非K版 Skylake处理器破解超频实战

还记得2014年，英特尔在奔腾处理器诞生20周年之际推出面向中低端市场的超频处理器Pentium G3258，掀起一阵“全民平价超倍频”热潮。但我们也发现，近年来英特尔处理器通常只能在倍频上“折腾”，外频则由于与PCI-E频率的对应关系难以上调……然而，不久前各大厂商纷纷推出特殊版BIOS文件，只要搭配更新特殊BIOS之后的Z170主板，Core i3 6100这样的锁定倍频版处理器也能享用免费超频“大餐”！等等，非K处理器也能超频？是的！而且实测个别型号的风冷超频幅度高达65%……那么这顿免费大餐怎么吃？好不好吃？请跟《微型计算机》评测室一同细细品尝吧。

超外频：久违的玩法终于回归

在现如今“性能过剩”的呼声下，为什要超频？相信有朋友会提出这样的疑问。其实性能是否过剩目前来看尚无定论，殊不知高清游戏、设计、工程等领域对高性能处理器依然孜孜以求。超频除了带给用户免费的性能提升之外，对处理器体质也是一个比较好的检验手段；超频还能检验主板是否能在极端工作环境下稳定工作……更重要的是，这是一种属于DIYer的探索精神。
Sandy Bridge、Ivy Bridge及Haswell这几代的处理器中，外频（BCLK频率）与其它单元的频率具有同步性，比如PCI-E频率，所以BCLK稍加超频后很容易引起连锁反应导致数据损失、蓝屏等现象。到了Skylake时代，我们发现英特尔改进了外频与其他系统之间的联系，芯片组及PCI-E现在都有自己的时钟频率，这就解放了外频—现在它只跟CPU、集显及内存频率有关。于是，Skylake处理器外频的提升便有了技术基础。去年12月中下旬开始，各大主板厂商旗下不断有针对非K版 Skylake处理器的特殊版超频BIOS流出，有些厂商甚至在官方设立了专门页面提供此类BIOS下载，玩家可在刷新了这些BIOS的Z170主板上实现外频超频功能。要知道，上一次我们见到英特尔非K处理器外频超频“盛况”还是在Core 2时期（Core 2 Duo E6320）。截至本文发稿，英特尔官方并未明确表示禁止此类行为，个中缘由我们暂不得而知。言归正传，在进行超频测试之前，我们还需要做一些必要的功课。

一款非K Skylake 处理器的CPU-Z侦测信息，这一代处理器被玩家诟病是“挤牙膏”升级，超频是救命稻草？

Skylake时代，英特尔使得芯片组及PCI-E具有独立时钟频率，解放了超外频这一在英特尔处理器上已“失传”多年的玩法。

哪些非K处理器支持超频？

答案是目前市售的全部Skylake架构非K版处理器！包括且不限于奔腾G4400、Core i3 6100、Core i5 6400、Core i7 6700等处理器。相对于2014年只有G3258一款普通版处理器被解锁，本次免费大餐的规模更加可观。

哪些主板支持非K Skylake处理器超频？

需要注意的是，除了超微旗下一款H170主板之外，目前能支持非K Skylake处理器超频的主板均采用Z170芯片组。具体到厂商方面，华硕、技嘉、华擎、映泰等厂家旗下的Z170主板大部分都支持非K Skylake处理器超频。其中华擎和映泰的特殊版BIOS可直接在官网下载（华擎的位于“beta”区域），而华硕、技嘉对应的的特殊版BIOS则更多见诸于国外网站。有消息表示，B150、H110芯片组的超频版BIOS有望推出，但这一消息未经厂商证实。联想到之前B85超频主板、H81超频主板等先例，玩家们不妨也期待一下。

从奔腾到Core i7，基本上所有非K Skylake处理器都没缺席本次超频盛宴。

有利有弊：玩家请适当取舍

超频后的优点也是显而易见的，比如：
1、超频后整体浮点运算大幅提升！在众多理论性能测试软件中体现得尤为明显；
2、3DMark物理分值大幅度提高，实际游戏帧数有所提高！
同时，我们要知道，与采用常规主板BIOS的平台相比，刷了特别版BIOS的平台目前来看主要有以下几点问题：
1、处理器自带核芯显卡失效，玩家需配备独立显卡；
2、核心温度有可能显示异常；
3、部分电压监测软件如CPU-Z电压监测显示异常；
4、L1、L2 缓存显示异常；
5、相关节能功能失效，处理器一直处于大/Turbo频率状态；
6、AVX2之类的新指令集可能失效或工作不异常；
7、恢复默认BIOS设置后依然存在上述问题，实测必须刷回官方普通版BIOS才能解决。

我们如何测试？

我们将通过一系列处理器理论性能测试、应用性能测试、游戏性能测试，功耗与温度测试对超频后的Core i3 6100和Core i5 6400两款市售主流处理器进行详细测试。同时为了让读者能直观地了解它们的性能提升，我们还将采用Core i7 6700K、Core i5 6600K与它们进行对比。与之前针对E3-1230 v5的测试类似，通过对比Core i7 6700K、Core i5 6600K，我们可以看出非K Skylake处理器超频后与高一级的K版处理器差距几何；而大家可结合对实际性能和售价的分析，解答本次超频大餐“值不值得”与“划不划算”的问题。

