[CPU][CPU温度多少正常？CPU热功耗及散热解析]

大夏天可能您正在high游戏或者电影，突然电脑蓝屏死机了，然后大多数人直接会想到是不是系统的问题，接着就重装系统，如果是系统的问题，重装完系统后问题就会解决。如果还是经常出现蓝屏，便认为不是软件的问题，那么就只能是硬件的问题了，大多数人面临这种情况会送去检修，而检修时工作人员最常遇到的便是CPU温度过高导致的，也往往会把CPU的温度放检修的首位。于是很多电脑没有出问题的也开始担心，不禁会问  CPU温度多少算正常？

　　在电影《春天花花同学会》中房祖名在发热的CPU上煎鸡蛋，联系到电脑的健康， CPU的温度真的可以达到把鸡蛋煎熟和程度而不烧毁吗？


CPU煎鸡蛋

　　我还先来了解一下CPU的温度耐受，晶体管最耐受高温度为130度，一般的晶体管元件的的标称最高温度是120度。CPU是由晶体管组成的，所以其理论最高热耐受温度应该和晶体管元件一样为120度。但实际上到了100度左右就会对CPU内部的晶体管造成永久性伤害，过高的温度会使晶体管效能降低，同时加速CPU的老化，我们建议最高将CPU的温度控制在75度以下以维护电脑的稳定性和CPU的寿命。

　　再来看看鸡蛋吧，鸡蛋有蛋黄和蛋清组成，蛋黄凝固的温度为68℃—71℃，蛋清凝固的温度为62℃—64℃，按照这个标准值来算，CPU是可以把鸡蛋煎熟的，不过考虑到温度传递过程中的不均匀，局部温度会过高对CPU造成损伤，所以还是不要模仿了~~

      那么CPU的温度来自哪里，为什么会产生这么高的温度叫？要了解CPU的发热我们要先来了解一个CPU的重要参数—TDP。



● 　TDP到底是指什么？

　　TDP的英文全称是“Thermal Design Power”，中文翻译为“热设计功耗”，是反应一颗处理器热量释放的指标，它的含义是当处理器达到负荷最大的时候，释放出的热量，单位为瓦（W）。

　　CPU的TDP 并不是CPU的最大功耗（功率），它们是两个没有多少相关性的概念，功耗（功率）是所有用电器的重要物理参数，是指一个用电器消耗电功率，CPU的真实功耗（功率）要复杂的多，而且由于CPU的晶体管并不是纯电阻电路而是混合电路，所以不能简单的使用电压X电流的方法来计算。

　　CPU的功耗包括“运算所用功耗”和“发热功耗”两部分，而且“运算所用功耗”和“发热功耗”在实际运行中是随着CPU负荷的大小动态变化的。 而TDP是指CPU电流热效应以及其他形式产生的最大热能，是一个固定值。显然CPU的TDP（最高释放热量）小于CPU的最大功耗，但在实际运行中，CPU的功耗和发热往往最不总是以最大状态出现。

　　进一步区分，CPU的功耗是CPU从主板上获取的功率，是要求主板供电设计时考虑的。而TDP是CPU最大发出的热量，是对散热系统提出要求，要求散热系统能够把CPU发出的热量及时的散掉，也就是TDP是要求CPU的散热系统必须能达到的最大热量驱散速度。

●　CPU的热量来自哪里

     那人们可能就想问了，CPU的热量来自哪里？ CPU的热量来自三个部分， 第一个是正常的运算过程中晶体管里的电热效应，这个是无法避免的，因为除了超超导体之外的任何导体都有电阻就都会发热。

　　还有两种发热是由于CPU里的两种泄漏电流导致的。这两种电流首先是门泄漏，这是电子的一种自发运动，由负极的硅底板通过管道流向正极的门；其次是通过晶体管通道的硅底板进行的电子自发从负极流向正极的运动。这个被称作亚阈泄漏或是关状态泄漏(也就是说当晶体管处于“关”的状态下，也会进行一些工作)。这两者都需要提高门电压以及驱动电流来进行补偿。这两种情况都加大了能量消耗和CPU的发热量。



