Vr vcc temperature svid что это такое
Внешние сигналы процессоров Core i7.
Внешние сигналы процессоров Core i7.
Кристалл процессора Core i7 (Nehalem) с другими компонентами системы (северным мостом X58 и модулями памяти DDR3) связывают два внутренних архитектурных блока: интерфейсный блок QuickPath Interconnect (QPI), формирующий на выходе последовательный системный интерфейс для связи с чипсетом (и другими процессорами в многопроцессорных вариантах), и интегрированный в процессор трехканальный контроллер памяти Integrated Memory Controller (IMC), формирующий на выходе интерфейсы для связи с модулями памяти. Кроме того, процессор поддерживает достаточно большое число внешних служебных связей, необходимых выполнения функций управления, контроля, энергосбережения и т. п.
Ввиду того, что Core i7 относятся к новому поколению процессоров, использующему микроархитектуру Nehalem, следует напомнить об основных характерных особенностях его построения:
— врождённая четырёхъядерная архитектура строения, единый процессорный кристалл включает четыре ядра с 256-килобайтным L2 кэшем и общий разделяемый L3 кэш;
— замена процессорной шины Quad Pumped Bus новым последовательным интерфейсом QuickPath с топологией точка-точка, который может использоваться не только для соединения процессора и чипсета, но и для связи процессоров между собой;
— встроенный в процессор контроллер памяти, поддерживающий трёхканальную DDR3 SDRAM, при этом каждый канал способен работать с двумя небуферизованными модулями DIMM;
— поддержка технологии SMT (Simultaneous multithreading), аналогичную памятной технологии Hyper-Threading (благодаря ей каждое ядро Core i7 может исполнять два вычислительных потока одновременно, в результате чего процессор представляется в операционной системе восемью ядрами);
— разделяемый кэш третьего уровня общим объёмом 8 Мбайт;
— встроенный микроконтроллер PCU, независимо управляющий напряжением и частотой каждого из ядер, обладающий возможностями автоматического разгона отдельных ядер при сниженной нагрузке на другие ядра;
— поддержку нового набора инструкций SSE4.2;
— Core i7 производится по технологии с нормами производства 45 нм, состоит из 731 млн. транзисторов и имеет площадь ядра 263 кв.мм.
Микроархитектурные улучшения, сделанные в глубине ядра, не несут в себе революционных изменений в ядре, а в основном обуславливаются оптимизацией давно существующей микроархитектуры Core под работу с технологией SMT. Основные же новации, приходящие в настольные системы вместе с процессорами Core i7, касаются платформы в целом.
Процессоры Core i7 отличаются от своих предшественников поколения Core 2 не только с точки зрения внутреннего содержания, но и снаружи. Так, новые процессоры используют разъём LGA1366, существенно превосходящий по числу контактов и габаритам привычный LGA775. Появление в процессоре новых компонентов изменило и номенклатуру внешних контактов и сигналов (табл. 1)
Увеличение числа контактов обусловлено появлением в процессоре трёхканального контроллера памяти, в то время как ранее в интеловских системах он размещался в северном мосте набора логики.
Поскольку процессоры Core i7 используют совершенно новый интерфейс для связи с северным мостом, они нуждаются в специализированном чипсете (Intel X58 Express). Cеверный мост оборудован и контроллером интерфейса QPI, посредством которого он соединяется с процессором, а также снабжён поддержкой шины DMI, которая традиционно используется в интеловских чипсетах для связи между мостами.
Наименование
Описание
Дифференциальный сигнал синхронизации (на процессор)
Дифференциальный сигнал синхронизации (на ITP)
BPM# [7:0] ввод / вывод.
Указывает, что в системе обнаружена катастрофическая ошибка (исключение «machine check»), и она не может продолжать работу. Процессор определяет это как неисправимую ошибку машины и другие неисправимые ошибки. Поскольку это контакт входа/выхода (I/O), внешним агентам тоже разрешено выдавать эти сигналы, приводящие к обработке процессором особой ситуации при проверке машины.
Компенсация импеданса, должна быть терминирована на системной плате с использованием прецизионного постоянного резистора.
Входные тактирующие дифференциальные сигналы шины QPI, которые соответствуют принимаемым данным.
