Tcase процессора что это

Обновлено: 07.07.2024

Внимание!
Тема открыта для обсуждения общих и теоретических вопросов температурного режима работы процессоров, датчиков температуры и т.п.

Практические вопросы типа "У меня сильно греется процессор, что делать" или "Как мне снизить температуру процессора" и ответы на них являются оффтопиков для данной темы и удаляются без предупреждения. Их можно обсудить в специально открытой для них ветке При нагрузке, возможно, перегревается процессор. Подскажите что мне делать?

FAQ по температуре процессоров

Прежде, чем задать вопрос, воспользуйтесь поиском по теме.

Увеличение производительности процессоров зачастую сопряжено с увеличением энергопотребления и, следовательно, тепловыведения. Есть закономерность, что изменение тепловыведения прямо пропорционально изменению частоты и квадратно пропорционально изменению напряжения. В свою очередь, увеличение тепловыведения повышает требования к эффективности системы охлаждения. Каждый процессор должен работать в рамках своего документированного теплового режима, а его нарушение может сократить срок службы процессора или сразу привести к потере работоспособности. Современные процессоры подерживают различные функции термозащиты, чтобы этого не произошло. Кроме того, температурный режим становится ещё важнее в случае разгона процессора, так как высокий нагрев потенциально способен ухудшить разгонный потенциал.

Для начала про терминологию.

Понятие "критическая температура" не является в данном случае точным, производители процессоров никак его не определяют, поэтому использовать его не рекомендуется. С точки зрения практики эксплуатации полупроводниковых устройств - критическая температура - это температура, выше предельно допустимой, начиная от которой происходят необратимые изменения в полупроводниковом элементе, вплоть до его разрушения. На современных процессорах, с их многочисленными средствами защиты от перегрева достичь критической температуры практически невозможно.

1. Общие сведения.

Есть три режима работы процессора, которые могут быть интересны в контексте мониторинга температур:
- без нагрузки. Процессор не выполняет ресурсоемкие вычисления. Предположительно также, что активированы все поддерживаемые технологии энергосбережения. С практической точки зрения этот режим не должен быть интересен вообще.
- типичная нагрузка. Процессор выполняет обычные интенсивные вычисления. Технологии энергосбережения при этом не активированы, даже если они поддерживаются и разрешены. Этот режим интересен с точки зрения контроля эффективности системы охлаждения при обычной работе, но не позволяет раскрыть весь её потенциал.
- стресс-тестирование. Процессор выполняет специализированные интенсивные вычисления, которые приводят к максимальному нагреву ядер. Именно такой вид нагрузки помогает проверить систему охлаждения "на прочность". В конце данного FAQ приведен список ПО для проведения стресс-тестирований.

Одной из наиболее часто встречаемых характеристик процессоров можно видеть TDP - Thermal Design Power - максимальное количество тепла, которое должна рассеять процессорная система охлаждения. С практической точки зрения, если процессорный кулер не обладает достаточной эффективностью, чтобы рассеять указанное количества тепла, данный кулер не подходит для охлаждения данной модели. Теоретически, процессор с большим значением TDP будет нагреваться сильнее, чем процессор с меньшим TDP. Но часто значения TDP указываются производителем не для каждой модели отдельно, а сразу одно для всех моделей линейки, равное TDP старшей модели. Из этого следует, что указанные значение TDP могут на самом деле быть выше реальных.

2. Тепловой режим процессоров Intel (на примере семейства Core 2).

Узнать официальные спецификации конкретного процессора можно здесь. Следует помнить, что указанная там максимальная температура Thermal Specification - это Tcase (Tc) - температура центра теплораспределительной крышки (IHS) процессора, а не температура ядер. Температура ядер (Core Temp) всегда будет выше Tcase.

2.1. Термозащита современных процессоров Intel.

Фиксировать срабатывание троттлинга можно при помощи стороннего ПО. Вот несколько вариантов: TMonitor, RMClock.

2.2. Мониторинг теплового режима современных процессоров Intel.

Программный мониторинг с цифровых термодатчиков ядер (DTS) на кристалле.

