主板结构对超频的影响

　　时下，随着围绕超频这个话题写的文章很多。大家看多了，自然而然就会对超频的硬件环境有了较深的了解。比如：选择好的主板、硬盘、散热风扇、内存、甚至电源对超频成功率的高低也有一定的影响。在这些设备之中，对超频帮助最大的应该是主板了。主板超频给广大DIYer带来了丰富的话题，“可加CPU工作电压”、“可加外部I/O电压”、“AGP同步工作”、“外频微调技术”、“线性调频技术”、“内存异步”等等。对超频有帮助的新功能不断涌现，而一些DIYer却过分依赖这些功能来达到超频的目的。很多DIYer对主板的用料方面，都抱着相同的观点：采用昂贵电子元件的主板就是好主板，稳定性好，超频成功率高。那些用廉价电子元件的“烂板子”不适合用来超频。这个观点有其正确的一面，也有其不完全的地方。

一、主板两个加电压功能（CPU工作电压、外部I/O工作电压）的工作原理：

　　“这块CPU超频不上去，加电压试试”，这是很多发烧友在超频失败后首先会想到的。从理论上讲，为什么加电压会使CPU超频成功率上升或工作得更稳定，在很多的文章中都有说明——主要原理是放大高低电平的讯号，在这里我就不重复了。但从主板的角度来讲（特别是长期超频使用的主板），增加CPU的工作电压是十分危险的。以前在各种计算机杂志发表的文章中，无数次提到过加电压会损坏CPU的观点，可几乎很少会提到加电压对主板的影响。主板上控制CPU和各部分电压的元件是POWER IC和场效应管（俗称MOS管或三极管），主要的分压功能是靠场效应管来实现的，场效应管（下面简称为MOS管）就是我们平时看到一般附有散热片的元件。主板的每个重要部分，如：CPU、内存、芯片组、Cache都有一个相对应的MOS管供给其稳定的电压，MOS管本身有自己的额定电压和额定电流的限制，长时间过高的电压会使MOS管过热，很容易烧毁MOS管。其实不靠加大CPU的工作电压，而加大MOS管对CPU的供电电流也能对超频起到很好的效果，由于电压不变MOS管也不会过热。只要在设计的时候安置一个能供应CPU较强电流的MOS管就可以了。但事实并不是这样简单的，无论是增加电压还是增强供电电流，对主板布线的要求都很高，供电的线路一定要布得足够粗才行，否则有烧坏板子的危险（主板的PCB烧坏的话，十之八九是报废了）。如果你长时间加电压超频使用的主板，请检查一下主板背面的线路（绿色的主板看得更清楚）有没有发黄的线路，那就是因为加电压超频对供电线路造成的伤害，时间长的话，有可能会起泡甚至烧断线路（PCB一般都是4层板，如果烧断的是中间层的线路就彻底报废了）。由此可见，加电压超频对主板来说也很危险。

　　“提高I/O电压，可以使差的内存稳定工作在更高的工作频率上”。不知从什么时候开始，一些主板开始提供提升外部I/O电压的功能来，而提升I/O电压主要是为了让差一些的内存也能更稳定地超频。如果靠提高内存工作电压就能使它工作得更快的话，是不是所有的PC100内存只要标明3.5V工作电压，就能立刻升级到PC133规格了呢？当然不是。事实上很多标明5V的EDO内存也可以稳定工作在3.3V，另一方面，很多3.3V的SDRAM即使工作在5V的环境下，也无法稳定工作在更高的工作频率下。从设计原理上分析，好的布线和时钟RC电路（R=电容 C=电阻）的配合对内存工作的影响远比工作电压的高低要明显。时钟发生器（CLOCK GEN）到内存的时钟线最好是等长的，如果有明显短的线则必须加上RC电路对数据传输进行延时（也就是数据相位的调整），目的就是要让一组数据同时到达内存中，不能有相位差。如果出现了相位偏差，那就会造成内存工作不稳定。在高工作频率下，由于讯号的周期短，更容易出现相位偏差的情况，也就是为什么越高的外频，越挑内存的原因。因此从理论上来讲，主板布线合理标准并配合RC电路可以使较差的内存稳定工作在较高的系统外频下。笔者曾经在一块还是工程样品的主板上，通过调节RC电路使PC100的内存以同步方式稳定工作在140MHz的外频，够酷吧！可惜那块主板经过这样的调整，对一些PC133的内存反而更挑了，RC电路是很难调的。