Входные тактирующие дифференциальные сигналы шины QPI, которые соответствуют передаваемым данным.
Должен быть терминирован на системной плате с использованием прецизионного (постоянного) резистора.
QPI_DRX_DN [19:0] и QPI_DRX_DP [19:0]
QPI_DTX_DN[19:0] и QPI_DTX_DP[19:0]
Должен быть терминирован на системной плате с использованием прецизионного (постоянного) резистора.
Опорное напряжение для DDR3
Определяют банк который предназначен для текущей команды Активации, Чтения, Записи, или команды Предвыборки.
DDR <0>_CAS# Строб адреса столбца.
Разрешение синхронизации банка или режим энергосбережения
Дифференциальные тактовые сигналы для модулей DIMM. Команды и сигналы управления действительны по нарастающему фронту импульсов.
Каждый сигнал выбирает один канал как цель команды и адреса.
DDR <0>_DQ [63:0] биты шины данных DDR3.
Мультиплексированная шина адреса. По этим линиям передается адрес строки при чтении или записи, и адрес столбца. Кроме того эти линии используется для установки параметров в регистрах конфигурации DRAM.
Обеспечивает различные комбинации сопротивления терминации в активных и неактивных модулях DIMM, когда данные прочитаны или записаны.
Строб адреса строки
Текущий смысл зависит от VRD11.1
Наименование
Описание
PECI (Platform Environment Control Interface –интерфейс управления средой платформы) – последовательный служебный интерфейс к процессору.
используется, прежде всего, для управления тепловым режимом, системой питания и для контроля ошибок. Подробнее об электрических спецификациях, протоколах и функциях PECI можно найти в документе Platform Environment Control Interface Specification.
процессорный выход, используемый средствами отладки.
используется средствами отладки, чтобы запросить операции отладки на процессоре.
SKTOCC# (Гнездо занято) сигнал активен если процессор установлен в сокете. У этого сигнала нет никакой связи с кристаллом процессора. Проектировщики системы могут использовать этот сигнал чтобы определить, присутствует ли процессор.
Для правильной работы процессора TESTLOW должен быть подключен к земле через резистор.
TMS (Test Mode Select – выбор режима тестирования) является специальным сигналом интерфейса JTAG, формируемым специальной отладочной аппаратурой для порта ТАР.
TRST# (Test Reset – сброс тестирования) сбрасывает логику порта TAP. TRST# должен быть переведен в низкий уровень при сбросе питания.
Питание для ядра процессора.
VCC_SENSE и VSS_SENSE обеспечивают изолированное, низкоимпедансное подключение ядра процессора к напряжению питания и земле. Они могут быть использованы для обнаружения или измерения напряжения на кристалле процессора.
VCCPLL – отдельное питание PLL.
Наименование
Описание
VID [7:0] (идентификатор напряжения) – эти выходные сигналы используются, чтобы поддержки автоматического выбора напряжения питания источника (VCC). Напряжение для формирования этих сигналов должно быть подано до момента включения VR источника Vcc процессора. И наоборот, выход VR должен быть заблокирован до поставки напряжения для сигналов VID. Сигналы VID необходимы для поддержки процессов изменения напряжения.VR должен обеспечивать напряжение или отключиться самостоятельно.
VID6 и VID7 должны быть связаны с Vss через резисторы 1 кОм
(эти значения защелкиваются по переднему фронту сигнала VTTPWRGOOD).
Напряжение питания для аналоговой части интегрированного контроллера памяти, QPI и общего кэша.
Напряжение питания для цифровой части интегрированного контроллера памяти, QPI и общего кэша.
VTT_VID [2:4] (идентификатор VTTVoltage) используются для поддержания автоматического выбора напряжений электропитания (VTT).
VTT_SENSE и VSS_SENSE_VTT обеспечивают изолированный, низкий импеданс связи с напряжением VTT и «землей» процессора. Они могут использовании для измерения
напряжения на кристалле.
Этот сигнал означает для процессора, что электропитание VTT является устойчивым и в пределах спецификаций. Сигнал имеет низкий уровень напряжения со времени включения электропитания, пока оно не достигло номинального значения указанного в спецификации тогда сигнал должен перейти к высокому уровню.
