【PConline 真相俠】六月盛夏，這種酷暑天氣折騰人同時也折騰著PC裡的DIY硬體。為了散熱，有的人機箱裡塞滿了風扇，還不惜花重金購入CPU散熱器，為的就是「把CPU滿載溫度壓到60度以下」——有人說散熱不好會影響CPU性能及穩定性，這是真的麼？如果是真的，要多高的溫度才算是「安全線」？今天我們就來驗證一下。
■為什麼大家都糾結CPU溫度？
電子產品想長期穩定運作必須要有一個適宜的溫度區間，高溫會加速電子元件老化，甚至造成不可逆的硬體受損，這些已經常識了，對於CPU這一類精密電子產品而言溫度控制更加重要——在以前「拼頻率」的時代，如何有效散發處理器帶來的高熱量就成了大家十分關注的話題，特別是夏天，必須將CPU溫度壓到一定程度下機器才能穩定運行。
在以前，散熱不良對CPU來說就是災難
但也有人認為，現在CPU的製程工藝和架構這麼先進，CPU的功耗、發熱量相比以往已經大幅度降低，除了超頻之外，普通消費者已經沒必要去糾結CPU溫度了。到底誰對誰錯，這篇文章會告訴你答案。
■散熱效果直接影響CPU溫度狀況
為了便於比較，我們必須得到兩組以上不同的CPU溫度數據，為此我們把室溫控制在24℃，然後通過搭配不同的散熱器來繪製不同的CPU溫度曲線。除此之外還要考慮到AMD與Intel平臺差異性的影響：它們的製程工藝、核心架構、頻率控制策略都完全不同，需要分開單獨測試。
如果你購買的是盒裝CPU，在包裝裡配備有原裝CPU風扇，這種應該是目前用戶量最大的CPU散熱器了吧。盒裝CPU一般比散片貴100-200元，除去三年售後服務之外剩餘的就是這散熱器的價值，今天的測試我們也會以原裝散熱器的散熱效果作為基準，極限情況下我們還會拆去原裝CPU風扇電源，直接做被動散熱。
獨立散熱器選擇了安鈦克銅虎C40，市場價150元左右。塔式結構，四熱管銅底散熱，理論上散熱能力應該比原裝風扇強不少。
Intel獨顯平臺
AMD整合平臺
Intel平臺選擇Core i5-4670K + GTX660，這是目前比較主流的中高端配置；AMD方面則選用最具代表性的APU A10-5800K整合平臺。注意我們這次試驗並不是為了對比AMD與Intel性能，而是在兩個獨立的平臺分別討論溫度對各自CPU性能以及穩定性的影響。>>
整合平臺處理器已經包括了GPU，發熱量會不會比獨顯平臺大？
對於同一款處理器，理論上確實用於獨顯平臺時的發熱量要低於整合平臺，但是這個差距幾乎可以忽略不計——CPU發熱源主要還是來自內部緩存。而且本次的測試方案均主要針對CPU，GPU一直處於空閒狀態，對測試結果不會產生影響。
測試平臺及測試方案介紹：
Intel平臺 | |
| CPU | Intel Core i5-4670K（4核/4線程，默認頻率使用） |
| 主板 | 華碩Z87-A |
| 內存 | DDR3-1600 4Gx2 |
| 顯卡 | NVIDIA GTX660 |
| 散熱器 | ①、Intel原裝散熱器 ②、Intel原裝散熱器（無風扇） ③、安鈦克銅虎C40散熱器 |
AMD平臺 | |
| CPU | A10-5800K（4核/4線程，默認頻率使用） |
| 主板 | 華碩F2A85-M Pro |
| 內存 | DDR3-1600 4Gx2（雙通道，分配1GB顯存） |
| 顯卡 | HD7660D |
| 散熱器 | ①、AMD原裝散熱器 ②、AMD原裝散熱器（無風扇） ③、安鈦克銅虎C40散熱器 |
測試方法 | |
| 測試方法 | 室溫：24℃ 不同CPU溫度對穩定性的影響： 搭配不同的散熱器，開機後待機5分鐘，記錄空載溫度，然後運行Prime95烤機30分鐘，每隔5分鐘記錄CPU溫度，用熱成像儀拍攝滿載最高溫； 不同溫度對CPU性能的影響 搭配不同的散熱器，運行wPrime滿線程運算1024M圓周率，記錄最後得分和溫度情況。 |
Intel平臺配置
AMD平臺配置
使用Prime95第二個選項進行烤機測試
實驗分為兩部分，首先測試的是不同溫度對CPU穩定性的影響，通過搭配不同的散熱器來造成不同的滿載溫度，極限情況下還會直接拔除CPU風扇做純粹的被動散熱，所用的測試軟體是Prime95；性能測試方面，軟體選擇wPrime，在四線程全開條件下計算1024M圓周率，記錄最後得分和CPU溫度。>>
什麼是「烤機」
