剖析CPU温度监控技术

文章摘要： 四、第二代温度监控技术，Pentium 4烧不死的秘密 为了弥补第一代温度监控技术的缺陷，提高监控能力，Intel开发了第2代温度监控技术。 第二代温度监控系统的一个突出特点是在CPU内部集成了温度控制电路（Thermal Control Circuit，TCC），由CPU自身执行温度控制功能，同时，CPU内设置了两个相互独立的热敏二极管，D1是本地热敏二极管，所测信号提供给TCC，D2则为远端热敏二极管，其测量结果用于实现主板控制功能及显示核心温度，如图8。

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       四、第二代温度监控技术，Pentium 4烧不死的秘密

       为了弥补第一代温度监控技术的缺陷，提高监控能力，Intel开发了第2代温度监控技术。

       第二代温度监控系统的一个突出特点是在CPU内部集成了温度控制电路（Thermal Control Circuit，TCC），由CPU自身执行温度控制功能，同时，CPU内设置了两个相互独立的热敏二极管，D1是本地热敏二极管，所测信号提供给TCC，D2则为远端热敏二极管，其测量结果用于实现主板控制功能及显示核心温度，如图8。

                                                    图8  第2代温度监控系统框图

       我们先看看TCC是如何发挥作用的。TCC定义了两种工作状态：激活态和非激活态。TCC的状态与PROCHOT＃信号的电平高低相对应，PROCHOT＃为低电平时，TCC为激活态，否则处于非激活态。当CPU核心温度达到警戒温度（Warning Temperature）时，温度检测电路将PROCHOT＃信号置为低电平，从而激活TCC。TCC激活后，采取“抑制任务周期”（Throttle duty Cycle）的方式（如图9），使CPU有效频率下降，从而达到降低功耗的目的。当CPU的温度降低后（低于警戒温度1℃以上），TCC回到非激活态，CPU恢复到“标称频率”。可见，TCC实质上是一个由CPU温度控制的频率调节器。

                                                          图9  TCC激活时，任务周期减少

       如果发生灾难性冷却失败的情况，使CPU温度超出极限温度（thermal Trip），TCC将设THERMTRIP#信号为低电平，BIOS芯片检测到这一变化后，直接关闭CPU时钟信号，并通过PWM控制器封锁VRM向CPU供电，直到温度降到极限温度以下，RESET#信号有效，THERMTRIP#才会重新变为高电平，系统才能继续工作。否则THERMTRIP#总为低电平，系统就停留在暂停状态。“当CPU离开风扇的时候”，Pentium 4CPU之所以能够安然无恙，答案就在这里。 

样速率上，如果采样速率低（例如FMS2701的采样速率为1s），必然增加信号延迟，无法及时跟踪CPU温度的变化。

 小知识∶警戒温度与极限温度有什么不同？

        cpu警戒温度（warning temperature）和极限温度（thermal trip）都是指核心温度，但它们所代表的意义有所不同。警戒温度是能够保证CPU稳定运行的温度；极限温度也叫最高核心温度（Maximum die temperature）或关机温度（Shutdown temperature），是防止CPU免于烧毁的温度。

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