該文章主要面向對超頻有興趣且有初入門級基礎的同學，高手可略過。

《tweakTown's Ultimate Intel Skylake Overclocking Guide》（tweakTown的intel skylake cpu終極超頻指南）是tweakTown網站的原編輯Steven Bassiri（現(xiàn)已離職）于2015年11月發(fā)表的一篇intel 6代cpu超頻指南，原文見于https://www.tweaktown.com/guides/7481/tweaktowns-ultimate-intel-skylake-overclocking-guide/index.html#Introduction-to-Skylake-Overclocking，作者不僅理論功底深厚，擁有信息學專業(yè)學位，同時也是一位創(chuàng)下多項超頻世界紀錄的DIY明星。這篇文章以較為科學的實驗設計和結果分析，為我們較為系統(tǒng)的呈現(xiàn)了intel 6代處理器超頻的一系列問題，用作者自己的話說就是“I like to analyze overclocking semi-scientifically, and to do this, I spend a decent amount of time thinking up tests and how to run them to maintain consistency and reproducibility. ”（我喜歡半科學化的分析超頻，為此，我花費了大量時間思考如何設計和運行測試以保持一致性和可重復性。）

? ? 雖然這篇文章是5年前完成，但其中的很多內容對分析目前的主流intel cpu超頻遇到的問題依然有效。個人閱讀以后的感覺是精彩紛呈，收獲良多，我在這里節(jié)選了數(shù)個該指南涉及的，且個人認為對超頻玩家有意義的問題供大家參考，同時也作為自己的學習筆記供以后復習之用（因為原文的圖表數(shù)據(jù)分析較為簡單，文章加入了個人對圖表和原文一些觀點的文字說明，并已反復審核確保盡量不出現(xiàn)錯誤，并盡量做到詳細）。PS：如自己的英文不錯的話，推薦閱讀原文。

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問題1：FCLK頻率應該如何設置？

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FCLK頻率在5家不同公司的5塊主板上分別采用了如下圖2的名稱（在HWinfo中亦有報告，中文為系統(tǒng)代理時鐘，System Agent Clock）：

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PS：在可超頻intel 100系以后的主板上，該項目一般提供 400Mhz，800Mhz，1GHz共3個選項，表面看是3個頻率值，但實際這個3個“頻率”是基于 CPU BCLK（CPU外頻）為100Mhz時與前者相除所得到的系數(shù)（倍率，比率）值。

舉例：當你的cpu外頻為100Mhz且將fclk設置為400Mhz時，那么實際fclk頻率為400/100（這里除法所得的值4即為系數(shù)）×100=400Mhz，同理當你的cpu外頻設置為125Mhz，且fclk仍設置為400Mhz，那么實際Fclk為400/100×125Mhz=500Mhz，以此類推。

那么提高這個頻率是否會對系統(tǒng)性能的提升有幫助呢？看下面這張圖3：

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如上圖第一條目，設定 cpu外頻為100Mhz，倍頻45X，cpu頻率和uncore頻率均為4.5G，內存頻率為3000Mhz，F(xiàn)clk比率設置為8（實際fclk值800Mhz）所得出的性能作為100%，其中紅條代表游戲性能，綠條代表內存延遲性能，天藍條代表內存帶寬性能，深藍條代表cpu性能。PS：這里的uncore頻率和內存頻率下文會詳細說明，在該項測試中，作者將cpu，uncore和內存頻率始終保持一致，只調整了flck這一變量。

第二條目：當保持blck為100，cpu倍頻仍為45X（cpu頻率，uncore頻率和內存頻率均未變化），僅調整fclk比率為10（實際fclk值為=1Ghz）時，fclk的提升帶來了0.27%的游戲性能提升和0.42%的內存帶寬提升，而cpu性能提升僅為0.01%；

