如何使CPU温度监控技术运行,提高系统的可靠性(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＃信号有效为止，然后THERMTRIP＃将再次变高，系统可以继续工作。否则，THERMTRIP＃始终为低电平，

系统保持挂起状态。 “当CPU离开风扇时”，答案就在于奔腾4 CPU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核心温度（最高芯片温度）或关机温度（关机温度），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过程，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。

现在有许多主板BIOS也可以设置警告温度和关机温度，但是可选值是保守的。例如，最高警告温度为70°C，关机温度为85°C，远低于TCC。在设定值内。

性能和可靠性都是第二代温度监控技术的突出特点。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与能耗P之间存性关系，降低频率是减少热量产生的有效方法。通过降低有效频率来进行冷却的措施显然比以前关闭时钟信号的方法更聪明，从而避免了强制关闭CPU并导致数据丢失的情况。

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内核温度已超过警告温度，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，并通过减少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。以监控风扇，并防止由于风扇停止而导致CPU过热。由于工作量的变化会导致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三根线，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风扇插头的引脚定义

下面介绍以ADT7436监控芯片为核心的奔腾4CPU温度监控系统示例

解剖图，如图12所示。让我们首先看一下风扇。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）来控制风扇电动机的速度。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

北桥芯片是用于CPU和BIOS芯片之间的数据交换的桥。在监视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，风扇速度和环境温度等。所有监视信息都将发送到BIOS以进行显示，并且BIOS还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的这些命令。控制参数的修改或调整功能； 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；这里将SMBALART＃定义为通过BIOS芯片的SMBus接口Alarm（ALART）信号发送到的监视芯片。

监控芯片通过4个引脚与CPU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（电源模块中的Vcore是处理器的实际电压值）。 CPU）； 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，激活CPU中的TCC ，并冷却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。

六、现有技术并不完美

尽管CPU温度监控系统在计算机中并不引人注目，但人们很少注意它，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Intel在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技术的发展不再仅仅是简单的频率提升。系统设计人员必须专注于性能，功耗和噪声。热量和热量四个因素之间的全面平衡。因此，温度监控技术经历了从无到有的发展过程，从一侧见证了CPU的发展历史。据说即将面世的奔腾4 6XX系列CPU将集成增强的SpeedStep技术，并将增强CPU自身的温度监控功能。

我们还应该看到，当前的监视技术水平还远未达到理想状态。 It needs to be improved in terms of temperature measurement accuracy, timeliness of the monitoring system, and effectiveness of cooling technology, voltage, frequency and heat dissipation. The three subsystems are currently in a state of fighting independently. The future temperature monitoring technology will inevitably develop in a more accurate, effective and intelligent direction.

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