追求極致——如何讓自己的 CPU 成為街區裡最「冷」的

如果你在過去幾年內購買過高階處理器，你應該知道：性能的提升是需要付出代價的——那就是發熱。我們最近曾撰文介紹，如果你願意在性能上稍作妥協，該如何降低散熱器的噪音水平。

這篇文章則完全相反。我們假設您和我們的內部專家一樣執著，會竭盡所能去追求那最後一度的提升，並從您用血汗錢買來的零件中榨取最後一盎司的性能。

我們最近在實驗室裡引進了幾顆 14900K，想看看這些絕對的運算怪獸，其溫度究竟能降到多低。

本文中關於我們測試平台的一些重要說明：

我們採用 Hydro X 系列客製化水冷系統，將冷卻液溫度穩定維持在 30 攝氏度。這個溫度雖然相當低，但若您是追求極致效能的高階使用者，很可能已經擁有相當「過度配置」的系統了。我們會測量時脈速度與溫度，但不會過多探討各項基準測試與效能數據，因為我們僅關注溫度與散熱餘裕。

在測試過程中，我們讓 Cinebench R23 循環運行 30 分鐘，並記錄最後 15 分鐘的數據。下方的圖表所顯示的，即是這 15 分鐘內的平均值。這顆安裝在我們 MSI Z790 godlike 主板上的 14900K，其 PL1 和 PL2 功率限制均未受限制（導致 CPU 平均功耗為 360W）。

這點理應不言而喻，但若將你那顆價值 500 美元的新處理器夾在微型夾具中並強行拆解，將會導致保固失效；因此，本文所述的任何操作均須自行承擔風險。處理器上佈滿了精密細小的元件，若你決定在自己的系統上嘗試此操作，請務必格外小心。若你的處理器在過程中損壞，我們概不負責，但我們會為你感到一絲遺憾。

那麼，我們當初為何選擇將冷卻液溫度設定為 30 度呢？原因很簡單，因為我們發現在此溫度下，搭配我們的XC7 Elite 散熱器，這顆處理器幾乎能夠維持全核心的超頻時脈。 因此理論上來說，如果你能接受風扇全速運轉，且自製散熱系統擁有充足的散熱片表面積，那麼在 14900K 上實際上確實能夠維持接近全核心全速時脈的運作——幾乎可以說。

若要提高溫度，最簡單的改裝方式大概就是安裝所謂的「接觸框架」。LGA 1700 處理器的外形比英特爾先前推出的處理器更長、更接近長方形，這造成了一個小問題：在標準 ILM（即壓在處理器上方以將其牢固固定在插槽中的部件）的壓力下，處理器會產生極輕微的變形。 多家廠商已推出經過改良的接觸框架，不僅能緩解此問題，更能確保 CPU 與水冷頭／散熱器之間的接觸效果達到最佳化。

我們嘗試安裝其中一個接觸框架，發現溫度略微下降了約 1.9 攝氏度。觀察導熱膏的壓痕即可清楚看出，這個接觸框架對於提升 HIS（即 CPU 實際與散熱器接觸的頂部）與散熱器冷板之間的接觸效果，確實起到了顯著的作用。

從上方的兩張圖片中，您可以看到安裝與未安裝接觸框架時，導熱膏的壓印狀況有何不同。左側圖片中可見，左右兩側的中間邊緣處，導熱膏並未被完全壓實。這是因為標準的 ILM 會對 CPU 上的這些特定位置施加極大的壓力。右側圖片則顯示，接觸框架能對整個 IHS 施加均勻的壓力，使其不會在中間處「彎曲」。

這項改裝雖然相當簡單，但仍需將主機板上的標準 ILM 拆下。此外，在調整某些接觸框架的緊固程度時也須格外謹慎，因為壓力過大或過小都可能導致問題，例如 DRAM 通道缺失等。

「去蓋」（delidding）是指將 CPU 的「蓋子」取下的過程。這裡的「蓋子」指的是 IHS。在現代的 CPU 上，IHS 是被焊接在晶片上的，要將其取下相當棘手，因此您需要使用專用的去蓋工具。