Входные и выходные сигналы процессоров семейства Core i7 имеют большое разнообразие рабочих уровней сигналов, протоколов обмена, схем согласования и «гашения» сигналов скоростных линий. В различных полупроводниковых цифровых микросхемах и процессорах широко используются логические вентили на TTL (ТТЛ) и CMOS (КМОП) структурах. Внутри сложных микросхем применяются и другие типы ячеек, но они обычно обрамляются внешними схемами с параметрами ТТL- или CMOS-вентилей. Логические элементы CMOS отличаются от ТТL большим размахом сигнала (низкий уровень ближе к нулю, высокий — к напряжению питания), малыми входными токами (почти нулевыми в статике, в динамике — обусловленными паразитной емкостью) и малым потреблением, однако их быстродействие несколько ниже. В отличие от ТТL, микросхемы CMOS допускают более широкий диапазон питающих напряжений. Микросхемы ТТL и CMOS взаимно стыкуются, хотя вход CMOS требует более высокого уровня логической единицы, а выход CMOS из-за невысокого выходного тока можно нагружать лишь одним ТТL-входом. Современные схемы CMOS по параметрам приближаются к ТТL и хорошо стыкуются с ними. Схемы CMOS имеют те же типы выводов, но вместо выхода с открытым коллектором у них присутствует выход с открытым стоком (что по логике работы одно и то же).
Независимые блоки рекалибровки синхронизации приемо-передатчиков, содержащие последовательные цепи обратной связи, постоянно отслеживают различные факторы девиации синхросигнала, «перестраивая» его, и поддерживают режим задержки «линковки» приемных (RX) и передающих (TX) каналов с интервалом, менее чем 5 нс.
Строго однонаправленное соединение по топологии типа «точка-точка», передающие множественные биты, применение действительно реальной дифференциальной логики, где используется два вывода для приемника и передатчика на один сигнал. Независимые источники передающих (CFM-аналог) и приемных (CTM-аналог) синхросигналов не обязательно должны генерировать строго одинаковые синхроимпульсы, однако они должны использовать как можно меньший временной «разброс». Терминирование, ставшее обязательным в современных ВЧ-линиях, в данном случае имеет внутреннюю программируемую реализацию посредством ранее упомянутого внешнего опорного резистора.
Gunning Transeiver Logic – это технология низковольтной высокочастотной системной шины, разработанная фирмой Intel еще для процессоров серии Pentium. Улучшенная версия GTL для процессоров Pentium II получила название GTL+. Дальнейшие усовершенствования привели к появлению спецификации AGTL+, предназначенной для процессоров Pentium III/4 и далее. Все варианты шины полностью совместимы между собой. Все проводники системной шины замкнуты c обоих концов на резисторы, играющие роль терминаторов. Логической единице на шине соответствует уровень 1,5 Вольта, низкий уровень выходного напряжения не должен превышать 0,6 Вольта. При обмене данными процессор генерирует сигнал Reference, составляющий примерно 2/3 от уровня логической единицы на шине, который инициирует передачу (прием) данных в соответствующие буфера. Такой же сигнал могут инициировать другие устройства подключенные к системной шине. При этом гарантируется одновременное поступление данных, независимо от длины проводников. Такое решение позволило значительно упростить топологию системной платы. Уменьшилось влияние конденсаторной емкости проводников, наведенной электромагнитной индукции. Стала возможной надежная работа шины на частотах от 150 МГц и значительно выше. Схемы передатчиков сигналов этого интерфейса имеют выходы типа «открытый коллектор», а входные цепи приемников являются дифференциальными, сигнал воспринимается относительно опорного уровня на входе VREF.
Переход на современные сигнальные протоколы сопряжен с большими проблемами технологического характера. Пониженное напряжение питания означает переход на другую норму производства кристаллов, необходима специализированная аппаратура для контроля над операциями, осциллографы для снятия тайминговых характеристик новых чипов и специальные имитаторы критических условий.
В табл. 2 сигналы процессора Core i7 сгруппированы по типом выполняемых функций, технологий и спецификаций. Буферный тип указывает технологии которая используется для передачи сигналов. Есть некоторые сигналы, которые не имеют ODT и должны быть терминированы на плате. Сигналы, которые имеют ODT, перечислены в табл. 3.
