什麼是 CPU 節流：詳細解釋

內容

• 什麼是CPU節流
• CPU 節流的原因
• CPU 節流如何影響 PC 效能
• CPU 節流的工作原理
• CPU 節流的類型
  • BD PROCHOT 節流
  • 功率限制節流
  • 時鐘調製節流
  • 快取限制
  • Kubernetes 節流
• 概括
• 如何禁用 CPU 節流
• 結論
• 常問問題
  • CPU 節流會損壞我的處理器嗎？
  • CPU節流和超頻一樣嗎？
  • 什麼軟體可以幫助監控CPU限制？
  • CPU節流可以手動控制嗎？

CPU 節流，這個術語很多人都熟悉，但很少人理解。 與我們一起發現它是什麼，探索CPU 限制背後的原因，並了解與停用它相關的風險。

在本文中，我們將重點放在CPU 限制的所有主要方面，了解其類型並弄清楚如何判斷 CPU 是否正在限制。 但首先，讓我們先定義CPU 限制。

什麼是CPU節流

CPU 節流也稱為動態頻率調節，是現代處理器中嵌入的電源管理機制，用於調節和最佳化其效能。 本質上，它涉及自動降低CPU的時脈速度或電壓。

CPU 節流可以節省電力並減輕某些極端情況（例如過熱）造成的系統不穩定或物理損壞的潛在風險，從而確保硬體安全。

這種時脈速度和電壓的動態調整使處理器能夠適應不同的工作負載和條件，確保最佳的功能和硬體的完整性。 CPU 節流機制的複雜程度因處理器型號而異，新一代通常具有更先進、更有效率的節流演算法。

現在我們已經定義了CPU 限制，讓我們探討一下可能觸發它的原因。

CPU 節流的原因

CPU 限制是處理器對可能影響系統效能和穩定性的各種內部和外部因素的反應。 它表明您的計算機出現問題。 以下是造成節流的主要原因：

• 過熱：CPU 在運行過程中會產生熱量，如果溫度超過預定義閾值 (Tjmax)，則會啟動節流以防止過熱。冷卻解決方案不足、散熱器或風扇積聚灰塵以及環境溫度過高可能是導致 CPU 過熱的原因。
• 功率限制：CPU 具有功率輸出限制以維持穩定運作。當 CPU 供電超過這些預定義限制時，就會觸發節流。 電源波動和其他問題可能會導致功率限制。
• 不當超頻：將 CPU 的時脈速度和電壓提高到超出製造商設定的規格可能會導致CPU 節流，作為防止潛在損壞的保護措施。
• 電壓調節器模組 (VRM) 問題：VRM 負責調節提供給 CPU 的電壓。VRM 中的故障或不穩定可能會中斷電力傳輸，觸發節流。 主機板組件（例如電容器或MOSFET）的問題也可能導致與 VRM 相關的節流。
• Kubernetes 資源限制：雖然是間接的，但Kubernetes仍然可能是CPU 限制的一個影響因素，因為它允許使用者定義容器的資源限制，指定容器可以使用的最大 CPU 資源量。如果這些限制設定得太低或由於需求增加而超出，容器可能會遇到CPU 限制以保持在定義的限制範圍內。

