玩极限！玩“硬改”！ 显卡硬改实战

多数用户其实都听过“硬改”这个字眼，但对他们来说“硬改”还是过于神秘，因为平时很难实际接触相关内容。那么“硬改”显卡究竟能得到什么？为什么它只是小众？它包含哪些内容？操作复杂吗？看完本文后，其实你也可以做到。

“硬改”显卡的意义

我们先来看看“硬改”显卡的意义和目的是什么，究竟包含哪些内容？“硬改”显卡的终极目的是提升显卡性能，而要实现这个目的则必须相应地提升显卡的频率。是的，你必须通过超频来达到提升显卡频率的目的。不过遗憾的是，在默认状态下，显卡的超频幅度是有限的，并不能特别明显地提升显卡性能。这是因为显卡超频除了和显卡核心、显存的体质密切相关以外，更和核心电压、显存电压有着直接关系，这和处理器的超频是一个道理。可以这样认为，在一定的范围内，提升显卡核心电压、显存电压，可以带来可观的超频幅度。

而显卡的电压受限于BIOS设计，无法直接提升，因此笔者曾经在2011年1月上《突破显卡BIOS限制GTX 460极限超频经验谈》一文中，为大家介绍了如何通过修改显卡BIOS、突破GPU核心电压限制（“软改”），从而大幅度提高显卡超频幅度的方法。该方法简单易行，不影响显卡的售后质保服务。只是这种方法提升GPU电压的幅度还是相对比较有限，而且无法提升显存的电压。今天，笔者将教你如何对显卡进行“硬改”，来进一步提升显卡的电压，从而大幅提升超频能力，并终提升显卡性能。

与修改显卡BIOS以提升GPU电压值的“软改”方法不同，所谓“硬改”就是通过对显卡硬件电路的改造，从而提高GPU核心和显存的工作电压值，使其在高频下工作更加稳定。上文已经提到，通过修改BIOS的方法所能达到的电压提升幅度有限，而且该方法无法改变显存电压值，例如NVIDIA GTX 460显卡，通过修改BIOS所能达到的大核心电压值仅为1.21V，这个大上限值是由硬件厂家在产品设计时所限定的，只有通过厂家工程师的专业软件才能突破该1.21V的上限值。而且厂家在显卡上往往设计有OCP过流保护电路，当工作电压值过高时，会导致电流过大而激活OCP电路，让电压修改失效，从而达到保护显卡的目的。这样看来，我们对显卡进行硬件电路的修改主要包含了三个方面：1.突破BIOS对GPU核心电压值的大值限制，进一步提升核心电压；2.提升显存工作电压；3.破解显卡OCP过流保护电路。

“硬改”显卡，理论先行

在“硬改”之前，我们不妨先温习一下相关的理论知识。在介绍的过程中，笔者将以铭鑫GTX 460中国玩家版显卡为例，来带大家认识“硬改”的方方面面。

GPU核心电压

正如前文所说，修改GPU核心电压是“硬改”的一个重要内容。简单来说，显卡的GPU核心电压值由GPU核心电源PWM IC来定义，GPU核心电压值=基础电压值+增量电压值。基础电压值可以通过修改BIOS进行调节，而增量电压值则需要通过调节Rofs电阻来掌控。例如我们修改BIOS将显卡的核心电压值调节到1.2V（图1），这个值已经是通过调节BIOS所能获得的大电压值了，如果要进一步加压，就必须调节Rofs电阻来增加增量电压值。

该显卡的默认核心电压为0.975V，通过修改BIOS的方法可以使得其提升到1.2V，但这还不够，通过“硬改”可以进一步提升核心电压。（图1）

不同显卡的PWM IC和Rofs电阻可能有所不同，但修改的基本原理都是一样的。以笔者手中的铭鑫GTX 460中国玩家版显卡为例，它的PWM IC采用的是UPI 6206芯片，其电压增量的简化计算公式为：V=0.4×(Rfb/Rofs)，该公式是由PWM芯片定义的。由此可见，Rofs的电阻值越小，电压增量就越大。GTX 460中国玩家版的Rfb电阻值为1KΩ，Rofs默认阻值是10.5KΩ，Rofs对应的电阻位于PCB背面，名为R176（图2）。笔者的目标是增加电压增量，可通过降低R176的电阻值实现。

R176与R179在PCB上的位置，这些电阻的具体位置根据不同显卡的设计各不相同，但一般都位于PCB的背面。（图2）

也许有些读者会问，既然电压增量V=0.4×(Rf b/Rofs)，那么为什么不通过提高Rf b电阻值的方法来提升电压呢？这是因为Rfb的阻值已经由显卡厂家根据PWM IC芯片进行了设定，不能够轻易进行更改，以免引起供电不稳定。再者，在硬件改动方面，减小某电阻的阻值要远远比增大其阻值容易得多。而且小阻值的可调电阻更容易购买，发热量也更小，稳定性也更好。后文中显存电压的修改也遵循这个原则。另外，如果增加并联电阻的话，也能够使其总阻值变小。当然，假如你的焊接功夫不是很好的话，可以选择增加一个并联电阻，这样即使并联上去的电阻出现假焊或者虚焊，电阻仍然能够保证供电系统的正常工作。