Технология Platform Environment Control Interface (PECI) используется для управления скоростью вращения ветилятора в зависимости от нагрева процессора. Однако данные, получаемые для PECI от цифровых термодатчиков (Digital Thermal Sensors - DTS), расположенных на кристалле вблизи ядер (каждому ядру по DTS), представляют собой не абсолютные показания температур, а отрицательное число - дельту до срабатывания TCC. Таким образом, зная абсолютную температуру, при которой срабатывает TCC, можно программно определить текущую температуру ядер по значению дельты. Проблема в том, что у разных степпингов процессоров температура срабатывания TCC различается, при этом для большого количества процессоров значения компанией Intel не декларируется (не документированы) для пользователей и разработчиков ПО - что во многих случаях ставит под вопрос корректность программного мониторинга температур ядер с помощью DTS ядер. Из этого необходимо сделать следующий важный вывод: нельзя полностью доверять программному мониторингу температур ядер процессоров, так как подобный мониторинг использует данные, не предназначенные производителем для определения температур пользователем или сторонними разработчиками ПО. Такой программный мониторинг может дать только приблизительное представление о текущем тепловом режиме (а может дать и точное - зависит от того, как настроена сама программа/утилита мониторинга).

Датчики DTS работают с определённой долей погрешности (иногда довольно большой), правда, чем выше температура датчиков (меньше DTS), тем точнее снимаемые показания. Производитель калибрует датчики DTS вблизи температуры Tjmax. Программы типа RealTemp, CoreTemp как раз снимают показания с датчиков DTS (точнее, из Core Temp Register).

Управление скоростью вращения вентилятора происходит следующим образом. Если процессор однокристальный (например, Core 2 Duo, Core i7 - там, где все ядра находятся на одном кристалле) - показания со всех датчиков обрабатываются в PECI-домене и значение, снятое с самого горячего ядра (то есть, самое меньшее значение c датчкиов DTS), используется для управления скоростью вращения вентилятора (CPU Fan). Если процессор двухкристальный (Core 2 Quad), то PECI-доменов тоже два (по сути, на каждый кристалл свой PECI-домен) - и опять, значение с самого горячего PECI-домена (то есть, по сути, с самого горячего ядра во всём процессоре) используется для управления скоростью вращения вентилятора.

Программный мониторинг с общего термодиода на кристалле процессора.

Это более старый метод программного мониторинга, который использовался в старых процессорах (включая модели на архитектуре NetBurst: Pentium 4, Celeron D, Pentium D, Pentium XE) для управления скоростью кулеров и термозащиты, и все ещё используется в моделях семейства Core. Значение температуры определяется косвенно, по изменению напряжения на диоде при p-n переходе. К сожалению, параметры пересчета зависят от различных параметров, которые должны быть заданы в микросхеме мониторинга. А из этого следует зависимость показаний мониторинга от версий BIOS-ов материнских плат. Кроме того, термодиод всего один на процессор, и расположен он на периферии кристалла - значит, будет всегда давать пониженные показания из-за конечной теплопроводности кристалла процессора, в отличие от DTS. Так что, нет смысла ориентироваться на показания общих термодиодов для последних моделей процессоров Intel.

Крайним способом мониторинга температуры процессора можно считать человеческий палец - его показания не зависят от ПО, BIOS и калибровки, но далеки от точности. Однако в ряде случаев именно пальцем можно приблизительно проверить справедливость особо экстравагантных показаний программного мониторинга.

Из этого всего не следует, что мониторить температуру процессоров бесполезно. Но важно помнить, что каждый метод мониторинга процессоров имеет изъяны, то есть ко всем показаниям следует относится осторожно. Ещё один вывод: не стоит беспокоиться о температуре процессора, если его тепловой режим в нагрузке далек до порога срабатывания термозащиты (

10 градусов в запасе).

P.S. Осенью 2008 года Intel официально объявила значения Tjmax для своих настольных процессоров семейства Core2 и смежных с ними серверных процессоров.

Для настольных процессоров 32нм и 45нм семейств Core i3/i5/i7 Intel официально данные о значениях Tjmax не разглашала, но по многочисленным наблюдениям и замерам энтузиастов они примерно равны 100°C (для большинства процессоров). Также имеется документ (стр. 75), где упоминается Tjmax, равный 99°C.

Для настольных процессоров 22нм поколения Ivy Bridge данные о Tjmax были официально раскрыты в документе (стр. 16).

P.P.S. Часть FAQ по температуре процессоров AMD находится в разработке.

Список ПО для мониторинга температур процессоров:
RealTemp (ветка разработчика)
CoreTemp
AIDA64 - утилита для комплексного сбора информации о системе, включая температуру компонентов
RMClock

Если у вас есть предложения по редактированию, улучшению и дополнению FAQ, просьба не держать при себе, а обратиться к кураторам данной темы или модераторам форума "Разгон и охлаждение". Любая помощь приветствуется.

