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现在我们对cpu超频的做法都是提升cpu的倍频,但是cpu主频 =倍频 *外频 ,从这个公式来看提升外频也是可以提高主频的。为什么不超外频?因为随着芯片组功能结构的改变在现在的平台上超外频已经十分困难,但是在老的775平台上,超频主要是依靠超外频实现的。

独立的北桥与外频

先看一张p43芯片组的架构图
图片来自技嘉主板手册

可以发现,CPU只能和北桥芯片交换数据,处理器访问pcie、内存和挂在南桥上的sata、usb等外接必须经过北桥,如果北桥和CPU、内存和pcie的数据交换速度能提高,那么整个系统的运行速度就提高了。北桥与其它部件交换数据的速度就是外频

775平台北桥的外频预设值有133MHz,200Mhz,333Mhz,400Mhz。外频可以调节

前端总线FSB

既然外频是北桥与主板上其它部件交换数据的速度,那么CPU和北桥、内存与北桥交换数据的速度就是外频了?一开始确实是这样,但后来由于DDR(Double Date Rate)和QDR(Quad Date Rate)技术的出现,电子元件间交换数据的倍率能提高到双倍和四倍,实际的传输速率不再等于外频,而是外频的双倍或四倍。DDR内存就是双倍的,我们常说的内存频率实际上是内存原本的频率乘以2。Intel 775平台下处理器与北桥交换数据则是QDR,也就是说实际传输速度是外频乘以4。

因此有了一个单独的定义:前端总线FSB(Front Side BUS),它指的就是CPU与北桥交换数据的速度。在775平台下,FSB =外频 *4

FSB概念最先由AMD提出,在K7和Athlon平台上使用。AMD和Intel两边对FSB的定义不一样。
前端总线不仅是CPU与外界交换数据的通道,CPU各个核心之间交换数据也要经过北桥的FSB通道。提高FSB频率在775平台上能带来显著的性能提升,要提高FSB频率就需要提高外频。

超外频的时代

由于775的cpu只有当时价格昂贵的酷睿至尊系列(如x6800,qx9650至尊以上型号)开放倍频,酷睿和奔腾e系、图吧传奇771硬改至强都锁倍频,所以775超频主要是超外频。一般的做法是选用FSB低于芯片组原生支持的最高FSB,TDP较低的cpu型号,然后不断调整供电参数拉外频。
可以超频的搭配举例:

  • 奔腾e2xxx(FSB800mhz)配945(本来最高外频是266,一些945主板支持oc至333外频)
  • 酷睿e系如e8xxx(FSB1333mhz)配P43(400外频)
  • 至强e54xx(FSB1333mhz)至强l54xx(FSB1333mhz而且TDP很低)配p35,g31(按照Intel规范的g31的最高外频是333,但是某些主板能oc支持400外频)

在这种超频方式下,只要外频没有达到北桥芯片原生支持的最高频率,瓶颈只有cpu的体质和供电,超过了原生最高频率可能有外频墙,如g41只能到333mhz p43到400mhz。但是对于p45,p35而言可以超400mhz以上,到了400MHz以上就要考虑北桥体质了。

主板好还可以选用功耗大的酷睿q系和至强x系,但一般不用fsb默认就是1600的cpu如至强e5462(e5450是FSB1333mhz下主频最高的至强,后面的型号都是fsb1600的了),这种情况下超频空间较有限。

超频注意事项

1.北桥散热

北桥发热是775平台一大痛点,由于FSB前端总线老旧的设计,cpu与其它部件交换数据必须经过北桥,因此发热量巨大,超了外频之后更是。北桥的状况对775平台的稳定性有很大影响,过热容易死机,不利于继续提升外频了。超外频一定要注意北桥散热,最好加上小风扇,因超频使北桥过热烧毁的情况在775平台有不少。

2.锁定pcie频率,开始时适当降低内存频率

提高外频影响的不仅仅是CPU,pcie频率和内存频率也会提高。pcie频率一般没有必要改变,过高还可能导致显卡损坏。在bios可以找到锁定pcie频率的选项。

直接超外频也会使内存超频,为了防止内存频率先于CPU达到瓶颈,可以调节FSB:DRAM比率 来适当降低内存频率,CPU超频稳定后再单独调节内存频率

3.P43和P45的区别

P43和P45都原生支持400外频,可以用FSB1600 MHz 的cpu

两者的差别在于体质。p43是体质较差的p45,虽然原生支持400外频,但不好再往上超,很多p43主板会有外频墙,这个墙一般在比400多个十几MHz 的地方(如技嘉p43在418mhz左右),过了1mhz 就不能开机了。而且就算没有外频墙限制,p43本身的体质也不允许继续往上超了,所以p43用到400外频就够了,更高的外频必须上p45或p35,至于能到多少则要看芯片体质。

高端和低端p45的差别主要在供电上(还有mos管和北桥的散热),这决定了主板超外频能力的上限。


整合北桥

虽然提高FSB带来的性能提升很大,但外频同时影响CPU、内存和pcie,是不能无限提升的。到775平台末期时FSB前端总线的频率已经达到了瓶颈,继续提高FSB已经不现实了。
而且在这种架构下CPU访问内存必须要经过北桥,这增大了内存延迟。

此时AMD早就用上了HT总线,并从k8开始将内存控制器集成进CPU。Intel已经受制于FSB总线带宽瓶颈,落后的FSB必须要抛弃了。

QPI和DMI总线

2008年,Intel推出x58芯片组,将内存控制器集成到CPU内从而使CPU可以直接访问内存,并带来了全新的QPI总线用来连接CPU和“北桥”,CPU内各个核心也使用QPI总线互联,“北桥”与南桥则用DMI总线互联。FSB从此成为历史。

x58从外表上看仍然有北桥芯片,但只作为pcie控制器并负责和南桥连接,已经不是传统意义上的北桥了。
内存直连CPU
x58由于设计较早没有把北桥所有功能都整合,Intel随后推出的1156平台则完全取消了北桥,CPU集成了原先北桥上的集显和pcie控制器,并通过DMI总线直接连接南桥,于是北桥永远消失了。集显由于进入CPU核心,从此有了一个新名字:核芯显卡
没有北桥了
北桥还在时,主板芯片组指的是北桥+南桥的搭配,没有了北桥后主板芯片组便特指原来的南桥(应该不能再称作“组”了吧?),主板于是成了今天的模样。由于负责IO的那个芯片(南桥)仍然在主板偏下的位置没有变,南桥这一称呼仍在DIY玩家中使用。