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近期网友询问CPU电压的相关问题：

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让我想起关于CPU超频还欠有一篇旧账 。今天我们来一起讨论一下，Intel的CPU超频的原理是什么？为什么超频要提高电压？以及回答网友关于电压和CPU寿命的问题 。
CPU超频的原理自从Intel放弃前端总线（FSB）后，CPU的频率计算十分的简单：
CPU主频 = 基频 倍频
基频（Base Clock，BCLK）是从南桥PCH的PLL发出的基础时钟信号：

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它一路传递到CPU中，为内核和很多uncore部分（内存控制器，GPU等等）提供基础时钟信号：

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这个基频缺省情况下是100MHz，可以提高到200MHz甚至更高 。因为它并不仅仅为CPU内核提供基频信号，还为众多CPU中的小伙伴服务 。提高它，内存频率、Cache频率、GPU频率等等都会成倍提高，所谓牵一发而动全身 。也正因为如此，提高它会整体提高CPU的运输速度，但也很容易引发某些部分的不稳定 。
有了基频，CPU中的各个器件并不是工作在100MHz上的，在它后面带个倍频（Multiplier），来为自己服务 。例如内核、GPU、Cache和内存控制器等等，都有自己的倍频 。
举个例子，标称3.5GHz的CPU，它的基频是100MHz，内核的倍频是35，算下来就是
100 35 = 3500MHz=3.5GHz
十分简单，是不是？超频中我们单独调节各个部分的倍频，来提高它的速度 。例如我们把内核的倍频调成45，那么我们就有了4.5GHz的CPU 。调整倍频的好处是可以单独调节，而不是像调整基频一样一股脑向上提高，死机后很难判断那里出了问题 。
超频资深玩家往往先试探基频的极限，再单独调整内核的倍频，找到在此之上，倍频的极限 。而入门用户，调节倍频往往就够了 。
提高频率如此简单，只要我们有了K结尾的CPU，在BIOS中仅仅调整几个数字就好了：

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超频真的如此简单吗？
情况要复杂很多，超频后，系统往往开始百思特网表现的不稳定 。只要我们知道哪里不稳定，提高它的电压供给，往往就能让它再次稳定下来 。为什么提高电压会改善高频的稳定性呢？
为什么要提高电压？我们来看个例子，含有高达80多亿的场效应晶体管FET的Kabylak等CPU结构十分复杂，每个一个FET的简单示意图如下：

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当输入低电平时，CL被充电，我们假设a焦耳的电能被储存在电容中 。而当输入变成高电平后，这些电能则被释放，a焦耳的能量被释放了出来 。因为CL很小，这个a也十分的小，几乎可以忽略不计 。但如果我们以1GHz频率翻转这个FET，则能量消耗就是a 10^9，这就不能忽略了，再加上CPU中有几十亿个FET，消耗的能量变得相当可观 。
我们这里要引入门延迟（Gate Delay）的概念 。简单来说，组成CPU的FET充放电需要一定时间，这个时间就是门延迟 。只有在充放电百思特网完成后采样才能保证信号的完整性 。而这个充放电时间和电压负相关，即电压高，则充放电时间就短 。就越能保证信号的完整性 。
如果超频后，频率升高，原先可以满足门延迟的电压慢慢就不能保证信号完整性了，这时提高电压，就可以降低门延迟，从而重新满足信号完整性 。这就需要我们发现哪部分不能满足信号完整性，从而提高它的电压供给 。

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