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全面剖析CPU温度监控技术
[文章导读]
迄今为止还没有一种CPU散热系统能保证永不失效。失去了散热系统保护伞的“芯”,往往会在几秒钟内永远停止“跳动”。
[文章信息]
作者:陈忠民
时间:2005-02-25
出处:微型计算机
责编:寒冬
[正文]

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引言:

  迄今为止还没有一种CPU散热系统能保证永不失效。失去了散热系统保护伞的“芯”,往往会在几秒钟内永远停止“跳动”。值得庆幸的是,聪明的工程师们早已开发出有效的处理器温度监控、保护技术。以特殊而敏锐的“嗅觉”随时监测CPU的温度变化,并提供必要的保护措施,使CPU免受高温下的灭顶之灾。

  在我们看来,探索这项技术如同开始一段神秘而有趣的旅程,何不与我们同行? 微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“烫手山芋”。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,不仅是处理器所面临的困境,也是留给主板设计者的一个重要课题。

  为此,Intel率先提出了温度监控器(Thermal Monitor,以下简称TM)的概念,通过对处理器进行温度控制和过热保护,使稳定性和安全性大大增加。但是,由于电脑爱好者和普通用户对处理器温度监控系统了解不多,而且介绍这方面知识的中文资料也难以获得,遇到相关问题时会感到不知所措,所以有必要将处理器温度监控技术系统地介绍给大家。

一、温度测量:从表面深入到核心

  建立微处理器温度监控系统,首先要选择一种合适的温度测量器件。能够测量温度的器件有很多种,如热敏电阻、热电偶和半导体温度传感器等。电脑中最早使用热敏电阻作为测温元件,微处理器插座下竖立的球状或带状的小元件,就是热敏电阻。


处理器插槽下的热敏电阻

  热敏电阻(Thermal Resistor ,简称Thermistor)体积小、价格低,使用方便,但用于检测微处理器温度时存在着先天不足:

  1、热敏电阻是接触式测温元件,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。

  2、微处理器的核心(die)发出热量由芯片封装向外部散热,微处理器的表面温度和核心温度之间约有15℃~30℃的温差,同时因芯片封装形式不同,及环境温度的不同而难以确定。至今还没有一种技术能够把热敏电阻埋进芯片内部去,导致现在热敏电阻只能测量微处理器的表面温度,而无法测量核心温度。

  总之,热敏电阻不仅测量精度难以保证,更重要的是无法检测到热源的真实温度。

  由于热敏电阻先天不足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。

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