第三條目：當blck設置為125Mhz，倍頻設置為36X（cpu頻率和uncore頻率仍保持4.5G，內存頻率仍為125×36=4500），且Fclk比率設置為8（實際fclk頻率為125Mhz×8=1GHz），內存帶寬性能相較于基準繼續(xù)有所提升（0.63%），而游戲和cpu性能基本不變；

第四條目：將blck設置為125Mhz，倍頻設置為36X（cpu頻率和uncore頻率仍保持4.5G，內存頻率仍為125×36=4500），僅將Fclk比率設置為10（flck實際頻率為10×125=1.25Ghz）時，游戲性能相較于基準提升0.43%，內存帶寬性能提升0.78%，而其他兩項變化不大。

小結：主板fclk設置項的給定參數(shù)實際是一個系數(shù)（比率），在前者設置不變的情況下，fclk實際頻率隨bclk的提升而提升。作者通過上述測試后認為：在相同的CPU頻率下使用更高的BCLK值不會帶來任何明顯的效能增長，但也不會出現(xiàn)任何缺陷。提高FCLK可輕微提高3D性能，因為它有助于緩解PCI-E控制器和CPU除外核心的其余部分之間的瓶頸。對于該項目，個人認為如非追求極限超頻，采用默認設置即可，此觀點基于作者提供的測試數(shù)據(jù)得出。

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問題2：緩存（cache）頻率對系統(tǒng)性能提升究竟有多大影響？

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Cache頻率（這里實際設置的是倍率/比率）的設置在5家不同公司的5塊主板上分別采用了如下的名稱（中文為緩存頻率，圖4）：

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PS：可以看到，除了asus和asrock主板采用了通常命名，其他品牌主板bios中的uncore Ratio（非cpu核心倍率），Ring Ratio（環(huán)倍率）也是指緩存頻率。CPU-Z軟件中將此頻率稱為NB 頻率（North Bridge Frequency，直譯為北橋頻率）。

實際緩存頻率=cpu外頻（bclk）×你設置的緩存倍率 /uncore倍率 /環(huán)倍率。

搞清楚上述后，那么，不同的緩存（cache）頻率對系統(tǒng)性能究竟有多大影響？看下面這張圖5：

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如上圖：設置cpu頻率=4.2G，緩存頻率（cache頻率，uncore頻率,環(huán)頻率等）=4.0G，當內存頻率為2133Mhz時（主要參數(shù)如圖），所測得的cpu效能設定為100%（上圖最下方）。

當保持內存及uncore頻率不變，只提升cpu頻率時，cpu整體性能提升和cpu主頻呈顯著的正相關。舉例：當設置內存為2133Mhz，uncore頻率固定4.0GMhz時，cpu頻率位于4.2G，4.5G，4.7G時，相應的cpu整體性能為100%。112.21%，116.73%。（如上圖第3條目）。

當保持cpu及uncore頻率不變（這里看cpu頻率4.2G，uncore 4.0G的相關藍條），只提升內存頻率，可以看到，當內存頻率來到3200Mhz時，cpu整體效能提升約為5%；但當內存頻率繼續(xù)提升至4000Mhz時，與3200Mhz相比，cpu整體性能幾乎無變化，相較于基準仍是5%左右的提升。以上提示：對于同一塊cpu，當cpu主頻和uncore固定時，存在一個最佳內存頻率值，能使cpu整體性能最大化，這個頻率不一定越高越好，個人建議可以參照上圖作者提供的值進行測試。

當保持cpu和內存頻率不變時，只提升uncore頻率，則cpu整體效能幾乎無明顯變化。舉例：當cpu頻率固定為4.5G，uncore頻率分別設置為4.0G，4.2G，4.5G時，與基準相比，cpu整體性能分別為112.21%，112.39%，112.43%。（看第三條目的cpu頻率為4.5G時的三個藍條）。

