计算机系统维护毕业论文

工程职业技术学院

CPU超频与散热方案设计

学号：201412054206

：定超

专业：计算机系统维护

指导教师：任杰

完成时间：2017年1月1日

摘要

选择最合适的超频方法，对CPU进行超频，对比出超频前和超频后的实际性能提升，以及发热量的增加，找到超频对CPU性能带来的利和弊。测试不同散热方案对CPU温度的影响，首先是风冷散热方案，包括了下压式散热器和侧吹式散热器的对比，侧吹式散热器相比下压式散热器针对CPU拥有更高效的散热效率，但占用更大的空间。然后是水冷散热方案的实施和测试，水冷对比风冷散热的优势很明显，液体的高比热容能带走更多的热量，让CPU 的封装表面温度更低，温度波动相对风冷也更小。但安装相对风冷繁琐很多，并且有一定的风险性。此次综合实践使用了不同的CPU对比超频带来的性能提升，并在相同CPU相同频率的条件下对比不同散热的散热效率，证明了CPU超频的可行性，水冷散热的高效性。

关键字：CPU，超频，散热

目录

第一章绪论 (1)

一、研究背景 (1)

二、研究目的及意义 (1)

三、研究的容 (1)

第二章CPU超频 (2)

一、CPU超频简介 (2)

二、超频方法 (2)

1.跳线超频法 (2)

2.软件超频法 (3)

3.BIOS超频法 (3)

第三章散热方案设计 (3)

一、被动式散热方案 (3)

二、风冷散热方案 (4)

1.下压式散热器 (4)

2.侧吹式散热器 (6)

三、水冷散热方案 (6)

1.水冷发展简介 (6)

1.一体式水冷散热 (8)

2.分体式水冷散热 (9)

第四章水冷水温计设计 (11)

一、设计要求 (11)

二、设计思路 (11)

第五章测试数据对比 (12)

一、测试平台介绍 (12)

二、CPU参数对比 (12)

三、CPU性能和发热对比 (13)

1.性能对比 (13)

2.发热对比 (14)

四、散热方案实施和数据对比 (15)

1.风冷散热方案 (15)

2.水冷散热方案实施 (16)

3.水冷散热方案测试 (23)

结论 (25)

参考文献 (26)

致 (27)

第一章绪论

一、研究背景

随着计算机行业的快速发展，PC的快速普及，越来越多的人开始DIY 自己的电脑，人们对电脑的各个硬件的要求也越来越高，其中中央处理器（CPU）的性能就变得尤为重要。而对于消费者来说，更好的性能往往意味着更多的付出，拥有高主频的旗舰型CPU的价格让人望而却步。但超频可以一定程度上解决这个难题，在CPU和主板允许的前提下，人为提高CPU的运行频率从而提升性能是一个不错的选择。超频在提高性能的同时也会让CPU在超负荷运行状态下产生更多的热量，这个时候散热能力就显得尤为重要，如何让CPU在超频状态下正常工作就成了摆在人们面前的一道难题。而我们的工作就是在CPU极限超频的状态下找到最好的散热方案，以满足CPU的正常稳定运行。

二、研究目的及意义

主要测试出CPU超频带来的实际性能提升，发热量增加，功耗增加等数据，找到超频能给使用者带来多大的好处。还测试出CPU在不同的散热方案下的不同温度，找到最好的散热方案。

三、研究的容

首先是选择了同一价位下不能超频的服务器级CPU——E3-1230-V3和主打超频性能的桌面级CPU——I5-4670K之间的数据对比，包括各项参数对比，相同散热方案下的发热和功耗对比，单核性能以及整体性能的跑分对比。然后是对I5-4670K在默频和超频状态下的发热功耗对比，单核性能以及整体性能的跑分对比。最后是针对I5-4670K在超频状态下的散热方案设计，包括侧吹风冷和水冷条件下的温度测试。同时在水冷散热方案中加入自制水温计以实时监测水温的变化情况。

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第二章CPU超频

一、CPU超频简介

在购买处理器的时候，会看到它的运行速度。例如，Pentium 4 3.2GHz CPU运行在3200MHz下。这是对一秒钟处理器经历了多少个时钟周期的度量。一个时钟周期就是一段时间，在这段时间处理器能够执行给定数量的指令。所以在逻辑上，处理器在一秒能完成的时钟周期越多，它就能够越快地处理信息，而且系统就会运行得越快。1MHz是每秒一百万个时钟周期，所以3.2GHz的处理器在每秒能够经历3，200，000，000或是32亿个时钟周期。

超频的目的是提高处理器的GHz等级，以便它每秒钟能够经历更多的时钟周期。计算处理器主频的公式是这个：

外频（以MHz为单位）×倍频= 速度（以MHz为单位）。

在某些CPU上，例如Intel自1998年以来的处理器，倍频是锁定不能改变的。在有些上，例如AMD Athlon 64处理器，倍频是"封顶锁定"的，也就是可以改变倍频到更低的数字，但不能提高到比最初的更高。在其它的CPU上，倍频是完全放开的，意味着能够把它改成任何想要的数字。这种类型的CPU是超频极品，因为可以简单地通过提高倍频来超频CPU，市面上可以见到的AMD黑盒处理器和Intel以K末尾的处理器就是这类CPU。

在CPU上提高或降低倍频比提高或降低外频容易得多了。这是因为倍频和外频不同，它只影响CPU速度。改变外频时，实际上是在改变每个单独的电脑部件与CPU通信的速度。这是在超频系统的所有其它部件了。这在其它不打算超频的部件被超得太高而无法工作时，可能带来各种各样的问题。

二、超频方法

1.跳线超频法

在Pentium系列CPU以及更早的年代，主板厂商为方便用户超频，特别设计了一种超频方法，就是跳线超频法（OC Jumper）。跳线超频是指在主板上设置有跳线帽和插针，通过跳线帽与不同插针的短接来改变外频或者电压，达到超频的目的。设置有超频跳线的主板，在主板上有专门的超频跳线。如何跳线达到什么外频，在主板说明书上都有专门说明。有的在主板上超频跳线旁边就有注解。

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