文章內容主要取自   Intel Temperature Guide

處理器的溫度問題一直讓人感到很困惑,到底有沒有過熱問題?看哪個值才準?Tj、Tc、TDP是什麼意思?這篇文章整理了相關的背景知識,讓人有個判斷問題的依據。

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IHS:Integrated Heat Spreader     DTS:Digital Thermal Sensors 

 

Tjunction / Tcase / TDP

 

Intel 桌機處理器溫度有兩種規格:Tjunction 與 Tcase。Tjunction 是單個 "Core" 的溫度,而 Tcase 是整顆 "CPU" 的溫度,一顆 CPU 通常會有很多 Core。在核心發熱最高的地方埋有感測器 (DTS),用來量測 "Core" 的溫度。而 "CPU" 的溫度,則是用一個熱電藕線,貼在 CPU 外殼 (IHS) 的中心點來量測,也就是一般與風扇接觸的地方。因為感測器距離熱源位置的差異,"Core" 的溫度會比 "CPU" 的溫度來的高。

Tjunction 溫度較高,Tcase 溫度較低的現象,在二代  Core i 系列 CPU 大概落差個 5 度左右,但到八代  Core i CPU 時,有時落差會高達 25 度,原因在後面 TIM 的部份說明。

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用熱電藕線連接 CPU 中央的位置


同樣是待機狀態,在   BIOS 時的   CPU 溫度會高於   Windows ,因為 BIOS 會使用較高的電壓以確保能正常開機,且在 BIOS 下不會啟動省電機制。jkFil5t.jpg

桌機 CPU 有 Tcase 跟 Tjunction(Tj) 兩種指標

 

依照 Intel 的官方說法,桌機用的 CPU 有導熱鐵殼 (IHS) ,所以提供 Tcase 溫度;而筆電用的 CPU 沒有導熱鐵殼,所以提供 Tjunction 溫度。

Frequently Asked Questions About Temperature for Intel® Processors

不過就我觀察,從第 7 代 Core i 系列開始,就算是桌機 CPU, Intel 也只提供 Tjunction 值。

 

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Intel 網站的 CPU spec 頁面,在 [Performance] 這邊可以找到 TDP 值,在 [Package Specifications] 這邊可以找到 Tcase 或 Tjunction 值。這顆 x5-E3940 比較特別,分成有鐵殼與無鐵殼的版本,所以 Tcase 跟 Tjunction 兩個值都有。當   CPU  溫度升高到   Tj Max   後,便會啟動保護機制,降低頻率與電壓,以免   CPU   過熱受損。

 

Thermal Design Power (TDP):Intel 建議的設計瓦數,只是一個參考值,會受到微架構、核心數量、核心電壓、執行序數量、是否超頻等因素影響。因為   i5 是跟共用   i7 的設計,而 Pentium / Celeron 共用 i3 的設計,一般來說 100% full loading 時,i7 跟 i3 會到達 TDP 的功耗,而 i5 / Pentium / Celeron 則會低於 TDP 的功耗。

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紅色圈起來的部份,顯示 CPU 處於降壓降頻的狀態

 

溫度監測與過熱


在 Windows 底下使用的溫度監控軟體,顯示的「CPU溫度」其實是「溫度最高的 Core」溫度。

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常用的 CPU 溫度監控軟體「Core Temp」,介面上紅色圈起處顯示 Tj. Max 及 TDP 資訊。雖然 Tj. Max 是 100 度,但一般來說不要讓 CPU 溫度超過 85 度,若溫度降不下來,建議換顆功率較大的風扇。Min. 跟 Max.   的值不用太在意,通常將藍色圈起處的值平均,當作   CPU   溫度參考值。

 

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不同功率、腳座的CPU風扇

 

Intel 風扇安裝教學

 

TIMThermal Interface Material ,將 Die 產生的熱傳導到鐵殼的介質,通常是散熱膏

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第三代 Core i 系列以後,溫度較前幾代更難以掌控,原因有:

1. 第三代 Core i 開始使用”small die”的技術,使得 die 跟 IHS 的接觸面積變小了。

2. 電晶體密度增加。

3. 第三代 core i 系列以後,Intel 將 TIM 從高導熱係數的銦焊料(Indium solder)換成了廉價的矽脂類,使 die 產生的熱傳導出去速度變慢,造成 CPU 溫度跟 Core 溫度落差增加,也容易發生某個 Core 特別熱的現象。

因為 TIM cost down ,使得 Core 溫度高於 CPU 溫度大約 10~25 度,國外甚至有人會拆開 CPU 自行更換 TIM,這個動作叫做"delid"。

參考資料:[處理器 主機板] ADM Ryzen處理器被帥哥開蓋了,還好沒學Intel用矽脂

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"delid"工具

 

燒機測試

 

主機板  /   電腦出貨前,都會進行所謂的「燒機測試」,將系統所有功能開啟,全速運行一段時間,確保功能正常。個人在電腦公司的經驗,燒機測試多半是用   BurnInTest (BIT)  這個軟體,而在   DIY   玩家間比較偏好   AIDA64   這個軟體,功能較齊全。

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各家燒機軟體功效比較,值為燒機時 CPU 的實際使用率,過高或過低都會讓溫度量測結果失準。

 

常用測試軟體

• 顯示CPU溫度:Core Temp - http://www.alcpu.com/CoreTemp
• 顯示CPU資訊:CPU-Z - http://www.cpuid.com/softwares/cpu-z.html
• CPU壓力測試:Prime95 - http://www.mersenneforum.org/showthread.php?t=15504

• 燒機程式:Burn in test - https://www.passmark.com/products/bit.htm

• 燒機程式:Asus RealBench - http://rog.asus.com/rog-pro/realbench-v2-leaderboard/

• 硬體溫度監控軟體:HWMonitor - https://www.cpuid.com/softwares/hwmonitor.html

• 顯示電腦配備資訊、多功能燒機程式:AIDA64 - https://www.aida64.com/downloads

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左上:HWMonitor   左下:CPU-Z   中間:Core Temp   右邊:Prime95

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