好吧，那很清楚了。 但您如何知道您的 CPU 是否受到限制以及它如何影響您的 PC 效能？ 讓我們弄清楚一下。

CPU 節流如何影響 PC 效能

CPU 節流症狀通常很容易識別，因為它對 PC 效能產生巨大影響。 以下是您的 CPU 可能受到限制的關鍵指標：

• 效能下降：如果您注意到系統響應時間顯著增加，並且想知道是什麼限制了 CPU效能，那麼這些都是CPU 限制的常見跡象。應用程式可能需要更長的時間來加載，並且任務的執行速度可能會降低。
• 意外關閉：節流可能會導致突然和意外關閉，特別是在要求較高的任務期間。這是一種保護措施，可防止 CPU 達到可能導致永久性損壞的臨界溫度。
• 圖形中的FPS 下降：在遊戲或圖形密集型應用程式中， CPU 節流可能會影響 GPU 的效能，從而導致卡頓或幀速率降低。
• 風扇噪音大且轉速增加：節流通常會促使冷卻系統（包括風扇）更努力散熱。因此，風扇噪音和 RPM（每分鐘轉數）的增加表明系統正在嘗試冷卻 CPU。
• 溫度峰值：如果溫度監控工具顯示 CPU 溫度突然出現峰值，且溫度超出正常工作範圍並持續波動，則表示您的 CPU 可能受到限制。
• 時脈速度不一致：如果相同的工具顯示CPU時脈速度不一致或波動，這也可能是節流的跡象，因為它涉及時脈速度的動態調整。
• 效能基準差異：基準測試工具可能會顯示低於預期的效能結果，表示 CPU 由於限製而未以其最佳時脈速度運行。

以上幾點是否切中要點？ 如果答案是肯定的，那麼您很可能已經熟悉了CPU 節流。 但讓我們更深入地挖掘並了解它是如何工作的。

CPU 節流的工作原理

如您所知，CPU 節流旨在透過調整 CPU 的運作參數來管理 CPU 的效能，以防止過熱並降低功耗。 但是 CPU 節流機制是什麼呢？ 以下步驟說明了 CPU 限制的工作原理：

• 監控：CPU持續監控各種參數，包括溫度、電壓和工作負載。如果違反某個閾值，例如，溫度升高超過 Tjmax 水平或提供給 CPU 的功率達到預先定義的限制，則會觸發節流機制。
• 降低時脈速度：最常見的節流方法之一是降低 CPU 的時脈速度。主頻決定了CPU指令的執行速度。 透過降低時脈速度，CPU 每秒執行的操作更少，從而降低整體功耗和產生的熱量。
• 電壓降低：節流也可能涉及降低提供給 CPU 核心的電壓，以減少 CPU 消耗的功率。
• 佔空比調整：節流機制可以調整 CPU 的佔空比，控制 CPU 處於活動狀態與閒置或低功耗狀態的時間比率。透過改變佔空比，CPU 可以管理功耗和熱量輸出。
• 冷卻系統加速：在某些情況下，節流會觸發冷卻系統組件（例如風扇或液體冷卻解決方案）提高速度，更有效地散熱。
• 快取效率降低：在快取限制的情況下，快取記憶體的效率會暫時降低，以管理熱量並防止潛在的損壞。
• 恢復：一旦溫度等參數達到安全範圍，CPU就會逐漸恢復原來的運作設定。此恢復過程可確保風險消失後 CPU 恢復至正常效能水準。

如您所見， CPU 節流是一種複雜的機制，其主要目標是使您的 CPU 免受可能由熱量、電源、快取或其他因素引起的不良影響。 這讓我們需要學習各種類型的CPU 節流來加深我們對此事的了解。

CPU 節流的類型

儘管幾乎所有 CPU 限制通常都是為了降低時脈速度和電壓以確保硬體安全，但它有多種類型，每種都有自己的原因。 是時候多了解他們了。

CPU熱節流主要是由於CPU運作過程中產生的熱量過多所引起的。 CPU 熱節流的主要因素包括：

• 繁重的工作負載：遊戲、影片編輯或渲染等密集任務會顯著增加 CPU 使用率和熱量產生，從而導致熱節流。
• 冷卻不足：如果冷卻系統（包括風扇、散熱器和導熱膏）無法有效散熱，溫度可能會上升到超出可接受的水平，觸發熱節流。
• 環境因素：環境溫度和整體環境條件會影響系統的冷卻效率。室溫過高或氣流不足會導致電腦機殼內的熱量增加。
• 灰塵堆積：隨著時間的推移，灰塵會堆積在冷卻組件上，從而降低其效率。散熱效率降低會升高溫度並引發熱節流。
• 超頻：激進的超頻設定可能會使 CPU 超出其設計溫度限制，從而導致熱量產生增加並強制進行熱節流。

CPU 熱調節與其他類型的CPU 調節的主要差異是什麼？ 一般來說，這種是由CPU溫度過高直接引起的，有些則是由功耗、電壓不穩定或資源限制等因素觸發的。

確保適當的冷卻，避免激進的超頻設置，並利用溫度監控工具來避免熱節流並防止與之相關的負面後果。

BD PROCHOT 節流

另一種類型的 CPU 節流是雙向處理器熱 (BD PROCHOT) 節流。 BD PROCHOT 是一項旨在防止過熱並保護 CPU 免受因溫度過高而造成潛在損壞的功能。 該機制是整合到現代 CPU 中的更廣泛的熱管理技術套件的一部分。

