如何测量CPU的温度？(2)

图9激活TCC后，任务周期缩短了

如果发生灾难性的冷却故障并且CPU温度超过极限温度（热跳闸），TCC将THERMTRIP#信号设置为低电平. BIOS芯片检测到此变化后，它将直接关闭CPU时钟信号，并且PWM控制器阻止VRM向CPU供电，直到温度降至极限温度以下，并且RESET#信号有效， THERMTRIP#将再次变高，系统可以继续工作. 否则，THERMTRIP#始终为低，

系统保持挂起状态. “当CPU离开风扇时”，答案就在于奔腾4CPU可以安全的原因.

提示: 警告温度和极限温度之间有什么区别？

CPU警告温度（警告温度）和极限温度（热跳闸）均指核心温度，但它们的含义不同. 警告温度是可以确保CPU稳定运行的温度. 极限温度也称为最高芯片温度（最高芯片温度）或关闭温度（关闭温度），这是防止CPU燃烧的温度.

每个CPU的警告温度和极限温度由制造商根据制造工艺，CPU的包装形式和包装材料确定，并在技术白皮书中给出. 为了防止用户自行设置的危险，英特尔已将Pentium 4CPU的警告温度和极限温度写入TCC的ROM单元中，用户无法对其进行修改.

有许多主板还可以在BIOS中设置警告温度和关机温度，但是可选值相对保守. 例如，最高警告温度为70℃，关机温度为85℃，远低于TCC. 在设定值内.

性能和可靠性都是第二代温度监测技术的突出特点. 从公式P = CV2f（其中C是等效电容； V是工作电压），可以知道频率f和能耗P之间存性关系，降低频率是减少热量产生的有效方法. 通过降低有效频率进行冷却的措施显然比以前关闭时钟信号的方法更聪明，并且避免了由于强制关闭CPU而造成数据丢失的情况.

奔腾4CPU中的PROCHOT#引脚还有另外两个有用的功能. 其中一项功能是向主板发送警报信号，当PROCHOT#引脚为低电平时，这意味着CPU内核温度超过警告温度，并且CPU以较低的频率工作. 如果超过警告温度（计算机用户可以使用工具软件获取此信息），请检查散热器是否安装正确以及风扇速度是否正常.

PROCHOT#引脚的另一功能是保护主板上的其他组件. PROCHOT#引脚采用双工设计-信号可以从该信号线输出或进入. 主板设计人员可以使用此功能为电源模块提供保护. 当电源模块的温度超过警告温度时，监视电路将低电平输出到PROCHOT#引脚以激活TCC，并通过降低CPU功耗来保护电源模块. 的目标.

可以看出，奔腾4CPU不仅可以自我保护，还可以为电源电路提供保护. 微妙之处反映了设计师的良好意图. 同时，将TCC集成到CPU中不仅对自己更安全，而且还简化了主板设计并降低了主板制造成本. 可以说，第二代温度监控技术是为CPU制造商和下游主板制造商带来双赢的技术.

提示: 如何在BIOS中设置“处理器速度限制”？

奔腾4主板的BIOS通常具有诸如“处理器速度限制”之类的选项，这些选项用于选择温度过高警告后CPU占空比与总周期的比率. 当CPU频率保持不变时，比率越大，CPU的效率越高. 有“自动”和“按需”两个选项. “自动”是指任务周期的占空比为50％，这意味着该频率比正常频率低一半；在“按需（按需）”下有多个选项，例如12.5％，25％，...，87.5％. 选择的值越小，任务周期的比例越小，频率降低幅度越大.

第五，温度控制，仅靠降频是不够的

通过降低频率来确保CPU安全是第二代温度监控技术的主要思想. 但是这项技术也有明显的缺陷: 当温度超过警告温度时，尽管它几乎不能运行，但随着CPU频率的降低，系统的整体性能会降至非常低的水平. 如果一个3.8 GHz的CPU只能长时间以2 GHz的速度工作，这等效于让用户花钱购买梅赛德斯-奔驰，但只能用作奥拓. 如果是这样的话，第二代温度监控技术并不是一项成熟的技术，而只是一个小计.