Что же такое Tcase ? Все конечно видели этот параметр в описании процессоров на сайте интел, и многие считают что это максимально допустимая температура для камня. Так ли это? Интеловские даташиты трактуют Tcase как температуру в центре теплораспределительной крышки:

А на сайте интел указана Tcase max - т.е. температура в момент начала троттлинга (или температура в момент достижения заявленного TDP). Но как нам известно в современных процессорах интел (Core2 и старше) никаких датчиков в крышке нет, как же тогда нам узнать Tcase ? Обратимся к интеловскому даташиту (приводится версия за август 2009, т.к. в текущих редакциях эта информация отсутствует). Интересующая нас информация начинается со страницы 85 (Appendix D. Case Temperature Reference Metrology), кратко изложу ее тут. Для замера Tcase используется внешний термодатчик впаянный в крышку процессора. Процесс установки датчика ниже в картинках.
Для установки датчика в крышке процессора фрезеруется углубление:

Весь процесс подробно описан в даташите по ссылке выше. Итак мы выяснили что же такое Tcase. Теперь давайте разберемся как она соотносится с датчиками DTS. Для этого обратимся к посту камрада pyongmu из форума XS (картинки ниже - из поста по ссылке):

На последней картинке видно, что при достижении процессором температуры троттлинга по датчикам DTS, температура Tcase практически равна заявленной на сайте интел (71 градус). Поэтому не стоит волноваться когда в программах мониторинга вы видите температуру выше Tcase с сайта интел. Просто усвойте для себя такое правило - когда датчики DTS достигают Tjmax, температура в центре крышки равна заявленной tcase вашего процессора. Так же следует понимать, что ни одна программа мониторинга (вспоминаем датчик ЦП в эверест/AIDA64) не способна показать Tcase потому что в крышке процессора датчиков нет.

Расшифровка обозначений:
Tcase - температура в центре теплораспределительной крышки процессора.
Tjmax - температура по DTS при которой начинается троттлинг.

DTS - цифровые температурные датчики на кристалле процессора, их показания вы видите в программах мониторинга.

Для чего необходимо выполнять мониторинг температуры, думаю, понятно всем. Система, работающая с перегревом, во-первых, снимает свое производительность. Во-вторых, такая система менее стабильна, а на ноутбуках, перегрев процессора может вызвать и перегрев и выход из строя чипа видеокарты, потому что они имеют общую систему охлаждения.

Система мониторинга температуры современных процессоров Intel

Такая система в процессорах Intel называется DTS (Digital Thermal Sensors), что указывает на то, что измерение производится цифровыми методами. Эта система впервые была внедрена в процессорах Intel Pentium M еще в 2004 году, но получила более широкое распространение в настольных процессорах позже. Фактически, во всех процессорах без исключения DTS стала использоваться только с переходом на 45 yv техпроцесс ядра Intel. Ранее использовался менее точный аналоговый метод, когда термодиод, находился под крышкой термораспределителя процессора и сообщал информацию о температуре внежней системе мониторинга, которая находилась в микросхеме мультиконтроллера (она же SIO/MIO).

Tjmax, Tcase

Максимальная температура Tjunction (она же Tjmax) — это максимальная температура термопары, при которой процессор может работать без использования внутренних механизмов терморегуляции для снижения мощности и ограничения температуры. Активация системы терморегулирования процессора может привести к снижению производительности, поскольку процессор обычно снижает частоту и мощность, чтобы предотвратить перегрев. Задача поставщика системы или любителя самостоятельной сборки — разработать конфигурацию платформы, которая не достигает порогового значения Tjunction во время тяжелых рабочих нагрузок, чтобы максимизировать производительность системы.

Датчики DTS работают с определённой долей погрешности, правда, чем выше температура датчиков (меньше DTS), тем точнее снимаемые показания. Производитель калибрует датчики DTS вблизи температуры Tjmax.

Tjmax 99 градусов

Для настольных процессоров с техпроцессом 22 нм на ядре Ivy Bridge данные о Tjmax были официально раскрыты в документе (стр. 16). Мы видим, что значения колеблются от 91 до 105 градусов.

Максимальная температура Tcase определяет рабочую температуру процессора со встроенным теплоотводом в рамках собранной системы. Эта спецификация предназначена для обеспечения того, чтобы процессор не превышал свою рабочую температуру, пока система способна обеспечить достаточное охлаждение, чтобы поддерживать верхний предел IHS при этой температуре. Это в первую очередь предназначено для производителей систем при оценке полученной конструкции системы.

