追求低温——如何让自己的CPU成为街区里最“冷”的

如果你在过去几年里购买过一款高端处理器，你就会知道，性能的提升是要付出代价的——那就是发热。我们最近曾撰文介绍，如果你愿意在性能上稍作妥协，就可以降低散热器的噪音水平。

这篇文章则恰恰相反。我们将假设您和我们的内部专家一样执着，会竭尽全力追求那最后一度的提升，并从您用辛辛苦苦赚来的钱购买的部件中榨取最后一盎司的性能。

我们最近在实验室里拿到了一些14900K处理器，想看看这些绝对的“运算怪兽”的温度究竟能降到多低。

本文中关于我们测试平台的一些重要说明：

我们采用 Hydro X 系列定制水冷系统，将冷却液温度稳定维持在 30 摄氏度。这个温度相当低，但如果你是追求极致性能的高端用户，很可能你的配置已经相当“过剩”了。我们会测量时钟频率和温度，但不会过多探讨各种基准测试和性能数据，因为我们只关注温度和散热余量。

在测试过程中，我们让 Cinebench R23 循环运行 30 分钟，并记录最后 15 分钟的数据。下图中的数据即为这 15 分钟内的平均值。搭载在我们的 MSI Z790 godlike 主板上的 14900K 处理器，其 PL1 和 PL2 功耗限制均未受限（导致 CPU 平均功耗为 360W）。

虽然这本是不言而喻的，但如果你把那颗价值500美元的新CPU夹在小小的台钳里并强行拆解，保修将自动失效，因此本文所述的任何操作均需自行承担风险。CPU上布满了精密的微小元件，因此如果你决定在自己的系统上尝试此操作，请务必格外小心。如果你的CPU在此过程中损坏，我们概不负责，不过我们还是会为你感到些许惋惜。

那么，我们最初为什么选择30度的冷却液温度呢？原因很简单，因为我们发现，在这个温度下，搭配我们的XC7 Elite散热器，处理器几乎能够维持全核超频频率。 因此理论上，如果你不介意风扇全速运转，且自制散热系统拥有充足的散热片表面积，那么14900K实际上能够维持接近全核最大加速频率——几乎可以。

要提高温度，最简单的改装方法大概就是安装一个所谓的“接触框架”。与英特尔此前推出的处理器相比，LGA 1700 芯片的形状更长、更接近矩形，这带来了一点小问题：在标准 ILM（即压在处理器上将其牢固固定在插槽中的部件）的压力下，芯片会发生轻微变形。 多家厂商已推出经过改良的接触框架，既能缓解这一问题，又能确保 CPU 与水冷头/散热器之间的接触效果达到最佳。

我们尝试安装了其中一个接触框架，发现温度略微下降了约1.9摄氏度。观察导热膏的印痕可以明显看出，该接触框架对改善HIS（即CPU顶部与散热器直接接触的部分）与散热器冷板之间的接触效果起到了显著作用。

从上面的两张图片中，你可以看到安装了接触框架和未安装接触框架时，导热膏的压印效果有何不同。左图中可以看到，左右两侧中间边缘处的导热膏并未被完全压实。这是因为标准ILM在CPU的恰好这些位置施加了非常大的压力。右图中可以看到，接触框架对整个IHS施加了均匀的压力，从而避免了IHS中间部分发生“弯曲”。

这项改装虽然相当简单，但仍需要您将主板上的标准ILM拆下。此外，在拧紧某些接触框架时也要格外小心，因为压力过大或过小都可能导致DRAM通道缺失等问题。

“去盖”（Delidding）是指将CPU上的“盖子”取下的过程。这里的“盖子”指的是集成热界面（IHS）。在现代CPU上，IHS通常是焊接在芯片上的，取下起来相当棘手，因此你需要使用去盖工具。

这类工具形态各异——上文提到的这款非常易于使用。只需将CPU放入小插槽中，然后拧紧螺丝，直到IHS被挤离CPU即可。整个操作的缺点在于，无论是这款工具，还是你想要使用的液态金属导热膏（以充分发挥拆盖操作的效果），价格都不便宜。 仅去盖工具本身我们就花费了大约70美元，因此如果你只打算对单颗CPU进行去盖操作，这一点值得考虑。

拆下IHS后，您需要清除CPU芯片和IHS上的焊料。如果您购买了液态金属导热膏，可以在上面滴一滴，它会溶解焊料——只需将其充分涂抹均匀，静置5分钟后擦拭干净。您可能需要重复此过程几次。 擦拭焊料时，请小心不要碰到CPU PCB上那些微小的SMD元件。否则将导致CPU彻底报废，无法修复。

你还需要清除芯片表面那种类似黑色橡胶的物质。请勿使用任何金属物品，而应使用塑料刮刀或卡片。同样，请小心不要损坏PCB上的微小元件。

根据您具体获得的CPU样品情况，您可能还需要将IHS本身磨平。我们的样品中间有不少凸起处，从上图中也可以看到，虽然镍镀层已被打磨掉，但仅限于中央区域。

你可以将IHS（在清除掉所有黑色橡胶和焊料后）重新放回PCB上，以此大致判断是否需要进行此操作。如果IHS仅与PCB接触，则需要清除更多橡胶，或者将其稍微打磨一下。此时，IHS应能围绕中心“旋转”，因为它只会与CPU芯片表面轻微接触。

对比这三种方案（原厂状态、接触框架以及接触框架+液态金属去盖），我们发现，从原厂温度到最佳方案，封装温度下降了9.3摄氏度。在性能核心上，我们也观察到温度下降了约8.5摄氏度。

虽然温度下降了近10度听起来很不错，但在这种情况下，这对我们其实并没有什么帮助。还记得我们之前提到过，使用原厂安装方式时，我们几乎达到了最大增压速度吗？

从上图可以看出，我们在原厂散热器配置下性能核心的平均速度，与那项相当昂贵的实验结果几乎相同。事实上，在接触框架之外，已经无法再获得任何性能提升，因为CPU已经以最高速度运行（且未进行任何手动超频）。

那么，这一切难道只是在浪费时间吗？我们花130美元买了接触框架、拆屏工具和液态金属导热膏，难道都是白费力气吗？其实并非如此。

因为虽然我们在30度的冷却液温度下进行了这些测试，但您的系统不太可能在保持风扇噪音处于舒适水平的同时，将搭载360W CPU的散热回路冷却至30度。而这正是性能提升的关键所在——散热余量。

换个角度想想——使用原厂散热器时，我们必须在水冷回路中使用30摄氏度的冷水，才能确保CPU几乎达到全速提升状态。为了便于说明，我们姑且认为CPU在30摄氏度时才能“勉强”达到全速提升状态。 我们的风扇转速不能低于1600 RPM，因为这是将冷却液维持在该温度所必需的转速。

现在，如果我们有10度的热余量，就不必将水冷却到30度，只需冷却到40度即可。这意味着我们可以降低风扇的转速，因为我们不再需要将水冷却到比环境温度高10度的水平，而是只需冷却到比环境温度高20度的水平。

或者，我们可以利用额外的散热余量进一步超频CPU，从而获得更高的性能（当然，这会带来功耗增加的代价）。

这一切对你来说值不值130美元，我们无法给出答案——对我们来说，摆弄硬件并探索它的极限是一件乐事，但在现实生活中，其带来的好处微乎其微——尤其是当你主要用电脑玩游戏的时候。

不过话说回来，许多事物之所以存在，并不是因为它们合乎逻辑，而是因为PC组装圈里的某些人喜欢不断突破界限。毕竟，如果我们每个人都和别人一样，用着同样的米色机箱，那该有多无聊啊？