　　虽然主板可以靠提高工作电压的方法来达到超频的目的，但真正应该注重的是依靠主板本身良好电路设计来实现超频的稳定，何况提高工作电压对CPU和主板的危害是很大的。 二、主板电容的用料对超频的影响： 　　很多发烧友都认为，主板采用了越大的电容，性能就越稳定。因此大家对一些使用了1500μF，甚至是2000μF电容的“高档”主板十分推崇，其实是陷入了一个误区。要说明这点，我们先要从主板的供电系统谈起。

　　现在的个人电脑越来越快，随着CPU主频和系统总线工作频率的提高，对主板供电的要求也越来越严格，尤其在我们将CPU超频的时候。因此主板稳定工作的前提是必须有纯净的电流供应。主板是由机箱电源直接供电的，从机箱电源出来的电流是很“脏”的，如果用示波仪观察会发现有很多的尖峰和杂波。在这点上，细心的读者应该可以看出选择一个好的机箱电源对超频是有一定的帮助。有时候换一个优质的大功率机箱电源，能使主板超频更加稳定。现在回到正题上来，主板必须对电源进行过滤和净化才能使用。过滤净化的方法就如同我们平时家用净水器的原理，我们知道净水器用不同的滤质对水中的无机杂质和有机杂质进行过滤。主板也一样，针对不同的杂讯用不同的元件来进行过滤和净化。主要的元件有扼流线圈和大小电容。原始电流首先流经扼流线圈（俗称线圈），因为线圈有一个蓄能的特性，它可以初步过滤掉一些高频杂讯，然后进入电容组进一步过滤，净化，拉平（把峰形波拉成方波）。电容组由大小两种电容组成，小电容一般指0.1μ或小于0.1μ的贴片电容，其规格为0805，主要是过滤高频杂讯的。这种电容的频率响应范围比较大，也可以过滤掉一些中频杂讯。大电容指的是1000μ以上的电解电容（俗称直立电容），它的频响范围主要在低频区，所以一般用它来过滤低频杂讯。

　　稍稍介绍一下关于大电解电容的知识，一般的大电解电容的外皮上都有一条金色的带状线，上面印有一个大大的“I”字母，表示该电容是LOW ESR（低漏电，低噪音）的。电容外皮上还印着该电容的耐温参数，一般为105℃。1000μ以上的电解电容以前只有日本才能生产，现在大陆和台湾也能生产了，制作工艺丝毫不比日本的差，所以这种电容不一定非用日本产的不可。外皮的颜色差异（有黄色、黑色、绿色、蓝色）仅表示该电容的热补偿能力的不同。不过，根据实际使用的效果来看，差别不大，所以只要电容能达到其标称的性能就可以了。简略介绍完电解电容后，现在我用一个例子来比喻1000μ和2000μ电容滤波的效果。我们把电容滤波的过程比喻成削梨。有的人削梨皮比较宽，所以削得快，但浪费比较多；有的人削梨皮比较窄，所以削得慢，但浪费少。采用2000μ的大电解电容如同前一种削梨的方法，可以用较少的电容来完成电源的滤波过程，而采用1000μ的小电解电容如同后一种削梨的方法，用较多的电容并联来完成电源的滤波动作。前者滤波波形损失较大，严重的甚至会滤掉一些重要的波形，（可以做实验来验证，把现有主板上1000μ的电容全改为1500μ或2000μ的大容量电解电容，很有可能会导致无法开机），后者由于多个电容并联能产生并联效应，所以对波形损失少，也就是滤波的效果好些。说到这里大家应该明白为什么说“主板用容量越大的电解电容越好”是不全面的了。正确的说法是：好的主板设计必须用足够的电解电容，而不是纯粹为了节约成本而采用较少的小容量电解电容。在布局允许的情况下尽量采用多个较小容量的电容来代替大容量的电容，既节约了成本，效果也比较好。当然布置了大量电解电容的主板不仅需要更大的主板面积，造成不必要的成本增加，也影响了主板的美观。这就需要设计人员合理用料来平衡成本和产品性能这两方面的关系了。

　　关于电容的文字写了这么多，笔者的目的是为了让大家了解在挑选有利于超频的主板时真正应该注意的问题。不是拿到了主板先看上面的大电解电容是多少μ和什么颜色的，并以此来判断主板的好坏。不要过于迷信采用昂贵的元件对主板超频的效果，有时候所谓的“烂板子”超频效果也是不错的。真正的烂板子性能较差的主要原因是BIOS的不能很好地优化，布线和电路设计有缺陷，用的廉价料件无法达到标称的性能，等等，这里就不再详述了。 　　主板对超频的帮助是很大的，但要挑选出一片真正优质的主板（大家称之为“超频王”），并不能简单地从外表上看出来，还是要靠实际使用情况来作为判断的依据，实践出真知嘛。 (magicapple)