在不损失系统性能的前提下，确保CPU的安全稳定运行. 这是我们希望看到的结果. 实际上，除了频率之外，影响CPU温度的因素还包括CPU的电源质量和散热效率. 因此，奔腾4温度监控系统采取了全面的监控措施，并将频率，电压和散热三个控制参数视为三驾马车，以确保CPU的安全运行，如图10所示.

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图10奔腾4CPU温度监控程序

在电源方面，简单地使用多相电源与大电容滤波相结合的传统方法很难满足奔腾4（Prescott）CPU的要求. 因此，英特尔制定了新的电压调节标准VRD10，该标准将采用VID（电压识别码）. ）从VRM9的5位升级到6位，以提高电压调节精度. VRD10还首次发布了动态VID（动态电压识别代码）技术，该技术可以根据CPU负载的变化随时调整电源电压，以降低功耗. 此外，动态VID技术还可以限制电流的突然变化，并避免意外CPU烧伤的可能性. 有关奔腾4CPU的最新电源规格，请参阅2004年第13期的文章“全面掌握Prescott主板的最新电源技术”. 在散热方面，英特尔要求奔腾4处理器的散热和机械性能. 设计准则（Pentium 4 CPU热量和结构设计准则）指出，CPU的散热器必须具有足够的散热能力，才能及时带走CPU产生的热量. 同时，要求风扇输出速度信号，以监控风扇并防止CPU由于风扇停止而过热. 由于工作量的变化，CPU产生的热量变化很大，因此还需要根据需要自动调节风扇速度，以减少不必要的能耗和噪声污染. 提示: 如何判断风扇是否具有测速功能？某些计算机的BIOS显示风扇速度为0，但是风扇实际上可以正常旋转，通常是因为风扇没有速度测量功能. 风扇是否具有速度测量功能可以通过风扇连接数来区分. 具有测速功能的风扇至少有3根线，通常红线为+ 12V，黑线为地线，黄线或白线为测速信号线. 如果有第四根线-蓝色信号线，则它是用于变频调速的脉冲宽度调制信号PWM，如图11所示.

图11 CPU风扇插头引脚的定义. 以下是一个以ADT7436监视芯片为核心的奔腾4CPU温度监视系统的示例.

解剖图，如图12所示. 让我们看一下风扇. 在图中，TACH是风扇电动机速度信号. 监视电路使用PWM（脉冲宽度调制）来控制风扇电机的速度. 从PWM信号可以看出，所有三个风扇均可调节.

图12温度监控系统示例北桥芯片是CPU与BIOS芯片之间数据交换的桥. 在监控芯片和北桥芯片的三个信号中，SDA是SMBus双向数据线，它不仅可以连接电源电压，CPU核心温度，还可以发送风扇速度和环境温度等所有监控信息到BIOS进行显示，BIOS也可以将命令从系统发送到监视芯片（如前所述，监视芯片是可编程ASIC，因此它完全能够处理来自系统命令的这些命令）以实现修改或控制参数调节功能； SCL是来自系统的时钟信号，它是监视芯片和北桥芯片以及监视芯片和CPU之间进行同步通信的必要条件； SMBALART#在此处定义为监视. 芯片通过SMBus接口向BIOS芯片发送警报（ALART）信号. 监控芯片和CPU通过4个引脚通信: CPU将电压识别码VID发送到监控芯片，该芯片可以计算CPU的理论电压值（电源模块的Vcore是CPU的实际电压值） ; D2 +和D2-是CPU内核温度信号（此处的“ D”表示二极管，而不是数据）. 当CPU温度超过警告温度时，CPU通过PROCHOT#信号通知监视芯片，当电源模块电流超过标准值时，监视芯片将PROCHOT#信号设置为低电平以激活CPU中的TCC. 冷却CPU和电源模块. 这些控制功能充分体现了第二代温度监测技术的特点. 6.现有技术不完善

尽管CPU温度监控系统在计算机中并不引人注目，但人们很少关注它，但是它在整个系统中起着非常重要的作用，就像一个天使躲在后面，默默地守护着我们的计算机. 自从英特尔于1993年推出第一个奔腾CPU以来，在过去十年中主频率已经增加了数十倍. 在此期间，CPU技术的发展不再只是简单的频率提升. 系统设计人员必须专注于性能，功耗和噪声. 热量和热量的四个因素之间的全面平衡.

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