显存电压

与GPU核心电压的定义方法类似，显存的供电电压也是由PWM IC芯片与Rtop、Rbot两个电阻值来决定的。GDDR5显存的工作电压计算公式是：FBVDD=0.8×（1+Rtop/Rbot），也是由PWM芯片来定义的。在这里，FBV表示的是Frame Buffer Voltage，即显存固件电压。GTX 460中国玩家版显卡的显存供电PWM IC采用的是UPI 6161芯片，其电压调节相对简单。Rtop对应的是PCB上的R737电阻，Rbot对应的是PCB上的R736//R551（R736电阻与R551电阻并联）电阻，它们的电阻参考值分别为：R737=1.02KΩ，R736=1.47KΩ，R551=4.32KΩ，代入公式计算得到理论显存工作电压为1.54V（由于相关元件在电气性能上的差异，实际电压值会在该理论值基础上进行小范围浮动）。

通过上述计算公式来看，当R736电阻值越小时，R736//R551电阻值就越小，Rtop/Rbot的值也就越大，显存工作电压FBVDD就越大。因此，我们可以通过降低R736的电阻值来提高GDDR5显存的工作电压（图3）。

降低R736电阻值可增加该显卡的GDDR5显存电压。（图3）

OCP过流保护电路

为了更好地保护显卡，很多显卡上都会设计OCP过流保护电路。当出现某些因素导致电流超出保护上限值时，该电路就会自动切断电源，从而保护显卡硬件不被烧坏。笔者在之前所介绍的电路修改都是为了对显卡进行加压，同时这也会造成显卡电流的增大从而激活OCP保护电路，终导致电压修改失败。因此破解OCP过流保护电路也是“硬改”的必备关键步骤之一。

GTX 460中国玩家版显卡的GPU核心的OCP过流保护电路由R179电阻所控制，该电阻值越小，电流上限就越大。为了无限提高电流上限，让OCP保护电路失效，可以直接将R179拿掉（图2）。具体方法是用电线、导电银漆或者5B铅笔直接把引脚短接，这样电阻值就变为0，电流上限在理论上可以达到无限大。另一方面，实际上显存供电也有OCP过流保护，不过改造电路后其电流值都不会达到限制值，因此可以忽略该OCP电路的破解。

电压测量点

利用上面的公式计算得到的电压值都是理论数值，在实际使用中由于各个电子元件的电气性能存在差异，实际的工作电压与理论值之间往往存在一定的误差，因此需要利用万用表来测量硬改后GPU核心与显存的实际工作电压。这就需要在PCB上找到相应的电压测量点。寻找电压测量点有一个小技巧，就是测量供电电路附近的固态电容引脚。所以我们在测量时，需要先搞清楚这款显卡的GPU核心、显存的供电设计是怎样的。

该显卡的GPU核心供电部分的固态电容。（图4）

SLI桥接口附近的显存供电部分的固态电容。（图5）

一般来说，GPU核心的供电电路都在PCB的两端（大多数是在右端），而且使用的固态电容相对比较多，排列有序（图4）。显存的供电电路一般在SLI桥接口附近，固态电容的数量相对较少，一般在3个～4个左右（图5）。当找到测量点以后，可以先测量一下引脚的电压以便确认位置是否正确。如果电压在0.85V～1.15V之间波动的就是GPU核心供电（图6），电压在1.5V～1.6V左右的就是GDDR5显存供电（图7）。

GPU核心供电部分的固态电容在PCB背面的引脚即为电压测量点，任意一组都可以进行电压测量。（图6）

显存供电的固态电容在PCB背面的引脚即为显存电压测量点，也是任意一组都可以进行测量。（图7）

GTX 460硬改实战

笔者在前文中已经比较详细地解释了有关“硬改”显卡的一些理论知识和注意事项，接下来，将进入“硬改”实战阶段，“硬改”对象仍然是铭鑫GTX 460中国玩家版显卡。

改造未动，散热先行

由于硬件改造供电电路主要的目的就是要给GPU核心与显存增加工作电压，这势必会带来相关元器件发热量的增大，因此在“硬改”前首先必须加强显卡的散热。例如更换散热能力更强的散热器、给显存加装散热片、改善机箱风道等等，玩家可以根据实际情况加以选择（图8）。

给显存颗粒加装散热片，是比较简单易用的改善散热的方法。（图8）

实战操作

从前面的理论知识中我们知道，硬改的关键其实就是把PCB上的固定电阻替换为可调电阻，通过调节可调电阻的大小来调节工作电压。在这里笔者选用大阻值为10KΩ的精密可调电阻，市场价格大约为2元/个。这种电阻一般有三个引脚，如果使用1和3两个引脚连接到电路中，其阻值就是固定的10KΩ。如果使用1、2或者2、3任意一组引脚连接到电路中，就是大阻值为10KΩ的可调电阻，电阻值可通过电阻上方的小按钮进行调节（图9）。

