剖析CPU温度监控技术

文章摘要： 各款CPU的警戒温度和极限温度值是制造商根据CPU的制造工艺和封装形式及封装材料确定的，并在技术白皮书中给出。为防止用户自行设定而带来危险，Intel已将Pentium 4CPU的警戒温度和极限温度写入TCC内的ROM单元中，用户无法修改它们。 现在有不少主板的BIOS中也可以设置警戒温度和关机温度，不过可选的数值都比较保守，例如警戒温度最大值为70℃、关机温度为85℃，这是远低于TCC内设定值的。 兼顾性能和可靠性是第2代温度监控技术的优秀之处。由公式P = CV2f（其中C是等效电容容量；V是工作电压）可知，频率f与能耗P之间是一种线性关系，降低

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       各款CPU的警戒温度和极限温度值是制造商根据CPU的制造工艺和封装形式及封装材料确定的，并在技术白皮书中给出。为防止用户自行设定而带来危险，Intel已将Pentium 4CPU的警戒温度和极限温度写入TCC内的ROM单元中，用户无法修改它们。

       现在有不少主板的BIOS中也可以设置警戒温度和关机温度，不过可选的数值都比较保守，例如警戒温度最大值为70℃、关机温度为85℃，这是远低于TCC内设定值的。      

  兼顾性能和可靠性是第2代温度监控技术的优秀之处。由公式P = CV2f（其中C是等效电容容量；V是工作电压）可知，频率f与能耗P之间是一种线性关系，降低频率是减少发热量的有效途径。这种通过降低有效频率实现降温的措施，比之以前那种关断时钟信号的做法显然要聪明一些，避免了因强行关闭CPU，而导致数据丢失的情况。

       Pentium 4CPU中的PROCHOT＃引脚还有另外两个实用的功能。其中的一个功能是向主板发出报警信号——PROCHOT＃引脚为低电平时，说明CPU核心温度超过了警戒温度，此时CPU工作在较低的频率上。如果超出警戒温度（电脑用户利用工具软件可以获得这个信息），应及时检查散热器安装是否妥当，风扇转速是否正常。

       PROCHOT＃引脚的另一个功能是可以保护主板上的其他元件。PROCHOT＃引脚采用双工设计——信号既可以从这根信号线出去，也能进得来。主板设计者可利用这一特性为供电模块提供保护，当供电模块的温度超出警戒温度时，监控电路输出一个低电平到PROCHOT＃引脚以激活TCC，通过降低CPU功耗来达到保护供电模块的目的。

       可见，Pentium 4CPU不仅能自保平安，还能对供电电路提供保护，细微之处体现出设计者的良苦用心。同时，将TCC集成到CPU内不仅对自身更加安全，也简化了主板设计，降低了主板制造成本。可以说，第2代温度监控技术是一个给CPU制造商与下游主板厂商带来双赢的技术。

       小知识∶如何设置BIOS中的“Processor speed throttling”？

       Pentium 4主板的BIOS中通常有“Processor speed throttling ”之类的选择项，用于选择超警戒温度后CPU任务周期（duty cycle）占全部周期的比例，在CPU频率不变的情况下，这个比例越大说明CPU的工作效率越高。其中有“Automatic”和“On demand” 两种选择，“Automatic（自动）”表示任务周期的占空比为50％，也就是说比正常频率低一半；“On demand（按要求）”下面有12.5%、25％、…、87.5%等多种选择，选择的数值越小，则任务周期的比例越小，降频幅度也越大。

       五、温度控制，仅靠降频是不够的

       以降低频率为手段来保障CPU安全，是第2代温度监控技术的主要思想。但是这种技术也存在明显的缺陷：当温度超过警戒温度时，虽然可以勉强运行，但系统整体性能却随着CPU频率的下调而降低到一个很低的水平。假如一个3.8GHz的CPU只能长期工作在2GHz的速度上，这等于让用户花钱买了奔驰，却只能当奥拓使用。如果真是这样的话，第二代温度监控技术就算不上成熟的技术，而只不过是个苟且小计。

       在系统性能不受损失的前提下保证CPU安全稳定运行，这才是我们希望看到的结果。事实上，影响CPU温度的因素，除了频率外，还有CPU供电质量和散热效率。所以，Pentium 4温度监控系统采取了全面的监控措施，把频率、电压和散热三个控制参数视为保障CPU安全运行的三驾马车，如图10。

 

 

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