BD PROCHOT 對溫度或功率感測器發送的訊號做出反應，立即迫使您的 CPU 節流並顯著降低系統效能。

它使用與熱節流相同的機制，旨在確保 CPU 的安全。 然而，來自故障感測器的錯誤訊號並不罕見，建議使用監控工具手動檢查溫度以排除這種可能性。

功率限制節流

CPU 功率限制調節旨在防止處理器超過預先定義的功率閾值，從而防止過熱。 有幾個因素可能會導致功率限制：

• 功率傳輸限制：當提供給 CPU 的功率超過製造商設定的功率限制時，就會發生這種情況。
• 電壓不穩定：電壓供應的波動可能導致功率尖峰，觸發功率限制節流以保持穩定性。
• 超頻：超頻期間增加電壓可能會超過 CPU 的功率限制，從而導致功率限制節流作為一種保護措施啟動。

確保電源穩定並根據製造商的規格設定電壓設置，以避免功率限制。

時鐘調製節流

時脈調變節流是一種 CPU 節流機制，可降低處理器倍頻（核心比率），從而將 CPU 速度減慢至其額定速度的一小部分。 這種形式的節流是熱節流和功率限制節流的補充，在達到溫度限制時激活，主要用於筆記型電腦。

時脈調變節流的原因都是相同的，但它所產生的影響超出了熱和功率限制的影響，因為它會影響核心比率，從而使時脈速度的降低倍增。 為了避免時脈調變節流，請確保監控時脈速度和溫度讀數以保持在製造商指定的限制內。

快取限制

高速緩存限制專門涉及 CPU 高速緩存的管理。 CPU 高速緩存是一種小型電腦內存，可提供對主內存的高速資料訪問，並儲存有關常用電腦程式、應用程式及其資料的資訊。

大多數 CPU 都配備了多個快取等級的分層結構（L1、L2，經常是 L3，偶爾是 L4）。 這些等級由第 1 級的資料特定和指令特定快取組成。

快取限制通常是由於快取的過度利用而發生的，導致熱量產生增加。

以下是其最常見的原因：

• 密集記憶體使用：嚴重依賴快取記憶體的應用程式或進程可能會導致快取限制。
• 低效的記憶體存取模式：優化不佳的程式或低效的記憶體存取模式可能會導致快取的過度使用，從而導致限制。
• 資源密集型任務：需要頻繁快速存取高速緩存的 CPU 密集型任務也可能是導致高速緩存限制的原因。

快取限制會導致快取效率暫時降低，進而影響處理器快速檢索和儲存資料的能力。

面臨 CPU 快取限制可能並不常見，因為它通常與處理效能最佳化的開發人員或系統管理員更相關。 但是，如果您懷疑與快取相關的問題會影響系統效能，請嘗試更新作業系統和驅動程式、檢查惡意軟體並停止背景進程。

請記住，與快取相關的問題通常很複雜，可能需要更深入地了解系統架構。 如果問題仍然存在，建議諮詢技術支援或向具有軟硬體優化專業知識的線上社群尋求協助。

Kubernetes 節流

Kubernetes（或 K8s）是一個開源容器編排平台，旨在自動化容器化應用程式的部署、擴展和管理。 Kubernetes 由 Google 開發，後來貢獻給雲端原生運算基金會 (CNCF)，它提供了一個強大且可擴展的框架來管理容器化工作負載和服務。

在 Kubernetes 中，CPU 限制是一種旨在管理和控制分配給叢集內容器的 CPU 資源量的機制。 Kubernetes 排程器和資源管理器協同工作，以確保不同 Pod 和容器之間資源的公平分配。

Kubernetes 允許使用者在容器清單中指定 CPU 的資源請求和限制。 請求指示容器最初需要的 CPU 量，而限制定義它可以消耗的最大 CPU。 Kubernetes CPU 限制的最常見原因是超出這些資源限制。