?結論：緩存頻率的高低對cpu整體性能的直接影響很小，和cpu主頻的高低顯著相關，并在某一最佳內存頻率時能達成cpu性能最大化。

那么是不是緩存頻率對超頻就沒什么用處呢？看下面這張圖6：

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上圖顯示了設置不同cpu頻率，uncore頻率及內存頻率，對內存延遲性能的影響。

通過數(shù)據(jù)分析，可發(fā)現(xiàn)以下3點特征：

1 固定內存頻率和cpu頻率，uncore頻率越高，則系統(tǒng)的內存延遲性能越好，但這種提升幅度較?。?%-4%）。

2 固定cpu頻率和uncore頻率，隨著內存頻率的不斷提升，系統(tǒng)的內存延遲性能明顯提升，且從低頻內存頻率（2133Mhz）到中端內存頻率（3200Mhz）的提升幅度最大（20%左右），中端頻率到高端頻率（4000Mhz）的提升幅度有所減?。ǖ陀?0%）。

3 固定內存頻率和uncore頻率，cpu頻率越高，除了在內存3200Mhz條件下，CPU主頻4.7G時的延遲性能相較于4.5G和4.2G有5%左右的提升，其余所有的相關數(shù)據(jù)對比，對系統(tǒng)延遲的影響可忽略不計。

結論：根據(jù)上述結果，作者認為：盡管緩存頻率對CPU性能的影響很?。?lt;1%），但確實提高了內存延遲性能（緩存頻率的提升會帶來內存延遲的減少）。當內存頻率增加時，此效果會增強，因此，在更高的內存速度下，保持較高的緩存頻率的重要性變得更加重要，而在較低的內存頻率下可以忽略不計。

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此外，還有一張圖7：

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上面這張圖的測試數(shù)據(jù)揭示了設置不同cpu頻率，uncore頻率及內存頻率，對內存帶寬的影響。

結論：延續(xù)上面的觀點，對于同一塊cpu，當cpu主頻和uncore固定時，存在一個最佳內存頻率值，可使內存帶寬最大化。PS：上圖在內存頻率為3200Mhz時，內存帶寬性能明顯領先4000Mhz時的數(shù)據(jù)，造成這種結果的主要原因是因為內存運行在更高頻率時，相應的主要時序參數(shù)會更高，而提高前者會對內存帶寬性能造成負面影響。上述提示，我們在實際超頻操作中，不要為過分追求高頻率而將內存時序參數(shù)設置的過高，這樣會對內存性能乃至整體效能帶來來負面影響。

?綜合圖5，圖6，圖7的數(shù)據(jù)，作者認為：緩存頻率對CPU性能的影響很小，但是如果你使用的是高頻內存，則可以通過提高緩存頻率改善系統(tǒng)內存延遲性能。同時建議不必花費太多資源（電壓/溫度）來獲得極致的緩存頻率。

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問題3 提升內存頻率對系統(tǒng)性能有何影響？

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調整內存頻率的設置是通過調整內存倍率（比率）來實現(xiàn)的，在5家不同公司的5塊主板上分別采用如下名稱：

內存實際頻率=cpu外頻（bclk)×內存倍率（比率）

PS：最典型的就是在giga系主板上，內存倍率通常以21.33，24這樣的值出現(xiàn)，當bclk設置為100時，21.33對應的就是2133Mhz的內存頻率，24即2400Mhz；當cpu外頻設置為125Mhz時，內存倍率設置為21.33，則實際內存頻率為：125×21.33=2666Mhz，24時則為3000Mhz。而在其他主板上，可能就直接給出如2133Mhz，2400Mhz這種設置選項，當bclk發(fā)生變動時，實際內存頻率的計算方法同上。

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提升內存頻率對系統(tǒng)效能的影響，先看下面這張圖9：