大阻值为10KΩ的精密可调电阻。（图9）

由于显卡PCB上的焊点极其微小，因此笔者选用的用于连接可调电阻的电线也应该尽可能的细小，将选用废旧机箱上的Power和Reset按键连接线，并且连同上面的插针一起取下。插针的大小正好可以与可调电阻的引脚相对应，十分合适（图10）。

选用废旧机箱上的Power和Reset按键连接线。（图10）

接下来，笔者在显卡PCB板上找几处比较“空旷”的地方，找到几块用于内存或者显存颗粒上粘合散热鳍片的固定贴，然后裁剪成与可调电阻大小相近的尺寸并固定到PCB板上（图11）。

显存颗粒上的散热片固定贴，双面带胶，用于固定可调电阻。（图11）

后用热风枪把R176、R179、R736电阻分别取下，再用功率为25W～35W的电焊枪把可调电阻的连接线焊接到R176、R736的焊点上（此时不必区分正负极），然后就可以通过可调电阻上的小旋钮，来给GPU核心和GDDR5显存加压了（图12）。

两个可调电阻已经牢固地在显卡PCB上“定居”。（图12）

R179的两个焊点则直接用电线、导电银漆或者5B铅笔短接即可，此时电阻无限接近0，过流保护电路被破解掉。当然，废旧的机箱开关插针作用还不止于此，笔者还另外取下几段插针，把电线分别连接到前面选定的、可用于测量工作电压的固态电容引脚上，再把插针也和可调电阻一样固定到PCB的空旷处，自制的电压测量点就这样完成了。

需要提醒大家的是，由于焊点非常细小，电线焊接上去之后容易脱落，因此可以在外面贴上一层绝缘胶布进行保护，避免损坏硬件（图13）。

该显卡终改造完毕的状态。（图13）

硬改完成后千万不要急着开机测试，需要先把替代R176的电阻调到大的10KΩ，再用万用表测量；把替代R736的电阻值微调到1.5KΩ（即都是略小于原来的原配电阻值），这样才能正常开机测试。然后再逐步调小两个电阻值，分别用万用表在电压测量点上测量GPU核心与显存的实际工作电压。

超频测试对比

在“硬改”后，笔者终把GPU核心电压调整到1.3V，显存电压调整为1.6V。在这种设置下，笔者将该显卡的GPU核心成功超频到1050MHz，显存超频到4700MHz（图14）。根据笔者的经验，市售GTX 460显卡如果不通过“硬改”的话，频率是根本无法到达这个水平的，这个频率已经远远超出了市售的同类产品。那么“硬改”并超频后，究竟能为该显卡带来多大的性能提升呢？

此时GPU核心超频到1050MHz，显存超频到4700MHz。（图14）

接下来，笔者将在Intel Core i72600K处理器所在的平台上来检验“硬改”后的成果。测试分为三个状态：全默认状态下；修改BIOS后超频的状态下；“硬改”后超频的状态下。

从测试来看，修改BIOS的“软改”方法不像“硬改”那样，需要大动干戈。而且GPU核心电压也能提升至1.2v，核心频率和显存频率终超频至950MHz和4400MHz。不过此时它的性能较默认状态只提升了不到10%。而在“硬改”并超频后，它的性能较默认状态提升了20%左右，性能提升明显。

总结

看完本文的介绍之后，大家也许会惊叹：原来“硬改”显卡并不神秘，而且所需的成本花费很低。其实只要具备一定的基础电路知识和焊接技巧，你也一样能够成为“硬改”超频达人。虽然各个显卡的硬件电路有所不同，但硬件改造的基本原理都是一样的，所需的小配件大致相同。

如果你发现手中的显卡的体质不错，那就不妨上网查阅一下相关的芯片和电路资料，或者找厂商索取，然后参考本文中的方法进行“硬改”加压超频，也许下个世界纪录就在你手中诞生。当然，“硬改”肯定是有风险的，可能会对显卡造成损坏，玩家必须正视这个问题并做好相关防范措施。

这里需要提醒大家的是，无论是GPU核心还是显存，其可超频的幅度与增加电压的幅度并非成固定的正比例关系，并不是说增加一定的电压值都能获得相应比例的超频幅度。当电压增加到一定的值之后，就会达到超频极限，这个极限值由GPU和显存本身的体质决定，与电压无关。这和处理器的超频也是一个道理。

因此“硬改”后千万不要对显卡过度加压，这样会缩短显卡的使用寿命甚至直接烧毁显卡。例如GTX 460（GF104核心），其GPU核心超频极限一般在1000MHz左右，而核心电压超过1.3V之后风冷散热器就基本无法满足散热的需要了（图15）。如果要追求更大的超频幅度，则需要配合液氮散热才能继续增加电压。我们看到的GPU频率超过1300MHz的GTX 460世界纪录就是在特挑芯片、“硬改”显卡、液氮散热这三种条件下达成的，缺一不可。