　　可以以传统的白炽灯来做个类比，其可见光部分的能耗相当于CPU运算所需的能耗，而热能（包括热量和红外线部分）则类比CPU发热所消耗的能耗。

●　那么就会有人想问CPU可以不发热吗？

　　除了超导体之外，任何电路在工作的时候都会发热，或者说只要有电阻，工作的时候就会发热，CPU是由集成在半导体上的晶体管组成的，自然也不例外的会发热，这一种发热是无法避免的，也是正常的。



节能灯的发光效率是白炽灯的5倍

　　但是我们可以通过更好的工艺和材料来减少CPU的热功耗，如130纳米的P4 2.4C 需要1.525V的驱动电压，而90纳米的P4 2.4A需要1.385V的驱动电压，因为更小的制程可以减小晶体管的驱动电压和电流，进而电路的热效应减小。另外的两种泄漏电流也可以通过更优秀的材料和来减弱，比如用电阻效果更好的材料来替代二氧化硅。这一点就和节能灯由于具有更高的电能向光能的转换效率而比传统的白炽灯节能的同时发热小很多是一个道理。

　　知道了CPU的发热机理之后，下一步怎么才能监控CPU的温度并进行保护呢？

  CPU温度的检测

　　尽管现在有很多对CPU温度时行监测的软件，但是我们首先需要知道的是对CPU温度监测的硬件设施。

　　早期的CPU，无论是Intel还是AMD，内部都没有温度监控功能，大多数情况下，是主板CPU插座内的一个热敏电阻来监视CPU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。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。同时，微处理器的核心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度～30度的温差，结果因芯片封装形式不同，以及环境温度的不同，而让真实的CPU温度难以确定。



早期的监控设施在主板上

        随后，为了解决这个弊端，采用了内部核心检控的手段来获得真实的CPU核心温度。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，同时在主板上搭配与热敏二极管配套的监控电路，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，由主板根据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起，从而保护CPU不被烧毁。但此类内部测温、外部控制的技术存在一个弊端，即在CPU温度过高时直接关闭电脑，这就会导成数据因为未能及时保存而丢失。

　　为弥补了第一代内部温度监控技术的不足，产生了第二代内部温度监控技术—热量控制电路，第二代内部温度监控技术与第一代相比，在保留第一代的温控装置的基础上多了第二套热敏温控装置。第二套装置中的热敏二极放置在CPU内核温度最高的部位，贴近ALU单元，如果CPU最热的地方超过一定值，第二套热量温控装置会发送一个PROCHOT#信号使热量控制电路系统开始工作，通过减小CPU的倍频来降低CPU的负载进而达到降温的作用，第二套装置起到实时调节作用。其实第二套装置就是我们常见的ACPI装置。



第二套温控监控调节装置

　　如果增加的第二套装置不起作用，或者CPU温度过高不是由CPU发热导致而是由散热设置导致的，温度就会继续上升直到达到第一套热敏装置的临界值时，第一套装置就会会切断CPU电路。这样就可以相对智能的调节CPU温度和CPU负载之间的关系，进而实现系统的稳定性和CPU的安全性。

　　其实我们可以发现，当CPU温度过高时，由于第二套装置的作用会降低CPU的性能，这一点在超频玩家那里也很常见，尤其是P4时代的CPU超频之后由于发热的增加，CPU的性能不仅没有上升反而下降就是第二套装置在检测到温度过高时降低了CPU的性能。

　CPU温度的监控有两大类办法，其一是开机后通过软件来动态的监控，软件会从主板上的芯片读出热敏二级管的读数。



everest传感器截图

　　这种监控可以得到CPU温度和系其它相关部件的运行状态，并且所有数据都是实时数据，可以对系列的性能、功耗、发热之间进行追踪判定。（下载链接：EVEREST Ultimate Edition  5.50.2194 汉化版）



主板上的传感器 ITE IT8718F

　　第二种办法是在BIOS中监测，由于在BIOS系统中CPU几乎没有什么负载，所以得到的温度也是最低温度，这个温度反映了在当前环境条件下CPU的发热和系统的散热能力，具有很高的参考价值。