Механизмы защиты от перегрева

TM2 поддерживается только теми процессорами, что поддерживают EIST.

TM1 включается установкой бита IA32_MISC_ENABLE = 3 в BIOS. Программное обеспечение не имеет доступа к этому биту и не может изменять условия, влияющие на срабатывание TM1. Эти условия откалиброваны на заводе и зашиты в ядро. TM2 включается установкой бита IA32_MISC_ENABLE в значение 13. По умолчанию обе технологии включены и не рекомендуется их отключать.

С технической точки зрения, достижение пороговой температуры записывается как флаг в регистр MSR под названием IA32_THERM_INTERRUPT, что вызывает программное прерывание процессора. Эти прерывания и считывает BIOS.

Фиксировать срабатывание троттлинга можно при помощи стороннего ПО. Вот несколько вариантов: TMonitor, RMClock. Также его визуально можно увидеть, отслеживая текущий множитель и частоту ядер в программах типа HWiNFO, CPU-Z,HWMonitor и AIDA64.

HWiNFO частоты и множитель и модуляция тактов CPU

ПО для мониторинга температуры

CPU-Z множитель и частота

Вот программы, которые умеют работать с DTS:

Intel Thermal Analysis Tool (TAT) (не обновлялась с 2008 г.) (для мобильных платформ)

TM2 допускает программную настройку (с помощью RMClock, например) своих параметров. Также термозащиту можно принудительно включить или запретить ее автоматическое включение программным путем в BIOS платы или программе RMClock (и то, и другое возможно не всегда).

[Посещений: 969, из них сегодня: 1]

Когда мы говорим о процессоре, мы всегда говорим об известных всем параметрах, таких как температура, производительность или потребление. Но есть и другие менее известные параметры, которые очень полезны при связывании любого из этих терминов и помогают нам понять другие концепции ЦП. Один из них называется Tcase , то, что включает только Intel ЦП и что очень полезно в разных ситуациях.

Как мы хорошо знаем, и Intel, и AMD стремиться к точному отражению таких понятий, как температура или потребление, с помощью датчиков, которые могут быть расположены на самом процессоре или на материнская плата.

Кроме того, для измерения определенных параметров, таких как импульс или напряжение в наносекунды, они нужна серия внутренних датчиков, которые также полезны в таких понятиях, как та, которую мы собираемся обсудить далее.

TCase, когда температура ограничена в конкретном компоненте

В предыдущих статьях мы говорили о Tjmax и о том, как он влияет на процессор Intel. Компания указывает еще один параметр, который является еще более конкретным для измерения температуры.

TCase, как следует из названия, температура обсадной колонны тем самым понимая максимально допустимую температуру в процессорах встроенный диффузор , также известен как IHS , То есть это максимальная температура, которую может выдержать IHS, но почему это важно?

Ну, потому что он предлагает альтернативную меру для Intel и для производителей радиаторов или блоков CPU / AIO с точки зрения температуры. Таким образом, максимальная температура, которую может выдержать IHS, может быть определена без риска поломки, дросселирования или потери производительности, и гарантируется, что это значение никогда не будет достигаться во всех точках IHS.

Значение ниже Tjmax и не менее важно

Обычно TCase имеет среднее значение, намного меньшее, чем сообщаемое Tjmax или самими ядрами, где какое-то программное обеспечение с любопытством унифицирует его. То есть вместо трех разных измерений они принимают Tjmax как температуру ядра.

Проблема в том, что TCase по своей природе намного круче, чем Tjmax, обычно и в зависимости от архитектуры и IHS, примерно на 10-20 градусов круче. Поэтому этот TCase используется только производителями, так как они намереваются проверить, способны ли их решения для охлаждения решать и охлаждать ниже своего максимального значения.

Это очень часто встречается в командах OEM, которые ищут прибыльность в каждом компоненте, чтобы предложить низкие цены, и поэтому стремятся достичь предела этого типа стоимости.

Еще не так давно у Intel был очень любопытный способ измерения этого TCase, и это было не что иное, как небольшая дыра в IHS без ее фактического прохождения, когда зонд входил в свои объекты идеальным способом, и они могли измерить, если каждый ЦП предлагал правильные значения, которые показали, что шов или TIM делали правильный контакт.

Это было удалено в современных процессорах, так что синий гигант больше не указывает TCase среди своих значений CPU, так что все сводится к Tjunction или Tjmax.

Читайте также: