Intel P4架构处理器的过热保护机制

4、Intel P4架构处理器的过热保护机制

    从P4诞生，Intel就在处理器中加入了过热保护机制，以防止在散热器无法有效发挥作用的前提下保证处理器的安全。Intel保护处理器的通常办法是在温度达到或超过设计温度的时候降低处理器的工作主频。

热量监视（Thermal Monitor）

    热量监视功能是随P4一起诞生的，只要采用NetBurst架构的处理器，不管其核心是Willamatte，Northwood或是Prescott，都会具备TM功能。它的主要功能是监视处理器的温度，TM保护处理器是通过处理器内部的热量控制电路（Thermal Control Circuit）来实现的。TCC内建在CPU内部，所以TM不需要软件或是用户设置。一旦CPU出厂，TM的设置便不能由第三方进行修改。所以TM是非常底层的硬件保护机制。

2.1.1TM是如何保护CPU的呢？

    当处理器的温度上升达到一定的值后，TCC便被自动激活。处理器内部的时钟频率信号进行周期性的终止和激活，这一切会发生在TCC启动后的3微妙内，可以最大程度的保证处理器的安全。当处理器的工作温度接近预设的最高温度时，以及TCC动作之前，处理器的频率改变会有一段时滞；一旦处理器的温度下降到预设最高温度以下，时滞期过去之后，TCC便停止工作，处理器的时钟频率调整便结束。TCC激活后，其工作的时间间隔是固定的，隔一段时间便会停止激活，如果处理器温度仍然高于设计值，则继续激活。

    TCC工作之后，处理器的频率会产生不可避免的变化，性能也会下降。所以，散热设计应当是尽可能将处理器的温度控制在TM设定的最高值以下，避免TCC激活。Intel对散热设计的标准是这样的：

2.1.2 符合要求的设计

    与大家期望可能有些差距，Intel对符合要求的散热设计的规定很宽泛：如果在这个散热系统下，处理器的TCC电路会在负荷最重的时候被激活一段很短的时间，那么这款散热系统的设计就是合格的，而这时TCC电路激活对处理器性能产生负面影响可以忽略不计的。从这段要求中，我们可以理解，即Intel允许处理器的温度在一段很短的时间内超过TM设定的上限。

2.1.2.1 Tomshardware在http://www6.tomshardware.com/cpu/20041114/index.html  中提到了Intel原装散热器的问题。大家仔细的阅读这篇文章后再比较Intel对符合要求的散热设计的定义，就能在一定程度上理解这个问题不是原装散热器的错，而是Intel的标准过于宽泛了。

2.1.3 有问题的散热设计

   如果处理器是由问题散热系统进行冷却，那即使在Intel规定的环境温度下，TCC激活的次数也会明显增加，在这样的情况下，TCC激活引起处理器性能的下降是能被察觉到的。在某些情况下，处理器的Tc温度会上升并超过了Intel的设计指标，这对处理器长期使用的稳定性是不利的，也会影响处理器的寿命。

2.1.4 不合格的散热设计

    即使在TCC持续激活，主频下降的前提下，处理器温度仍然不能有效的下降至设计温度以下，那么这款散热系统的设计就是不合格的。