「烤機」其實就是對電腦進行持續高強度的使用，用於測試機器穩定性。現在已經有不少專門的烤機軟體，可以迅速暴力地佔用平臺資源，大大縮短烤機時間。根據測試的側重點不同，烤機軟體一般會針對不同的硬體來編寫，例如用Prime95測試CPU、用Memtest測試內存、用Furmark測試顯卡等等。
1、Intel平臺
1-1、不同溫度對CPU穩定性的影響
測試截圖（圖為無風扇極限烤機，i5-4670K崩了兩個核心）
溫度對CPU的穩定性有影響嗎？這是肯定有的，不過倒不至於死機藍屏——現在的處理器為了防止CPU過熱，都設定了安全溫度區間，例如i5-4670K就設定了當溫度超過88℃時自動降頻。上圖為無風扇極限狀態下i5-4670K烤機測試，可以看到i5-4670K已經崩了兩個核心，CPU滿載頻率被限定在800MHz。（由於系統負載太高，後臺的ASUS檢測工具已經失去響應，無法實時刷新CPU頻率）
■搭配Intel原裝散熱器
搭配原裝風扇時的熱量分布圖
Core i5-4670K使用原裝散熱器，開機後待機5分鐘測得CPU空載溫度為32℃。進行烤機測試後5分鐘內溫度上升到87℃，然後穩定在88℃左右順利完成烤機測試。測試期間i5-4670K四核心滿載頻率在3.4-3.6GHz之間變動，也就是說這個原裝散熱器能勉強壓制i5-4670K默頻滿載產生的熱量（i5-4670K標準四核心滿載頻率為3.6GHz）；觀察滿載時機器內熱量分布圖，CPU附近的最高溫度為54.6℃。
■無風扇極限狀態
無風扇被動散熱時的熱量分布圖
接下來讓i5-4670K平臺空載待機5分鐘，使CPU溫度下降到正常狀態後關機，拆除CPU風扇供電後重啟重複烤機步驟。開機5分鐘後測得的待機溫度為59℃，烤機開始後CPU溫度迅速上升到88℃並自動降頻，5分鐘後i5-4670K四核心滿載頻率只有800-1100MHz，系統非常卡；20分鐘左右i5-4670K有兩個核心崩潰，熱成像儀測得機箱內CPU附近最高溫度為67.5℃。
■搭配塔式散熱器
搭配塔式散熱器時的熱量分布圖
換成150元的塔式散熱器，開機5分鐘測得待機溫度為30℃。運行Prime95烤機5分鐘後溫度上升到65℃，然後穩定在66℃順利完成30分鐘烤機，i5-4670K全程四核心穩定工作在3.6GHz。熱成像儀錄得CPU附近最高溫度為56.4℃，和使用原裝散熱器的情況差不多。
■為了便於對比，我們將上面的穩定性測試的情況匯總成以下圖表：
測試情況匯總
由此可見，Intel Core i5-4670K平臺當CPU溫度高於88℃會影響穩定性——這時候為了控制溫度CPU會自動降頻，但仍然無法運行高負載應用，無風扇平臺最終兩個CPU核心崩潰就是很好的例子。正常情況下，改用塔式散熱可以明顯降低CPU滿載溫度，但Core i5平臺在默認頻率下使用原裝散熱器已經足夠穩定了。
1-2、不同溫度對CPU性能的影響
既然知道當溫度超過一定限額時CPU會自動降頻防止溫度過高，那麼這個降頻幅度對CPU性能影響有多大？下面同樣是三個不同的散熱平臺，先待機等CPU回落到正常溫度後，運行wPrime四線程滿載運算1024M圓周率，記錄最後所得的成績以及CPU溫度。
測試截圖（圖為無風扇狀態下性能測試，i5-4670K頻率下降到800MHz）
測試結果 | |||
| 散熱器 | 原裝散熱 | 無風扇 | 塔式散熱 |
| 最高溫 | 64℃ | 88℃ | 51℃ |
| 成績（越小越好） | 323秒 | 1039秒 | 325秒 |
測試小結：只要溫度沒有超過88℃臨界值，CPU不會自動降頻，溫度對性能基本無影響（參見塔式散熱與原裝散熱）。但是當溫度過高時CPU為了控制溫度會自動降頻，例如本次測試中極限無風扇狀態下CPU運算效率還達不到正常狀態下的1/3。
換句話說，全新狀態下的Intel原裝散熱器剛好能滿足CPU散熱需求，但長時間使用的話還是要記得定時「清塵」>>
2、AMD平臺
2-1、不同溫度對CPU穩定性的影響
測試截圖（圖為無風扇極限烤機，CPU頻率限定在1.4GHz）
AMD平臺的頻率調節機制與Intel不同，在測試原裝風扇散熱的時候我們發現A10-5800K烤機時的CPU頻率在2.4 - 4.0GHz之間跳躍。如果是無風扇狀態，超過67℃時A10-5800K的頻率開始下降；持續烤機，溫度上升到80℃時A10-5800K的頻率限定在1.4GHz，但溫度會繼續上升，在95℃左右出現高溫保護自動斷電，這在後面會有詳細說明。