测试平台

处理器               Core i3 6100
                        Core i5 6400
                        Core i7 6700K
                        Core i5 6600K
主板                  华擎Z170 Gaming K6+
显卡                  华硕STRIX GTX960 4GB
内存                  DDR4 3200 4GB×2
硬盘                  HGST 1.5TB机械硬盘
海盗船               Neutron XT 480GB SSD
电源                  航嘉X7 900W
散热器               九州风神黑虎鲸金尊版
操作系统            Windows 10专业版

部分测试软件

两款非K Skylake处理器超频实战解析

刷入特殊版BIOS之后，超频选项变得几乎与安装了K版处理器时一样丰富。

合理利用用户配置保存与加载功能，可使超频更方便，有助于一步步调校出佳性能并存档。

主频激增65%：Core i5 6400

与常规处理器超频不一样，本次超频需要先将特殊版BIOS刷入到主板上。以本次测试采用的华擎Z170 Gaming K6+为例，将名为“Z17GM6P1.93”的BIOS文件放入FAT32格式的闪存盘内，然后通过BIOS内的Instant Flash工具将BIOS版本更新到L1.93版—这是本次超频的关键。我们可以看到特殊版BIOS里面的超频选项变得几乎与安装了K版处理器时一样丰富，Spread Spectrum（频展）默认是关闭状态（有助超频稳定性），但没有倍频调节选项。此时进入Windows桌面利用软件查看，会发现Turbo Ratio（动态加速频率）以及C-State（深度节能）自动调节功能都已失效，Core i5 6400处理器始终运行在它的高频率即3.3GHz（在1.74版CPU-Z中倍频错误显示为27x），此时处理器集成的显卡还是正常工作的。但这并不是我们的终追求，接下来回到BIOS界面开始调校。

超频的重点很简单—外频的提升！我们发现只要对外频做了一丝改动，Core i5 6400处理器的倍频和Cache频率便会锁定在27x并无法更改，且处理器集成显卡会立即失效。这时要提高外频就只需要特别注意内存频率的控制，我们选择了先把内存频率锁定在一个较小的值如DDR4-1744，先“单超”处理器后再探索该平台能支持的高内存频率。如果不把内存频率锁定的话，内存频率与Cache频率会跟外频同步往上过度调节导致无法开机。接下来的步骤与Haswell时代超频并无太大差别，首先将长时间功耗限制（Long Duration Power Limit）、时间维持（Long Duration Maintained）、短时间功耗限制（Short Duration Power Limit）分别设置为1000、128、1000以保障电力供应；接下来就是逐渐提高外频、适当提高处理器核心电压并开机验证。在4.6GHz频率下，该平台可以开机并进入桌面，但无法通过软件测试；经过一番取舍，后我们成功将Core i5 6400的外频提高至165.36MHz并顺利通过Wprime 32M、Prime95两大软件测试。此时处理器的核心电压为1.376V且主频高达4.46GHz，主频比初始频率（2.7GHz）整整提高了65%之多！与原大睿频（3.3GHz）相比也有35%的提升，堪称过瘾。后，我们回到内存调校界面，经过逐级调整验证，后将内存频率稳定在了DDR4-2864（16-16-16-36），这一水平也大大超过了Core i5 6400原生支持的DDR4-2133。

 Core i3 6100后稳定运行在4.5GHz

由于默认主频较低，Core i5 6400在所有的非K Skylake处理器中可超频幅度大，后稳定运行在4.46GHz

遇到“大雷”：Core i3 6100

在玩家口中，处理器有“大雷”与“大雕”之分，后者只需较低的核心电压便可平稳超到较高频率并稳定运行，而前者特指那些需要较高电压才能运行在高频率下的处理器。毫无疑问，本次测试用的这颗Core i3 6100是“大雷”—经过调校它在测试平台上的风冷极限频率为4.5GHz；但此时电压较高，达到了1.42V。
经过逐级调整验证，这次我们将内存频率稳定在了DDR4-2920（16-16-16-36）。

额外磁盘性能提升：在Core i5 6400超频后我们进行了磁盘性能测试，结果发现处理器超频后固态硬盘4K读写性能（见图片下半部分）确实有一定提升。

温度与功耗测试

测试点评：超频后我们还对这两颗非K Skylake处理器的功耗与发热量进行了考察。令我们感到意外的是从工作温度上来看，两款处理器的表现仅稍高于默认状态下的Core i7 6700K，堪称凉爽；而功耗方面也并无“出格”之处。我们分析原因之一在于这两款非K Skylake处理器超频后核芯显卡被完全关闭，因此可以避免这部分区域消耗电能、产生废热；另外一大原因是测试采用的两款处理器本身TDP较低，再加上14nm工艺的支持，因此超频后并未出现过于恐怖的功耗与热量上升。试想一下，这两套超频后的平台哪怕是搭配TDP 300W左右的高端显卡，考虑到电源的转换效率，一台额定功率在650W左右的电源就能完全满足用户的需求。

