《CPU温控技术.docVIP

前言：　　处理器功耗和温度随运行速度的加快而不断增大，现已成为一个不折不扣的“火炉”。如何使处理器安全运行，提高系统的可靠性，防止因过热而产生的死机、蓝屏、反复重启动甚至处理器烧毁，是处理器设计者所面临的最大问题。那么处理器厂商采取什么方法来降低热量来减少对CPU的损害呢？这时CPU温度监控技术诞生了……一、外部温度监控技术—实现方便，可靠性不强！　　以前，我们对CPU温度监控只能通过“外部监测”措施—即通过主板CPU插座下面的热敏电阻来监测CPU工作时的温度。如果大家找一块KT266、KT400A之类的主板，往往就会发现CPU插座内中的立式或贴片式的热敏电阻。整个监测过程全面是由主板来负责，热敏电阻直接将所监测到的数据传给主板上的温控电路，如果监测到CPU的工作温度超过你在BIOS中的预设值时就会自动断电关机或报警、加快散热风扇的转速。 　　采用此种方式的优点是体积小、价格低，使用方便，不过在监控处理器温度时明显存在缺陷。比如此类监测方式到的温度往往是CPU底面的温度，而不是内核温度，温度读数是由监控芯片根据温敏电阻的阻值变化计算得出，而且此类接触式测试受外部环境影响很大。如果热敏电阻与微处理器接触不够紧密，微处理器的热量不能有效地传送到，所测量温度会有很大误差。有些主板上采用SMD贴片热敏电阻去测量微处理器温度，其测量误差比直立式热敏电阻误差更大，因为这种贴片元件很难紧密接触到微处理器。故此类CPU温控结果误差性极大、反应不灵敏，所得结果仅仅只能作参考之用。　　这就带来了一个十分严重的问题表面温度不能及时反映微处理器核心温度变化，用专业术语说就是存在一个时间滞后的问题。因为核心温度变化之后要经过一段时间才能传送到微处理器表面。相比之下，表面温度反应十分迟钝，其升温速度远不及核心温度，当核心温度发生急剧变化时，表面温度只有“小幅上扬”。　　Pentium 4和Athlon XP等必威体育精装版的微处理器，其核心温度变化速度达30～50/s，核心温度的变化速度越快，测量温度的延迟误差也越大。在这种背景之下，如果再以表面温度作为控制目标，保护电路尚未做出反应，微处理器可能已经命归黄泉了。也正因为如此，AMD曾在其白皮书中特地提出专门为Athlon XP处理器所制定、名为“Temperature Offset Correction”(温度偏差修正)的CPU内核心温度监测温度修正方案来纠正此种CPU温控所带来的偏差。　　所谓“温度偏差修正”就是指当系统采用外部测量法时，必须在测量结果的基础上增加一个温度偏差值：即BIOS中显示的温度值=实际测试值+温度偏差值。这个偏差值由主板热敏电阻、临界温度等因素来决定，当系统设定以后它就是一个常量(通过刷新BIOS可以改变这个值)。这样措施在一定程度上可以减小误差值。　　当然，问题仍不能得到根本性解决，比如对于突发事件(如风扇脱落)所带来的温度急剧提升完全不能及时做出反应。就目前来看，无论使用Intel还是AMD的微处理器，已很少使用热敏电阻测量微处理器表面温度了，所以BIOS与检测软件所显示的微处理器温度都是指微处理器的核心温度。 ??? 二、第一代CPU内部温度监控技术—将热敏电阻移值入CPU内核　　针对外部温度监控技术的不足， 后来CPU厂商在CPU内核里面加入了一个专门用于监测CPU温度的热敏二极管，将CPU温度来引了“内部温控”时代。在这个，整个处理器温度监控系统可分为外部控制型和内部控制型两种基本结构。 　　外部控制型监控系统，其实就是主板的温度监控电路，它有三种基本存在形式一种是采用独立的控制芯片，比如WINBOND的W83627HF、ITE的IT8705、IT8712等，这些芯片除了处理温度信号，同时还能处理电压和转速信号；第二种形式是在BIOS芯片中集成了温度控制功能；第三种形式是南桥芯片中集成温度控制功能，目前新一代南桥芯片都温度监控功能。而内部控制型监控系统则是指CPU内核心中整合的热敏二极管，这个热敏二极管的正负两极作为CPU两个针脚直接来通过主板CPU插座和主板的温度监控电路相连。　　在整个监控过程中，当CPU工作时，热敏二极管就将感应到的数据变化传输给主板的温控电路，由主板的一个特定逻辑运算电路通过所接收到的数据计算出CPU的内核温度，如果计算出来的温度高于预设温度警戒线时，系统就会自动在瞬间切断CPU核心电压，使CPU停止工作并让系统挂地起，从而可以很好地保护CPU不被烧毁。P2、P3及Athlon XP处理器都是采用了此种技术。　　当然，这种方法反馈回来的温度并不是很准确，往往要比CPU核心温度低5度左右。因此AMD又为防止它的处理器过热烧毁推出了S2K 总线断开技术：即当处理器内核温度过高时，系统会发出一个HALT指令((H