?如上圖的測試結果，我們可以得到以下結論：

1 固定cpu頻率和uncore頻率的情況下，（1）當cpu頻率在4.5G或以上時，單純提高內存頻率對cpu性能的影響可忽略；（2）當cpu主頻較低時（4.2G），內存頻率由2133Mhz提升至3200Mhz時，對cpu整體效能帶來了約5%左右的提升，如繼續(xù)提升內存頻率，則對cpu性能無影響。以上也提示，對于主頻較低的cpu，如能配合高頻內存并運行在較高頻率下，可能會達成更好的cpu整體效能發(fā)揮。

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此外，作者測試還得到了圖10和圖11：

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通過上面的2張圖，可以分析得到：

1 在6代或以后的intel平臺上，內存帶寬最大化依賴于某一最佳內存頻率值（及相應的時序參數(shù)設定），與cpu頻率和uncore頻率的關聯(lián)很小。上面的第一張圖顯示了當內存運行于3200Mhz時，內存帶寬性能達成最大化，4000Mhz時的內存帶寬之所以出現(xiàn)劣化，主要還是上面提到的內存時序參數(shù)的升高所引起的。

2 同一intel cpu和主板平臺上，系統(tǒng)內存延遲性能和所使用的內存頻率及cpu主頻呈正相關。即cpu主頻越高+內存頻率越高，延時表現(xiàn)越好。此外，存在一個最佳內存頻率，當內存運行在此頻率時，延時性能提升最大；如繼續(xù)提高內存頻率，系統(tǒng)延遲性能提升幅度明顯減小。此外，當cpu主頻越高時，提升內存頻率所獲得的內存延遲性能增益也越大。

綜合圖9，圖10，圖11的結果，作者認為：內存頻率對內存帶寬和延遲的性能有明顯的影響。（1），當CPU頻率較低時（4.2G），提高內存頻率對cpu性能提升的作用較為明顯，隨著CPU頻率的提升（4.5G或以上），這種性能增益的影響明顯減弱，這可能是因為3.2GHz的內存頻率就足以抵消低內存頻率（2133）所帶來的任何瓶頸；（2），通過增加內存頻率（即使使用較高的時序參數(shù)）可以改善內存延遲。

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問題4?CPU核心電壓（Vcore）的一些特征

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cpu核心電壓是超頻的主要設置項目之一，在不同主板上通常如下圖的名稱：

PS：從華碩的命名可以看出，cpu核心電壓和cpu內部緩存所使用的電壓在硬件上是由同一電壓設置值決定的。

再看下面一張圖13：

從上面這張圖可以看到，cpu重載時的電壓較空載時有明顯下降。因此，合理設置防掉壓選項有助于提升超頻穩(wěn)定性。而防掉壓選項在不同主板上有不同名稱，如下圖14（LLC中文譯為負載基線校正）：

LLC的作用有二：

（1）從圖13可以看到，cpu重載時核心電壓會有下降，這是因為CPU為了保持相同的功率窗并補償?shù)唾|量的VRMs（Voltage regulator modules，中文譯為電壓調節(jié)模塊，即通常所說的主板cpu供電相）所導致的。此時，如能合理設置LLC，則可減少、移除或翻轉重載帶來的cpu核心電壓的下降，結果就是增加了超頻時的穩(wěn)定性。

（2）有的同學可能會說，既然cpu重載時，核心電壓會下降，那么我設置一個更高的核心電壓來抵消這種下降可不可以？當然可以，但是隨之而來的一個問題就是，當在此電壓下且cpu空載時，更高的核心電壓所帶來的溫度和功耗的上升，此時，如能合理設置LLC，則可以實現(xiàn)適當程度的降壓，最終的效果就是cpu空載時的核心電壓不會過高。

大致歸納的話，設置LLC的作用就是：重載時升壓，輕載時降壓，讓cpu在不同負載運行時，達成核心電壓和運行效能之間的最佳平衡。

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問題5?關于CPU節(jié)能狀態(tài)的討論

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節(jié)能狀態(tài)包括在CPU空閑或低于最大負載的情況下，降低頻率，降低電壓或同時降低前2者，以幫助省電并降低溫度。

