超頻傷害 CPU 的真相

蠻久之前的文章，不小心爬文爬到的，大家多少看看了解一下就好

前言

有些人並不鼓勵超頻，其原因在於超頻會降低 CPU 壽命或造成系統不穩定，然而這樣的回答必定無法滿足許多人求知的慾望，以下為大家分析做更深入的分析。

超頻的好處

我想超頻的好處，不用說大家都知道，就是「省錢」。 K6-166 跟 K6-200 差價約 3000 元，我們知道每個 K6-166 如散熱得當，幾乎都可穩超 200，買 K6-166 超到 200 馬上現賺 3000 元，看到最近許多店家的 K6-200 或 MMX-200 滯銷，除了是因為降價的風波之外，其實本站「超頻者的天堂」也要負一部份的責任，真是不好意思啦。

超頻對 CPU 的傷害

有部份的人並不鼓勵超頻，因為超頻會使系統不太穩定。在超頻的情況下，系統當機或發生錯誤的可能性會增加，這的確是不爭的事實，但這僅僅是一種可能性而已。我要說的是，一個超頻的系統，我們還是可以把他搞得很穩定。另一個人們不鼓勵超頻的原因是，超頻所產生的高溫會使 CPU 減低壽命，這是今天所要討論的重點。

以下是一篇 BBS 的舊信，內容說道，雖然 IMPP 120 很吸引人，但許多人曾對它的壽命非常懷疑，IMPP 120 超到 200 之後，到底壽命還剩多少? 這是個值得令人深思的問題。

>: 那現在花個 3000 多塊買 IMPP 120 大家認為有價值嗎 ?
>: 能超頻 200 MHz 固然令人心動,但 CPU 的壽命會很長嗎 ?

根據電子學理論,頻率提高(如果穩定)對於元件壽命並不會有影響, 但是頻率變高後,卻會產生較高熱量,例如,如果P133是12W的話, P200=12*(1+(200-133)/133)=18W,多出這六瓦在這一顆小小CPU裡, 如散熱不好將會產生極高溫度,溫度對半導體卻是一大殺手,因為半導體對溫度是一個正回授的感應,所以如果你超頻的話,一定要加強case 的空氣流通,以及CPU風扇的加強,我保證等到下一世代CPU來臨時, 你的超頻CPU還是不會壞! (備註:Si這材料本身就是一個很穩定的物質) 歡迎來信討論 ulh@honey.ee.nsysu.edu.tw


為了了解這個問題，我們必須先了解「超頻」對 CPU 所造成的傷害。為什麼「超頻」會對 CPU 造成傷害? 其實原因很簡單，就是熱(heat)。超頻會產生大量的熱，使 CPU 溫度升高，而引發「電子遷移」現象(後面會談到)。而為了超頻，我們通常都要增加電壓使訊號更清晰，如此一來，產生的熱又更多了。然而我們必須明白的是，並不是熱直接傷害 CPU，而是熱所導致的「電子遷移現象(electromigration)」在毀損 CPU 內部的晶片。很多人說他的 CPU 超到燒掉，其實嚴格來說，應該是高熱所導致的電子遷移現象所引發的結果。

Tom's Hardware 指出，為了防止電子遷移現象的發生，我們必須把 CPU 的表面溫度控制在攝氏 50 度以下，這樣 CPU 的內部溫度就比較可以維持在 80 度以下，於是電子遷移現象就不會發生。電子遷移現象並非立刻就毀損你的晶片，他是一種慢性的過程，或多或少的降低你 CPU 的壽命，假如你讓你的 CPU 持續在非常高的溫度底下工作。

何謂電子遷移現象(electromigration)

那麼「電子遷移」到底是什麼? 「電子遷移」屬於微電子科學的領域，在 1960 年代初期才被廣泛了解，是指電子的流動所導致的金屬原子移動的現象。 (electro-電子的，migration-遷徙或移動，此處翻成電子遷移，也有人翻成離子遷移或金屬遷移，不管怎樣，了解意義最重要)

在電流密度很高的導體上，最典型的就是 IC (積體電路) 內部的金屬導線(metal line)，電子的流動會帶給上面的金屬原子一個動量(momentum)，而使得金屬原子脫離金屬表面四處流竄，結果就導致金屬導線表面上形成坑洞(void)或土丘(hillock)(如右圖)，造成永久的損害。這是一種慢性的過程，一旦情況越來越嚴重，到最後就會造成整個電流短路(short)，整個 CPU 就宣告報銷了。



你可以把「electromigration」想像是洪水氾濫，造成地面滿目瘡痍的景象，或是颱風過境，建築物被吹的東倒西歪。我想這樣的比喻應該蠻恰當的。

「電子遷移」受許多因素影響，其中一個是電流的密度。電流密度越高，電子遷移現象就越顯著。從 CPU 的發展史，我們可以發現，為了把 CPU 的 die size 縮小， IC 越做越小，線路做的越細越薄，如此，線路上的電流密度就變得很大，所以電子的流動所帶給金屬原子的動量就變得很顯著，金屬離子就容易從表面脫離而四處流竄，形成坑洞或土丘。另外一個因子就是溫度，高溫有助於「電子遷移」的發生，這就是為什麼我們要把 CPU 的溫度維持在 50 度以下(手摸起來溫溫的)。至於溫度是如何影響「電子遷移」，有興趣的朋友可以自己去研究研究。

結語

由以上的分析，我們了解超頻會對 CPU 造成傷害的原因在於高熱所引發的電子遷移現象，所以只要我們做好散熱，超頻甚至一點危險也沒有。

我並不是電子科出身的，以上的內容都是參考網路上的資料整理而得，所以或許會有一些錯誤，所以我做了一個留言版，還望此領域的前輩或高手出面指教，另外你也可發表自己的看法。

(本文作者 jackky)
P.S 留言板網址已掛..所以沒將超連結貼出來 =.=

不錯的文章

[vwaqc]

等壽命到又想升級ㄋTHANKS

[wky7021]

您太客氣了,又學到了

[leowang]

受益ㄌ~~~

[adam leung]

很棒的知識 學到很多
CPU核心電壓別加太多，且能克服散熱問題的話，
超頻不是問題

受教了..

其實超頻也不錯阿
而且現在更新率那麼高
2年升級一次就差不多了
不過這是一片好文章
感謝分享唷

謝謝嚕~
偶不敢超嚕

受教ㄌ~@@~

thx so much..i just overlock my p41.6g to 2.3g...

[unguest]

還是不要亂超頻的好

同一週期所生產的CPU 本身的頻率就不一定了~

很詳細ㄟ....感謝分享歐.........

[辛塔]

多謝解說

對此有個概念
以免日後無知的狀況下
傷害CPU

thx...........