Мониторинг и анализ температуры процессоров Intel
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.
Дело в том, что современные системы мониторинга температуры процессоров выдают большое число показаний. Эта статья о том, как эти данные правильно считать и понять, что же из них показывает «реальную температуру» процессора. В данной статье мы рассмотрим только механизмы термомониторинга процессоров Intel, потому что в AMD они в корне отличаются. Основное отличие — в характере действия защиты от перегрева. Если перегревается процессор AMD, он теряет стабильность работы, тогда как процессор от Intel лишь снизит свою производительность, препятствуя дальнейшему росту температуры кристалла.
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).
Цифровые датчики DTS расположены прямо на кристалле недалеко от каждого ядра и представляют собой не абсолютные показания температур, а отрицательное число — дельту между текущей температурой и максимальной температурой срабатывания защитных механизмов терморегулирования TCC (например, троттлинг), обозначаемой Tjmax. 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.
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.
Считывание данных с датчиков DTS через специальные регистры Model Specific Register (MSR) или через интерфейс Platform Environment Control Interface (PECI). Технология PECI используется для управления скоростью вращения ветилятора в зависимости от нагрева процессора. 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 датчиков DTS), используется для управления скоростью вращения вентилятора (CPU Fan). Если процессор двухкристальный (Core 2 Quad), то PECI-доменов тоже два (на каждый кристалл свой PECI-домен) — и опять, значение с самого горячего PECI-домена (по сути, с самого горячего ядра в процессоре) используется для управления скоростью вращения вентилятора.
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). Это упоминается и в Thermal Design Guide от 2013 года. Там указывается (Table 2) значение 100 градусов для 2 и 4 ядерных процессоров всех мощностей (TDP) — 45, 35 и 17 W.
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.
В технических документациях Intel указывает для каждой модели значение Thermal Specification (посмотреть его для каждой модели также можно здесь). Это значение соответствует максимальной рабочей температуре корпуса процессора (Tcase/Tc), и измеряется оно на стенде, где в геометрическом центре теплораспределительной крышки располагают термопару и смотрят, какое она покажет значение температуры, когда в процессоре генерируется сигнал PROCHOT# (то есть, когда любой из датчиков DTS выдал значение 0, что говорит от достижении Tjmax). Для процессоров семейства Core эта температура примерно равна 71-73 градуса (точнее надо смотреть конкретную модель процессора). Эту температуру (Tcase/Tc) привязывают по эмпирическим формулам к показаниям датчиков DTS (иначе и нельзя, потому что в цельнометаллической крышке нет никаких датчиков). Становится понятно, что температура крышки — это довольно бесполезный показатель, потому что эта температура там, где нет термодатчиков, поэтому на нее можно не ориентироваться.
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
Все современные процессоры Intel поддерживают ряд технологий, отвечающих за защиту процессора от перегрева. Это Thermal Control Circuit (TCC) и THERMTRIP# Signal. Начнем с TCC, элементами которой являются Thermal Monitor (TM1) и Thermal Monitor 2 (TM2).
В общих словах задачу TCC можно охарактеризовать так: принудительное поддержание температуры процессора в безопасных пределах. По достижении температуры Tjmax, выдается сигнал PROCHOT#. Если технологии Thermal Monitor включены (по умолчанию они включены) срабатывает сначала TM2, которая также впервые была представлена в процессорах Pentium M. TM2 понижает множитель и напряжение питания процессора. Это приводит к значительной потере производительности процессора, но и к снижению нагрева. Как только нормальный температурный режим восстанавливается, восстанавливаются и значения множителя и напряжения. Если данной меры оказывается недостаточно, то тогда срабатывает и TM1. TM1 — более старая технология по сравнению с TM2, внедренная еще в процессорах Pentium 4. Её активация заставляет процессор пропускать такты, что также называется троттлингом. Такты ядра — это промежуток между двумя импульсами тактового генератора, который синхронизирует выполнение всех операций процессора. Выполнение различных элементарных операций может занимать от долей такта до нескольких тактов в зависимости от команды и процессора. Троттлинг еще больше снижает производительность, потому что вводится задержка в исполнение даже простейших команд.