以下是防止 Kubernetes 限流的主要方法：

• 資源規劃：根據容器的實際資源需求，充分規劃容器的資源請求和限制。避免設定過於嚴格或過於寬鬆的限制。
• Pod水平自動伸縮（HPA） ：利用HPA根據資源使用動態調整Pod副本數量。這可以幫助平衡負載並防止 CPU 消耗過多。
• Pod 分佈：將 Pod 分佈在多個節點上，以避免資源爭用。這最大限度地減少了由於單一節點上的資源競爭而導致CPU 限制的可能性。
• 監控和日誌記錄：實施監控和日誌記錄來追蹤 Kubernetes 叢集中的 CPU 使用情況，以識別持續接近或超過其 CPU 限制的 Pod 或容器。
• 調整資源配額：微調資源配額以符合您的應用程式的要求。根據觀察到的效能和工作負載特性調整 CPU 限制和請求。

需要注意的是，Kubernetes 的目標是高效率管理資源， Kubernetes CPU 限制並不一定表示有問題。 但是，它很可能會影響您的系統效能，從而顯著增加回應時間。 在這種情況下，降低 CPU 效能的原因是其確保公平分配、防止資源匱乏的機制。

概括

正如我們所發現的，不同類型的 CPU 限制可能是由多種原因引起的，並會顯著降低系統效能。 讓我們來看看一些防止限制的一般建議：

• 更新軟體：確保您的作業系統、驅動程式和應用程式是最新的。製造商經常發布更新，其中可能包括為了更好地與 CPU 相容而進行的最佳化。
• 檢查惡意軟體：使用可靠的防毒軟體執行徹底的惡意軟體掃描。惡意軟體可能會影響系統效能，使電腦過載並可能導致限制。
• 監控CPU使用率：使用系統監控工具檢查CPU使用率。高且持續的 CPU 使用率可能表示資源密集型任務可能會觸發限制。
• 最佳化電源設定：將電源設定調整到適當的設定文件，以確保 CPU 在最佳狀態下運作。
• 溫度監控：使用溫度監控工具檢查您的CPU是否在正常溫度範圍內運行，因為過熱是最常見的節流原因。
• 考慮硬體升級：如果您遇到持續的效能問題並且您的硬體已經過時，請考慮升級到較新的 CPU。
• 重設BIOS/UEFI設定：如果您對 BIOS/UEFI 設定進行了變更並懷疑它們可能會影響效能，請考慮將它們重設為預設值。
• 尋求專業協助：如果您不願意更改系統設定或懷疑有硬體問題，請考慮尋求專業人士的協助或聯絡設備製造商的支援人員。

希望在了解限制類型和防止方法之後，您現在已經成功穩定了 CPU 行為。 如果您仍然遇到CPU 限制問題，還有另一個選項可以使用 - 即停用它。

再次強調，重要的是要了解CPU 限制是一種保護機制，旨在保護您的 CPU，停用它是危險的，因為它可能會損害系統穩定性並導致過熱和意外後果。

但如果您已下定決心並決定停用CPU 限制，請繼續閱讀下一部分。

如何禁用 CPU 節流

雖然不建議這樣做，但在某些情況下您可能可以臨時修改特定任務的限制行為。 在嘗試任何變更之前，了解與停用限制相關的風險至關重要。 如果您已經權衡了所有這些並且有信心，那麼讓我們看看如何停用 CPU 限制。

電源選項

您可以調整電源設定來影響 CPU 效能，強制其滿載運轉：

• 在工作列上的搜尋框中輸入“控制台”，然後選擇第一個選項。
• 變更「檢視方式：」類別以顯示大圖標或小圖標，然後按一下「電源選項」。

• 選擇您要調整的電源計劃，然後按一下「變更計劃設定」。
• 前往“變更進階電源設定”，將“處理器電源管理”下的“最低處理器狀態”和“最高處理器狀態”值設為 100%，然後按“套用”和“確定”。 這將確保處理器始終以 100% 的能力運作。

