各种硬件监控芯片
实际监控系统所采取的主动降温措施中,哪种方法更有实际意义呢?下面我们进行一个简短的分析。
芯片的功耗(发热量)由静态功耗和动态功耗两部分组成,静态功耗是因为漏电流引起的。由p=v2/r可知,在芯片等效电阻r不变的情况下,功耗p与电压v的2次方成正比,降低供电电压可以极大地降低静态功耗。所以这些年来芯片工作电压从5v降到3.3v,甚至降到目前的1v以下。
我们当然希望这个数值进一步降低,但如果没有k值更高的栅极材料,就无法保证在低电压下完成晶体管开启和关闭动作。所以,降低电压的手段毕竟还是有限的。而且由于微处理器内集成的晶体管数量的按摩尔定律逐年增加,众多晶体管并联后使得等效电阻值不断减少,集成电路内层与层之间的绝缘层变薄也使得层间泄漏电流增加,所以微处理器的静态功耗一直趋于上升态势。
芯片工艺进步,泄漏功耗增加
芯片的动态功耗p = cv2f,其中c表示电路负载大小,v表示供电电压,f为工作频率。可见f与芯片的动态功耗成正比,频率愈高则消耗的功率也愈高。降低微处理器的时钟频率虽然是降低动态功耗的有效手段,但是,电脑用户总是希望程序能够执行得更快,通过降低频率来降温的手段是难以被用户所接受的。
既然降低电压和频率的降温方法都有很多现实困难,所以利用风扇带走热量就成了一种最简便可行的方法。近几年来,cpu风扇的尺寸越来越大、转速越来越高,使得排气量越来越大,这在一定程度上缓解了微处理器温度高居不下的问题。但是风扇扇叶尺寸过大、转速过高,又带来了噪音问题,而且环境温度过高也会影响散热效果,所以又必须增加机箱风扇,使得噪音问题进一步加剧。
为了降低噪音和节省能耗,在处理器温度不太高的时候让风扇保持低速运转,在不得已的情况下才提高转速,就成了一个被大家普遍认可的温度控制方案。因此,大多数温度监控系统实际上就是一个“温度-转速控制系统”,很多温度监控芯片也是针对这种需要而设计的。
三、第一代温度监控系统,并不可靠
微处理器温度监控系统根据控制电路所处的位置,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,现在被称为第一代温度监控技术,它有三种基本存在形式:一种是采用独立的控制芯片,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。在现行的主板中,三种形式同时存在,如果主板说明书中没有特别说明,我们一时难以判断监控硬件的准确位置。