剖析CPU温度监控技术

文章摘要： 图2 表面温度的时间滞后特性 为了解决热敏电阻无法测量C PU核心真实温度的问题，Intel在Pentium Ⅱ和Celeroncpu中植入了热敏二极管（Thermal Diode，或简称作Thermodiode）直接测量CPU核心温度，开创了半导体测温技术的先河。此后的Pentium Ⅲ和Pentium 4芯片中都植入了热敏二极管，AMD在Athlon和DuronCPU中也植入了热敏二极管。现在许多主板都在监控芯片内设置有热敏二极管，用于检测芯片所在位置的环境温度。

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                                                        图2 表面温度的时间滞后特性

       为了解决热敏电阻无法测量C

PU核心真实温度的问题，Intel在Pentium Ⅱ和Celeroncpu中植入了热敏二极管（Thermal Diode，或简称作Thermodiode）直接测量CPU核心温度，开创了半导体测温技术的先河。此后的Pentium Ⅲ和Pentium 4芯片中都植入了热敏二极管，AMD在Athlon和DuronCPU中也植入了热敏二极管。现在许多主板都在监控芯片内设置有热敏二极管，用于检测芯片所在位置的环境温度。

       (小知识∶如何知道BIOS或测试软件显示的CPU温度是表面温度还是核心温度？)

       就目前来看，无论使用Intel还是AMD的CPU，已很少使用热敏电阻测量CPU表面温度了，所以BIOS与检测软件所显示的CPU温度都是指CPU的核心温度。而在Pentium Ⅱ以前，CPU温度通常是指表面温度；Pentium Ⅱ及以后的CPU内都集成有热敏二极管，所测量温度就是核心温度。不过，在过渡期内许多主板上仍在CPU插座下面保留了热敏电阻，这样就同时能检测到两个不同的CPU温度值，通常BIOS中显示的是CPU的外部温度，而检测软件所测试的是核心温度。

       热敏二极管又叫热敏PN结（Thermal PN junction），基于硅基PN结正向电压和温度的关系，其测温范围在-55℃～+150℃之间。与热敏电阻一样，热敏二极管属于变阻器件，其等效电阻值是由其工作温度所决定。

       二、温度监控：从单纯显示到温度监控

       在热敏电阻为主要测温手段时期，测得的CPU表面温度经放大器将微弱信号放大后经A/D转换，将模拟信号转换成数字信号后再通过数据线发送给BIOS芯片（如图3），数据进入BIOS芯片后，BIOS或监控软件就能在屏幕上显示了。

                                                       图3  温度信号处理电路

       温度显示系统是一种被动的体系，无法对温度进行调节。一旦测得CPU温度超出设定温度，电脑可以发出声光报警，以提醒电脑用户进行人为干预。这种系统用于目前发热量大的CPU基本上没有安全可言。如果散热系统发生问题后，没等用户反应过来，CPU就已经烧毁了。因此，Intel提出了温度监控的概念，让系统具有自我调控能力，一旦CPU温度超出所设定的极限温度，系统将通过降低供电电压、降低芯片工作频率和加强冷却等手段进行主动降温，甚至自动关机，以确保CPU安全。  温度监控技术有两个鲜明的特点∶一是cpu内置热敏二极管直接测量核心温度，二是主板上设置监控芯片（如图4）。Intel首先在Pentium Ⅱ及CeleronCPU中植入热敏二极管，并公开了具有温度监控技术的主板设计指南，这一举措得到主板制造商的积极响应，各具特色的所谓的“智能主板”如雨后春笋，一时精彩纷呈。一些有实力的主板制造商还自行开发监控芯片（如MSI的CoreCell等），温度监控技术在短短几年内便有了很大进步，不断完善温度监控功能。

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