■搭配AMD原裝散熱器
搭配原裝散熱器時的熱量分布圖
A10-5800K搭配原裝散熱器，在開機5分鐘後測得CPU溫度為32℃，烤機5分鐘後達到穩定溫度，維持在67℃完成30分鐘的烤機測試。在這個過程中A10-5800K的CPU頻率在2.4-4.0GHz之間跳躍。觀察熱量分布圖，搭配原裝散熱器的時候A10-5800K附近的最高溫主要集中在供電電路上。
■無風扇極限狀態
無風扇被動散熱時的熱量分布
在極限的被動散熱情況下，A10-5800K平臺開機5分鐘後測得的溫度為49℃。開啟Prime95拷機測試後A10-5800K的溫度迅速上升，一分鐘後74℃，兩分鐘後81℃，此時A10-5800K的頻率已經鎖定在1.4GHz，但溫度會繼續上漲並突破90℃，4分鐘左右A10-5800K出現過熱保護自動斷電，此時測得的最高溫度為95℃。從熱量分布圖可以看到CPU周圍已經堆積了大量的熱。
■搭配塔式散熱器
搭配塔式散熱器時的熱量分布圖
將散熱器更換成百元級的塔式風冷，開機5分鐘後測得待機溫度28℃，烤機開始後逐漸升溫，最後穩定在53℃完成烤機測試，CPU頻率在3.4-4.0GHz之間跳躍。觀察熱量分布圖，可見CPU附近的溫度不高，和搭配原裝散熱的情況類似，最高溫度主要出現在主板供電部分。
■穩定性測試情況匯總：
測試情況匯總
在無風扇極限測試裡AMD平臺雖然也會通過降低頻率來維持穩定性，但還是阻止不了溫度的攀升，在4分鐘的時候溫度達到95℃，電腦出現高溫保護自動斷電，需要放置一段時間讓CPU回歸正常溫度後才能開機使用；而使用原裝散熱和塔式散熱對平臺穩定性沒有影響，兩者均能通過30分鐘Prime95烤機測試。
AMD平臺的頻率調節機制與Intel不同，即便使用塔式散熱器，CPU頻率也不會穩定在最高4.0GHz，而是在3.4-4.0GHz之間跳躍；原裝散熱的情況也類似，CPU頻率大多數時間裡維持在4.0GHz，偶爾跳躍變成2.4GHz，這種「跳躍性」的頻率變化會不會對性能造成影響？我們接下來繼續測試。
2-2、不同溫度對CPU性能的影響
測試截圖（圖為原裝風扇狀態下性能測試）
測試結果 | |||
| 散熱器 | 原裝散熱 | 無風扇 | 塔式散熱 |
| 最高溫 | 65℃ | 91℃ | 46℃ |
| 成績（越小越好） | 566秒 | —— | 559秒 |
測試小結：和前面Intel平臺的測試結論一樣，改用塔式散熱後CPU溫度有了明顯下降，但對性能影響不大；但AMD平臺的溫度控制策略沒有Intel靈活，無風扇極限測試下儘管CPU頻率下降了，卻無法抑制住CPU產生的熱量，最終觸發高溫保護，無法完成性能測試。>>
3、總結：
■在CPU允許範圍內，溫度不會影響CPU性能和穩定性
AMD/Intel原裝散熱器都剛好能應付CPU散熱
AMD與Intel原裝散熱器作為低端風冷散熱的代表，它們都「剛好」能壓制住對應CPU的發熱量，這一點相信兩大CPU廠商在新品上市之前都會做相關測試，不然就鬧笑話了。所以只要主機環境不是太惡劣，溫度沒有突破廠家設定的臨界值（例如本次測試中Intel平臺的88℃與AMD平臺的67℃），更換強力散熱器追求低溫沒有太大意義。
■當溫度超過臨界值，性能和穩定性都將受到影響
溫度過高會觸發CPU自動降頻，影響性能
在一些比較特殊的場合，例如通風不良或者容易堆塵的環境，CPU產生的熱量無法被及時散發，就很有可能讓CPU溫度突破臨界值。這時候CPU會通過自動降壓降頻來抑制熱量的產生，性能/穩定性也將受到影響。
■如何判斷處理器溫度是否「越線」
利用Prime95烤機來驗證CPU散熱情況
不同工藝、不同架構的CPU都有不同的適宜工作溫度，如何判斷CPU溫度是否已經達到臨界值呢？最簡單的方法，像本次測試一樣運行Prime95烤機軟體，觀察CPU-Z裡的頻率變化，如果出現自動降頻就代表著散熱不良，需要改善散熱風道或者升級散熱器。
■電腦不是一錘子買賣，盛夏酷暑更需要保養
定期清理散熱器才能保證散熱效果
每年到了盛夏天氣，筆者總會時不時收到朋友們的求助信息——電腦變卡、運行緩慢、自動重啟等問題。很多時候這就是散熱不良引起的，除了讓機箱保持風道暢通，最好也記得定期幫電腦清清灰塵，換換矽脂，讓CPU也能「清涼一夏」。[返回頻道首頁]