開啟cpu節(jié)能狀態(tài)，需完成以下設置：

1 確保bios中啟用了EIST及C狀態(tài)。

2 確保在Windows控制面板的“電源選項”菜單中沒有選擇“高性能”作為電源計劃。PS：在很多主板上，即使你啟用了EIST選項，也可以通過上述“高性能”選項使cpu始終保持在最高頻率。

作者在指南中對cpu節(jié)能問題做了測試，并得到了下面這張圖表15：

左往右數(shù)，第一條目是節(jié)能狀態(tài)設置為同時降低電壓及頻率時，電壓，功率及溫度的變化。第二條目是頻率下降而電壓不變出現(xiàn)的變化，第三條目是完全停用節(jié)能設置時出現(xiàn)的變化。

從圖中可以看出，同時降低電壓及頻率時，cpu空載時溫度和功率最低，分別為21℃和1W；僅降低頻率時，cpu空載時溫度和功率分別為25度和13W；而停用節(jié)能設置時，空載時溫度和功率分別為27℃和23W。可以看出，即使是單一降低頻率，也能在超頻后cpu空載時獲得10W的功耗節(jié)省。

此外，在三種狀態(tài)下，cpu的滿載時，功率和溫度基本保持一致。

從上述信息我們可以發(fā)現(xiàn)，當你擔心開啟節(jié)能模式，特別是核心電壓的降低會影響超頻穩(wěn)定性時（實際我所看到的不少國外intel平臺超頻指南中，均未發(fā)現(xiàn)有關閉節(jié)能選項對超頻穩(wěn)定性有明顯提升的說法），不妨嘗試圖15中第二條目的方法，即設置節(jié)能為保持電壓不變，單純降低頻率（達成這種效果，如上述，可在bios中開啟EIST（C1E可一并開啟），并為CPU核心設置固定電壓，同時保持系統(tǒng)電源選項設置為“節(jié)能”，win7系統(tǒng)。如下圖16，在自己的G1 sniper Z170+6代ES版cpu達成。）

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問題6?更快的緩存（cache）頻率需要多高的電壓？

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之前已經詳細介紹了緩存頻率的概念和作用，并已經知道緩存電壓和cpu核心電壓是共享同一設置值，作者也對問題6的情況進行詳細測試和分析，如下圖17：

作者在這里展示了在不同的緩存頻率（緩存和CPU頻率為1:1，固定4G，固定4.5G）運行的情況下，記錄在不同的cpu主頻下，在Windows中打開CPU-Z時不崩潰所需的最低電壓值。

通過數(shù)據(jù)我們可以發(fā)現(xiàn)，當緩存頻率固定為4G時，達成上述要求所需的緩存電壓（cpu核心電壓）明顯較其他2種情況下更低，通常要低0.03-0.05V。在文章之前的部分，我們已經提到單純提升緩存頻率對cpu整體性能的增益很小，結合上述測試的結果我們可以得出如下結論：多數(shù)時候無需將緩存頻率和cpu頻率保持在1:1，而是盡量保持至少500MHz的距離（作者觀點，這里的500=cpu主頻-緩存頻率），因為在1:1運行時，所消耗的電壓和溫度資源會明顯上升，而這種資源消耗對整體性能提升的作用很小。

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問題7?如何利用VCCIO和VCCSA兩個設置項使DDR4運行頻率最大化？

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在100系或以后的Z系主板中，與內存超頻有關的電壓設置項目通常如下圖18，不同廠商的主板的名稱不同：

其中，DRAM Voltage我們最為熟悉，即通常意義上的內存電壓設置，根據(jù)intel相關cpu的datasheet，DRAM Voltage也稱為VDDQ，解釋為Processor I/O supply voltage for DDR4（處理器IO總線為DDR4模組提供的電壓）。其推薦值為1.2V正負5%。而實際情況是，很多內存模組在以XMP參數(shù)運行時，需要使用到1.35V甚至更高的電壓值來確保其穩(wěn)定性。