处理器理论性能测试

测试点评：两款非K Skylake处理器在测试中都有不错的表现，其中Core i5 6400处理器凭借超频后的高频优势，性能表现追赶甚至超越了同为四核心四线程设计的Core i5 6600K，其中wPrime 32M多线程运算成绩甚至比Core i5 6600K处理器还超出了11.6%。这样的成绩，与近大热的至强E3 1230 V5相比同样是不遑多让。在强调单核心性能的单线程性能测试上，由于工作频率大幅提升，因此在Super Pi 100万位测试中，Core i5 6400甚至比不超频的Core i7 6700K快了0.11s；而跑出8.77s的Core i3 6100也只比不超频的Core i7 6700K慢不到0.2s。
与价格贵出自己300元的Core i5 6600K相比，超频后的Core i5 6400处理器的优势相当明显，毕竟此时它的工作频率比Core i5 6600K高了近600MHz。然而Core i5 6600K具备倍频超频能力、用于提升多线程性能的TSX-NI指令集，因此在同样超到4.5GHz这一水平的时候，表现应该还是要稍微好于Core i5 6400，当然功耗也会大些。

处理器应用性能测试

测试点评：实际应用测试的结果与理论测试的结果非常相近，单从Cinebench R15成绩来看，超频后的Core i5 6400的运算性能也达到了Core i5 6600K的113%、Core i7 6700K的78%。而在7-Zip文件压缩性能测试中，Core i5 6400的压缩速度更比未超频的Core i5 6600K快了13%。

在侧重单核心、单线程的应用上，由于频率提高，两款超频后的非K Skylake处理器表现与两款K版处理器不相上下， MediaEspresso(MediaEspresso支持显卡硬件编码、解码，在这种视频转码软件中，CPU多线程性能对结果影响不大)的视频转码消耗时间彼此相差不过一两秒。令人感到惊喜的是，借助Driverheaven Photoshop Bench V3我们发现超频后的两款非K Skylake处理器在PhotoShop应用中有了可观的提升，对于这种“短平快”倾向的设计软件而言颇具积极意义。上一期的测试中我们曾得出结论—“E3-1220 v5在所有应用测试中战胜了Core i5 6400，使得后者的购买价值直线下降。”如今看来，这个结论值得商榷。

游戏性能测试

测试点评：接下来我们也进行了大家颇为关注的游戏性能测试，使用了《怪物猎人》、《古墓丽影9》、《神偷4》三款热门游戏与3DMark基准测试软件。测试结果显示这四款处理器的表现却非常接近，尤其在实际游戏中，三款游戏低平均运行帧速与高平均运行帧速的差值并不大。可以说它们在游戏性能上，完全处在一个水平线。原因在于五款处理器均使用相同的Skylake核心，同时当前游戏对多线程处理器的优化仍然很一般，往往四核心、四线程处理器就能满足游戏运行的需求，八线程处理器的规格优势无从发挥。而且更重要的是游戏能否流畅运行的关键还是在显卡上，因此这几款处理器在终游戏性能的运行上不会带来明显差异，玩家也无法从使用中体验出区别。

本来，如果只看数据对比的话，那么酷睿K系处理器仍是游戏性能强的处理器，其高频率设置、对DDR4高频内存的支持，使得它在测试数据上可以获得非常小幅度的领先。而两款参测非K Skylake处理器由于频率大大幅提升、再加上超频支持了DDR4 2800以上内存频率，急剧缩短了与K版处理器的差别，追求高性价比的玩家或许会喜欢。

结语：值得一玩，期待更多主板解禁

不可否认，开放非K Skylake处理器超频对于英特尔现役的K版乃至至强E3 V5处理器而言是有一定冲击的。毕竟当前来看售价相对便宜的非K Skylake处理器居然具有很大的性能提升潜力，同时在功耗、散热上并不令人担心。对于市场而言，若是英特尔不“封杀”，加上主板厂商进一步的优化相关BIOS，无疑对玩家选购Skylake平台具有较强的刺激作用。同时，非K Skylake处理器可超频的现状有力回应了玩家对英特尔“挤牙膏”升级的抱怨。从性价比方面考虑，Core i5 6400无疑是高的：处理器（散片）加上一款普通Z170主板总花费可控制在2000元左右，玩家收获的主流性能和“可折腾”体验却物有所值。

可惜目前只有Z170主板支持非K Skylake处理器超频，小编期待更多、更便宜的主板芯片组加入到这超频免费大餐中以降低入手门槛，再次点燃广大DIYer心中那团火焰。另有消息表示，AMD的ZEN架构处理器将于2016年内开始投放市场，处理器江湖又要展开新一轮热闹的龙争虎斗？我们翘首以盼。