這類工具的形狀和款式五花八門——我們上面使用的這款操作起來非常簡單。你只需將 CPU 放入小插槽中，然後擰緊螺絲，直到 IHS 被擠離 CPU 為止。整個操作的缺點在於，無論是這把工具，還是你想要使用的液態金屬導熱膏（為了讓去蓋過程發揮最大效益），價格都相當不菲。 我們光是這把拆蓋工具就花了大約 70 美元，因此若您僅打算拆蓋一顆 CPU，這點確實值得納入考量。

移除 IHS 後，您需要清除 CPU 晶片及 IHS 上的焊料。若您已購買液態金屬導熱膏，可滴上一滴，因為它會溶解焊料——只需將其充分擦勻，靜置 5 分鐘後再擦拭乾淨。您可能需要重複此步驟幾次。 擦拭焊料時，請務必小心避免碰觸 CPU 電路板上的小型表面貼裝元件（SMD）。否則將導致 CPU 永久損毀。

您還需要將晶片表面那層類似黑色橡膠的物質清除掉。進行此操作時，請勿使用任何金屬物品，而應使用塑膠刮刀或卡片。同樣地，請務必小心，以免損壞印刷電路板上的微小元件。

視您手邊的 CPU 樣品而定，您可能還需要將 IHS 本身磨平。我們的樣品中央有不少凸起處，從上圖中也可以看到，那裡鎳鍍層已被打磨掉，但僅限於中央部位。

您可以將 IHS（在移除所有黑色橡膠和焊料後）重新放置回 PCB 上，藉此大致判斷是否需要進行此步驟。如果 IHS 僅與 PCB 接觸，則您需要再移除更多橡膠，或是稍微打磨一下。此時您應該能夠讓 IHS 繞著中心「轉動」，因為它此時僅會與 CPU 晶粒輕微接觸。

比較這三種情境（原廠狀態、接觸框架，以及接觸框架＋液態金屬去蓋），我們發現封裝溫度從原廠狀態下降至最佳情境時，降溫幅度達 9.3 攝氏度。在效能核心方面，溫度同樣下降了約 8.5 攝氏度。

雖然溫度下降近 10 度聽起來相當不錯，但在這種情況下，這其實對我們並沒有什麼實質幫助。還記得我們之前提到，使用原廠安裝方式時，速度幾乎就達到全增壓狀態了嗎？

從上圖可以看出，我們原廠設定下的效能核心平均速度，與那項相當昂貴的實驗結果幾乎相同。事實上，在接觸框架之外，已無法再獲得任何效能提升，因為 CPU 已經以最快速度運行（且未進行任何手動超頻）。

那麼，這一切難道只是在浪費時間嗎？我們花 130 美元購買接觸框架、拆蓋工具和液態金屬導熱膏，難道是白費功夫嗎？其實不然。

因為雖然我們是在冷卻液溫度為 30 度的情況下進行這些測試，但您的系統不太可能在風扇噪音維持在舒適水準的情況下，將搭載 360W CPU 的冷卻迴路降溫至 30 度。而這正是其優勢所在——散熱餘裕。

換個角度想——使用原廠散熱架時，我們必須在冷卻迴路中使用 30 度的冷水，才能確保 CPU 幾乎能達到全速提升的水平。為了方便說明，我們就假設 CPU 只能在 30 攝氏度時「剛好」達到全速提升的水平。 我們無法將風扇轉速降至低於（例如）1600 RPM，因為這是維持冷卻液處於該溫度所需的轉速。

現在，如果我們有 10 度的熱餘裕，就不必將水冷卻至 30 度，而只需冷卻至 40 度即可。這也意味著，我們可以降低風扇的轉速，因為我們不再需要將水冷卻至高於環境溫度 10 度的程度，而是只需冷卻至高於環境溫度 20 度即可。

或者，我們也可以利用多出的散熱餘裕，進一步超頻 CPU，從而提升其效能（當然，代價是功耗會增加）。

這一切對你來說是否值得 130 美元，這不是我們能回答的問題——對我們而言，把玩硬體並探索其極限是件樂事，但在現實世界中，其帶來的好處微乎其微——尤其是當你主要將電腦用於遊戲時。

不過話說回來，許多事物之所以存在，並非因為它們合乎邏輯，而是因為部分電腦組裝愛好者喜歡不斷突破極限。畢竟，如果我們都和別人一樣，擁有相同的米色機箱，那該有多無聊啊？