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降低电脑性能的终极原因

本文作者: 发布时间:2021-04-02
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降低电脑性能的终极原因

降低电脑性能的终极原因

降低电脑性能的终极原因

一般来说,所有电脑,随着工龄增加,工作效率也会越来越低。
而我们往往以为,导致性能下降的原因,不外乎三点:
吃撑了(磁盘装太满);年纪大了(硬件老化);被投毒了(软件越来越吃性能)。
但是真正影响性能的因素,却往往被大家忽略,那就是工作温度

现代 CPU 通常能通过各种技术,调整工作频率,控制性能表现,例如 Intel 的睿频加速(或 AMD 的睿频核心)技术。
根据 Intel® 睿频加速技术 2.0 的概述,影响 CPU 性能表现的主要因素有 5 点。
1.工作负载类型
2.活跃内核的数量
3.预估的电流消耗
4.预估的功耗
5.处理器温度
其中影响性能最明显,也是我们用户能够主动控制的,就是第 5 点,处理器温度

CPU 工作时必然会释放热量。
根据 Intel CPU 产品规格页面显示,似乎所有 CPU 的最高工作温度都是 100℃。

在 CPU 处于极度愤怒状态时,温度甚至可以超过 100℃,直接把牛排煎熟。

就像 Intel 在睿频加速技术 2.0 告诉我们的,通常我们也都认为,当 CPU 的温度过高时,它会自动降频,爱护自己。
但经过小淙的实机测试发现,现在的 CPU 在高温中,似乎也不会主动降频,甚至当温度达到 100℃,也不会立刻降频。

从上图分钟可以看到,当 CPU 达到 100℃ 时,频率并没有立刻下降。
当高温持续约 30 分钟后,CPU 才开始逐渐降低频率。
这个结果在 Linpack 的性能基准测试中也是一样。

这个结果让小淙很是惊讶,看来现代 CPU 已经耐用性已经非常夸张。

但是,这并不意味着我们就可以,肆无忌惮地让 CPU 持续在高温中工作。
正所谓只有累死的牛,没有耕坏的田。
偶尔突破极限没有太大问题,但如果 CPU 长期被压榨于高温中,它的身体迟早会吃不消,不光整体性能会逐渐降低,阳寿也会减少
一般来说,CPU 应该在70℃-85℃这个区间工作,可以获得最大的性能,又不至于榨干 CPU。
85℃-99℃ 也在 CPU 的设计工作范围内,但时间长了会逐渐影响性能表现和寿命。

这也是为什么时间久了,我们会感觉电脑变慢的主要原因。

不知道大家有没有,长期关注 CPU 的工作温度。
通常在电脑职业生涯的初期,它的散热表现都是不错的,温度一般能够控制在80℃ 以下。
但随着时间推移,电脑的散热系统表现会越来越差,平均工作温度也会慢慢上涨。
如果不是 特别无聊的人 深爱 CPU 的人,很难会发现这个问题。

散热性能降低的原因,主要有两点。
一是散热硬件效能降低,例如风扇上和冷管上布满灰尘,影响风扇运转。
还有就是导热硅脂干化

导热硅脂是介于 CPU/GPU 与散热器中间的一层,牙膏状物质,通常为灰色或白色(颜色与性能无关)。
导热硅脂由很多成分组成,常见的有铝、铜、氧化锌等,更凡尔赛一点甚至会用上银、金甚至钻石。
之所以选择这些成分,并不是为了装逼,而是为了提升硅脂的「导热性」,这也是导热硅脂存在的根本原因。
如果把 CPU 拆开,会发现发热的芯片其实只占封装的一小部分,煎牛排的高温都来自这块区域。

而散热区的工作,就是将芯片的热量,分散到更大的区域,从而加大与散热器的接触面积,加速冷却。

肉眼看上去的 CPU 和散热器的表面光滑平整,但实际上非常粗糙。

如果直接将散热器压到 CPU 上,结果就是接触面积很小,空气填满间隙。
要知道,静止的空气是最好的「保暖」物质。
更厉害的是,CPU 表面和散热器表面,甚至不是水平的
一般来说 AMD CPU  的中间略微突出一些,而 Intel 中间则略微凹陷。

为了节目效果,图片略有夸张
如果不涂硅脂,散热器根本无法与 CPU 有效接触,成了装饰。
硅脂可以有效填补 CPU 与散热器缝隙,让它们的交合更加彻底。

江湖上流传着很多涂抹硅脂的技法,具体使用哪种方法,主要看硅脂的流动性。
但首要原则是「够用就好」
一般来说,单独购买的硅脂一次是用不完的,所以有些朋友秉着勤俭节约的态度,将尽可能多的硅脂涂抹到 CPU 上,这样反而会增大 CPU 的散热压力。
因为硅脂导热性再好,也远不如金属好。

涂抹硅脂最好的状态是只填补缝隙,让金属与金属直接接触,但这很难操作,硅脂太少就会残留空气,影响散热。
所以我们一般在保证均匀、无气泡、无杂质的前提下,硅脂越薄越好

还有一点是,硅脂不能溢出,因为硅脂或多或少具有导电性,如果硅脂滴落到主板上,可能会让主板短路报废。
高流动性的硅脂,推荐使用刷子涂抹,比较好操作,均匀薄涂到 CPU 表面即可。

中等和低流动性的硅脂,推荐先滴一小点在 CPU 中心,然后用干净的保鲜膜包裹手指,给它搓匀。

不推荐使用卡片涂抹,难度系数太高,不容易薄涂,为了涂均匀往往需要使用过多的硅脂。

也有朋友会直接滴一点在 CPU 中心,然后用散热器将其压匀。
但是参考上一张图我们会发现,CPU 的发热中心其实是一个长方形,所以更推荐将硅脂挤成长条,而不是一坨。

用散热器压匀硅脂没什么问题,不过考虑到上面说的,Intel CPU 因为中间略微凹陷,可能需要多一点硅脂,太少的话无法覆盖发热区域。

涂硅脂其实只要覆盖发热区域即可,边缘部分对散热没有什么帮助。
另外注意,现在买 CPU 送的散热器,一般底部已经准备了硅脂,直接盖上去就好。,免去用户手动涂抹的麻烦。

如果使用自带散热器,就不用再单独涂硅脂了,适得其反。

最后,导热硅脂在电脑的整个生命周期中,是否需要更换,一直有比较大的争议。

小淙自己多次尝试发现,更换导热硅脂对 CPU 降温的帮助非常明显
这可能是最便宜,也最易操作的控温方法。
随着电脑的使用,3-5年左右硅脂就会发干,散热效果必然会降低。
但也并不是所有人都需要更换硅脂,如果你的电脑只是做简单办公、学习,基本不会全速运转。对散热的需求就没有那么高,硅脂干的速度也会很慢,电脑整个生命周期都不需要换硅脂。

但如果你的电脑用来玩大型游戏、视频编辑等高强度工作,那么两三年换一次硅脂收效还是挺明显的。

既然已经打算换硅脂了,就尽量选择好一点的,对得起这趟折腾
购买硅脂,至少选择导热系数在 5.0w/m•K以上的。

不过导热硅脂市场比较乱,导热系数虚标严重,而且越小的厂胆越肥。
因为本文非常良心,不包含任何广告(没人投广告),所以这里就不推荐具体品牌和型号了。
大家尽量选择大厂产品,价格在 15-30 块钱左右即可。

另外,监控硬件温度,也请选择靠谱的软件,例如 Intel 官方的 Intel Power Gadget ,AMD 官方的 AMD Ryzen Master。还有第三方的 AIDA64。

降低电脑性能的终极原因

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