此操作將減少節流效果，但會導致功耗和熱量增加。

工作管理員

有一種方法可以在任務管理器中停用每個進程的CPU 限制。 操作方法如下：

• 右鍵點選工作列並選擇「工作管理員」或使用 Ctrl + Shift + Esc 快速鍵。
• 導航至“詳細資料”標籤。
• 用滑鼠右鍵點選列標題，然後選擇“選擇列”。
• 選取“電源限制”方塊以新增列，然後按一下“確定”。
• 右鍵點選要變更電源限制狀態的進程，然後選擇「設定優先權」。
• 選擇「正常」或上方的任何選項可指派更高的優先級，從而停用該進程的限制。

登錄編輯器

以下是在登錄編輯器中停用 CPU 功率限制的方法：

• 按 Win + R 組合鍵開啟「執行」對話方塊。
• 輸入“regedit”並按 Enter 鍵。
• 導航

HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Power\PowerThrotdling

• 如果「PowerThrottting」鍵不存在，請透過右鍵點選「Power」鍵並選擇「新建」>「鍵」來建立它。
• 透過右鍵點擊“PowerThrotdling”項目右側欄位中的任意位置並選擇“新建”>“DWORD（32 位元）值”，以尋找或建立“PowerThrotdlingOff”DWORD 值。
• 雙擊它，將數值資料設為 1，然後按一下「確定」。
• 關閉登錄編輯程式並重新啟動系統。

群組原則編輯器

此方法僅適用於 Windows 專業版的幸運用戶，家庭版中不存在。 這是你該做的：

• 按 Win + R 組合鍵開啟「執行」對話方塊。
• 輸入“gpedit.msc”並按 Enter 鍵。
• 導覽至以下路徑：電腦設定 > 管理範本 > 系統 > 電源管理 > 電源限制設定。
• 雙擊“關閉電源限制”。
• 在對話方塊中選擇“啟用”以關閉功率限制。
• 按一下“應用”，然後按一下“確定”。

圖片來源：maketecheasier.com

BIOS/UEFI 設定

某些主機板在 BIOS/UEFI 設定中提供了一個選項，可以直接停用節流。 請務必小心，因為這可能會導致系統不穩定或損壞。

圖片來源：techspot.com

油門停止

還有一個名為 ThrottleStop 的第三方工具可以簡化停用CPU 限制的過程。 它是一個小型應用程序，用於監控和調整關鍵 CPU 參數，例如電壓和時脈速度。 其功能之一是可以停用熱節流。 其操作方法如下：

• 下載、解壓縮並運行 ThrottleStop。
• 找到並取消選取“BD PROCHOT”。
• 點擊“儲存”並退出應用程式。

停用此設定將指示您的CPU 即使在達到極端溫度時也保持運行，就像什麼都沒有發生一樣，這最終會導致您的CPU 和筆記型電腦在資源密集型工作負載下過熱，並產生所有隨之而來的後果。

也就是說，不建議普通用戶停用CPU 限制，並且應格外小心，因為這可能會導致硬體損壞並使 CPU 和其他組件的保固失效。

如果您對處理器效能不滿意，請考慮替代解決方案，例如昇級硬體。

另請閱讀：為什麼我的電腦這麼慢？ – 提升電腦效能

結論

在本文中，我們從回答「什麼是 CPU 節流？」這個問題全面介紹了 CPU 節流的各個面向。 探索其原因、症狀、類型和機制。 我們還揭示了禁用 CPU 限制的誘惑背後隱藏的重大風險。

我們希望本文能幫助您了解節流作為一種保護機制的本質，最好不要對其進行篡改，並在您決定停用它時做出權重且明智的決定。

我們希望聽到您的意見！ 在下面的評論中分享您可能對其他用戶有幫助的想法和技巧。

常問問題

CPU 節流會損壞我的處理器嗎？

不，相反，CPU 節流旨在防止您的處理器因過熱而造成潛在損壞。

CPU節流和超頻一樣嗎？

不，CPU 節流涉及降低時脈速度以管理熱量和功耗，而超頻是一種旨在提高時脈速度以提高效能的做法。

什麼軟體可以幫助監控CPU限制？

HWiNFO 和 ThrottleStop 等工具可以深入了解 CPU 效能，幫助使用者監控限制事件。

CPU節流可以手動控制嗎？

雖然某些工具允許手動調整限制設置，但由於存在相關風險，不建議經驗不足的用戶使用。