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.
Термозащиты TCC бывает достаточно практически всегда, чтобы восстановить нормальный температурный режим процессора. В том же случае, когда этих мер оказывается недостаточно, и температура кристалла превышает температуру активации TCC приблизительно на 20-25 °C, процессор выключается полностью (THERMTRIP# Signal — снимается напряжение питания Vcc). То есть можно сказать, что питание системы отключится примерно при 120 градусах.
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
Как уже было сказано, для считывания «правильной» температуры, необходимо читать информацию из DTS. Увы, популярные программы Everest/AIDA64 не умеют этого делать. Датчик ЦП/CPU в этих программах — околосокетный датчик, для процессоров Intel Core (2, i7) в качестве индикатора температуры не рассматривается, т.к. безбожно врет. Так же следует понимать, что ни одна программа мониторинга не способна показать Tcase потому что в крышке процессора датчиков нет.
Для определения максимальной температуры процессора главное — совместить по времени нагрузку процессора и мониторинг температуры. Держите одновременно открытыми окна процессорного теста, программы-монитора и детектор термозащиты (RMClock для TM1, TAT для TM2. Срабатывание TM2 будет видно и в CPU-Z как падение множителя процессора).
CPU-Z множитель и частота
Вот программы, которые умеют работать с DTS:
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).
В конце для справки приведу документацию Intel:
990x.top
Простой компьютерный блог для души)
Максимальная температура VRM материнской платы
Приветствую друзья. Поговорим немного о температуре материнской плате, а точнее о температуре VRM, ведь сама материнка греться не может — только компоненты на ней (чипы).
Максимальная температура VRM материнской платы
Температура VRM при обычной работе ПК нежелательно чтобы повышалась более чем на 50 градусов.
Максимально допустимая температура — 100 градусов, после которой могут быть необратимые последствия. Но и 100 градусов при продолжительной работе — тоже приведут к проблеме.
В играх она может достигать 70, если выше — то уже плохо, во-первых выше 90 может быть деградация не самого качественного текстолита, выше 100 — могут плавиться медные дорожки, но это еще зависит от платы. В любом случае высокая температура — зло.
Посмотреть температуру VRM лучше всего в программе AIDA64:
Но AIDA64 может и не показывать датчик VRM — это еще зависит от самой материнской платы. Возможно если нет датчика, то стоит обратить внимание на температуру системной платы (а ее также можно посмотреть в BIOS).
В основном греются только мосфеты, и при это могут греться так, что прикоснуться нельзя. В таком случае — нужен обдув, иначе это просто уменьшит срок службы платы.
VRM — что это?
Это несколько модулей, которые обеспечивают преобразование 12 вольт от блока питания в куда меньшее напряжение, которое нужно процессору.
Кстати процессору нужно всего 1.5 вольт, но чтобы они были стабильные, без скачков и перепадов.
VRM располагается слева от сокета (или над ним).
Вообще VRM — важная вещь, эта система питает процессор, обеспечивает его постоянным током, который должен быть качественным. И в принципе все хорошо — простые процессоры, офисные, которые имеют 2 или 4 ядра — особо нетребовательные. Но если брать топовый процессор, то если его установить на плату со слабым VRM — при максимальных нагрузках могут быть вылеты, выключения ПК.
Вообще VRM — это не одно какое-то устройство, а несколько:
Вот пример, когда элементы VRM имеют качественное охлаждение + радиатор есть на чипсете:
Разумеется такие платы стоят дороже, но если вы собираетесь разгонять процессор — то не стоит жалеть денег на плату. Даже если вы будете ставить топовый многоядерный проц, то ставить его на дешевую плату, которая даже в характеристиках поддерживает модель проца — поверьте, не стоит.
Работа ПК при высокой температуре
Заключение
В основном конечно главное мы выяснили:
Вообще, если вам ваш ПК дорог, то стоит вручную установить обдув VRM (между гнездом процессора и портами платы). На самом деле это не сложно, а снизить температуру и увеличить срок службы материнки — вполне возможно.
Надеюсь информация оказалась полезной, удачи и добра, до новых встреч друзья!