VCCIO在有些主板中稱為CPU IO Voltage（處理器IO電壓），根據(jù)intel相關cpu的datasheet，解釋為voltage for the memory controller and shared cache（為處理器集成的內存控制器及共享緩存提供的電壓），作者將此項目視為“The most important for ddr4 oc margins”，即提升DDR4超頻頻率限度的最重要指標，intel推薦的典型值為0.95V，min/max推薦值空缺，作者的推薦范圍為0.95V-1.25V，最大不超過1.35V，且在長期超頻正常使用時，不要超過1.25V。

VCCSA在有些主板上稱為cpu system agent voltage （直譯為cpu系統(tǒng)代理電壓），根據(jù)intel相關cpu的datasheet，解釋為voltage for the system agent（為系統(tǒng)代理提供的電壓），結合上文提到Fclk（System Agent Clock），此項設置可能還與fclk頻率有關。在這里，作者將該項目視為“2nd most important for ddr4 oc margins”（提升DDR4超頻頻率限度的第二重要指標）。

作者對這兩個電壓設置做了細致的測試，并得到了如下數(shù)據(jù)（圖19）：

作者認為，在默認情況下，VCCSA的值高于VCCIO，但兩者對內存超頻的重要性是等同的。在該測試中，他使用了相同的內存時序和DRAM電壓（1.375v）來超頻他的DDR4模組至4GHz以上，但每次超頻時，達成的DDR4頻率有細微差別（這里的20XX換算成DDR4等效頻率需×2=40XX/41XXMhz），且VCCSA和VCCIO也不同，并采用CPU-Z進行驗證。

作者在超頻測試時發(fā)現(xiàn)，如VCCSA過低會導致啟動失?。ū救嗽跍y試時也是如此，而且即使將內存頻率降的很低單純超cpu的情況下，如果該值過低會直接導致超頻后無法開機），但將其設置的過高會對內存超頻產生負面影響（見圖中數(shù)據(jù)）。而VCCIO只是在增加時才顯示出對內存超頻穩(wěn)定性有益處，但如果設置值過高，帶來的頻率提升則可以忽略（見圖中數(shù)據(jù)）。因此，作者推薦在超頻時VCCSA應低于1.3v，但高于1.2v，并與VCCIO一起使用，來測試內存超頻后的穩(wěn)定性。在一般正常使用時，建議二者均保持在1.25v或以下。

附上一張作者制作的6代cpu超頻相關的主要電壓設置值的推薦表（圖20）：

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問題8?Intel公司14nm工藝的耐用性

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作者在該部分中通過引用intel公司研究人員發(fā)表的相關論文，討論了14nm工藝的耐用性問題。在正常運行條件下，Intel的14nm節(jié)點總體上更具彈性，相比前代22nm，可以承受更高的工作電壓。

此外，作者提到的一個比較值得注意的問題就是：intel為何將cpu頂蓋的散熱方式由釬焊改為導熱膏？

英特爾在2006年發(fā)表的一篇論文中探討了其中的原因.。該文章指出，當CPU芯片尺寸減小到一定程度時，CPU芯片與內部散熱片（IHS）之間的熱界面用銦/金基焊料會導致CPU芯片在多次熱循環(huán)后（這里可理解為cpu重載/輕載之間的反復切換導致的溫度變化）開裂。

我把這篇文章的下載地址放在這里，材料專業(yè)的興趣同學可以閱讀下（本人專業(yè)所限，門外漢）：

鏈接: https://pan.baidu.com/s/1QnwMhcbs_jeyH5uzHOYBsw 提取碼: g2h9?

結尾：

其他的問題限于篇幅，請各位查閱指南原文。個人讀后的感覺就是，作者在個人diyer力所能及的范圍內，以類似于科學研究的思維來探究超頻遇到的一系列問題，這種精神和以及分析方法值得我們學習和借鑒。