的各种参数，然后摸摸自己的口袋，争取以最小的花费配置一台性能最优的电脑。到了现在，基本是笔记本电脑的天下，不太会花时间去研究各种配置，这也是快节奏生活的体现吧！

在配置笔记本的时候，CPU超频能力，会尤为看重。毕竟CPU超标后，使之运行频率得到大幅提升，也就可以让CPU在更短的时间完成更多任务，效率大大得到提高。但不可能一直超标一直畅快。长时间超频损害很大，短时间超频运行损害较小。超频会产生大量的热，使CPU温度升高，从而引发“电子迁移”现象，而为了超频，通常会提高电压，如此一来，产生的热会更多。因此超频的频率越高，对CPU的损耗就更大。超频的过程就是不停的加高主频让硬件超越其设计的指标和性能，也就让低配变高配。这也是由于“地主家也没有余粮”普通大学生无奈的做法，明知道超频对电脑有伤害，但是为了追求性能，苦于囊中羞涩的无奈做法。所以体验超频带来的飞速体验的时候，就要忍受超频后随机出现的死机，蓝屏的现象。这些现象就涉及到信号的时延了。 CPU是很复杂的集成电路芯片，里面包含上千万门电路，用来分析肯定困难。所以就用最简单的CMOS反相器电路，来做说明。尽管两者性能参数相差甚远，但是底层原理逻辑是相同的，可以借鉴说明。通过两个小实验进行验证，通道1包含两个反相器，通道2包含四个反相器。所以两个通路最后输出的信号相位和输入信号幅值大小是相同的，对于理想的电路，此时相位也应该是相同的，不会有延迟。

当输入信号方波是50KHz，通过示波器可以看到，通道2的输出信号是延迟于通道1。对于此时的输入信号而言，频率不够高，所以通道1和通道2的时间间隔不明显，也不会对信号的传输有什么影响。

随着输入信号的频率升高，达到5MHz的时候，就可以发现，相同的时延，在高频率的时候产生了显著的相移。此时通道2可能延迟通道1，有五分之一个周期。如果进一步提高输入信号的频率，很可能延迟周期会达到二分之一周期乃至更高。

此时通道1和通道2要做数**算的话，就会造成得到的结果和理想的结果相差甚远。下面是一对信号相同的输入信号，经过一段链路后，要进行相加的处理后，然后送入下一级电路处理，相减之后的信号应该是0到4V的周期信号。

如果此时通道2的信号由于电路链路的原因，延迟了二分之一个周期，那么相加之后的信号，就会发生畸变，和需求相去甚远。以至于最后的设计达不到要求。此时通道2的时延信号就会变成一种干扰。尽管现在的数字系统，只有0和1的状态，但本质上还是模拟系统，不会是理想器件的状态，现在的芯片基本都是晶体管组成的各种各样电路，只要晶体管有电流流过，就会产生时延，数字电路对这种时延的敏感度是有一定限制的，超过了这个限值，数字电路就会工作不正常，所以CPU就限制了工作的最高频率，不会一直超频下去！

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作者：deskchange
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来源：21ic
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