　　具体方法是在开机的时候根据提示按下“Del”或其它的提示按键进入BIOS。我们以AMI的BIOS为例，在BIOS主界面中可以找到一个叫“Hardware Monitor”或“PC Health”的选项，还有一种是设置为“Power——Hardware Monitor”。



BIOS---Power



Power——Hardware Monitor

　　同时有的BIOS也提供了“CPU Warning Temperature”和“Shutdown Temperature”对CPU保护，大家可以通过BIOS来设置断电温度来达到保护CPU的目地。



BOIS中对CPU温度及风扇转速的设置部分

　　我们一般建议将CPU的断电温度设置在75度左右（大部分主板默认的温度是95度）所以大家完全不用担心CPU过热会烧掉的现象，在现有的保护体系里可以很好的保护CPU的安全。

   通过前面的理论介绍，最终还得回到实践上来，虽然可以通过监控电路和对应的BIOS设置来保护CPU不受损，但是CPU过热引起系列频繁死机也很难受，这个怎么解决？

      这个时候就需要先进入到BIOS查看CPU空载时的温度，如果空载温度都过高（正常为50度以内），那么往往是CPU的散热系统出了问题，CPU的散热系统出的问题有以下几种：

1，散热器散热效率不够

         我们在风扇（散热器）的选择上，应该保证能让CPU的热量快速的散出，不发生积温，原装的散热器一般可以保证正常运行下的稳定，但如果是超频或者长时间运行在高负荷状态下，建议购买散热效率更好的散热器。



搭配一款合适的散热器很重要

        通常市面上销售的散热器并没有标出我们所需要知道的散热效率，只是标出了支持的CPU类型、风扇转速和噪音之类的参数，这样就导致在选择的时候也没有一个严格的标准可以参考。不过一般做工和散热方式先进的散热器效果会好一些，比如热管散热的效率比铜 散热片好一些，而铜散热片又比铝质散热片好一些。

        另外值得一提的是，如果买的是原盒CPU，则所搭配的散热器质量还可以，但如果买到了假盒装（俗称深盒或者国包）则是质量非常差的散热器。

二，散热片和风扇上灰尘太多影响散热效率



定期清理灰尘

         散热片和风扇上灰尘会形成一个热量保护层，极大的影响了流动空气对热量的吸收，大量的积热会聚积在灰尘形成的微环境里，使CPU的温度不能有效快速的散发。最好能养成定期拆开机箱清理灰尘的习惯。

三，风扇老化或者转数不够

       风扇老化也会导致风扇的风量降低，无法及时将热量带走。风扇老化很容易检测，用耳朵听就够了，如果噪音很大，刚说明风扇已经老化了，噪音是由于转动时阻力太大，转速不均匀导致的，过大的风扇在制造噪音污染的同时，散热能力也大大的减弱。造成这个的原因肯定是轴承里润滑酯老化或者灰尘进去影响了风扇电机的工作效率，严重的甚至会烧掉主板上给风扇供电的芯片。这个时候最简单的办法是直接更换新的风扇，如果动手能力强，更换高品质的润滑酯效果会更好。

四，导热硅脂变干，老化或者涂抹太厚

      由于CPU和散热器之间并不是无缝连接，它们之间会存在小的空隙，这些小空隙之内的空气对热的传导效率很低，这时候就需要用导热硅酯来填补这些空隙以提高散热效率。而老化变干的硅脂里面导热的颗粒会聚积，这时就无法正常的散热了。

      涂抹硅酯也要注意不能涂的太厚，因为硅酯的导热性能并不高，只是比CPU和散热片之间的空气要好，所以原则上要涂的尽量的薄。同时涂硅酯也有一定的方法，不能产生气泡。参考一下厂家推荐的涂抹方法：



厂家推荐的涂抹方法

五，机箱风道不畅通，机箱内部热气不能时排出至机箱外

　　机箱内设备在工作时散发出大量的热量，加热了几箱内的空气，机箱通过风道排出热空气，吸入冷空气的过程，使得发热设备得到了冷却。风道的作用之于机箱的整体散热，如果风道不畅通就会产生局部过热的现象。如果风道不畅，建议根据机箱的设计来重新的布线，调整设备的位置和加装正/负压风扇来优化。