CPU测温软件怎么读出来的内核温度？有什么简单靠谱的 ...

前几天，服务了我几年的NUC电脑开始不定期自动进入S4休眠，尤其是网页上出现视频的时候，过一会必然会开始休眠。在按下电源键从休眠中恢复的时候，映入眼帘丑陋的黑底白字提示我发生了什么：机器刚刚发生了温度进入了Critical状态。也许电脑小白将会立刻陷入恐慌，不知道发生了什么，但作为BIOS老炮的我立刻明白了发生了什么：因为CPU温度太高，ACPI的_CRT事件被触发了，操作系统进行了保护性休眠。（什么是_CRT，可以阅读这篇文章：老狼：CPU风扇停转后会发生什么？CPU凭什么烧不坏）
既然知道原因，那就开始解决问题。我先用测温软件检测了一下CPU各个内核在普通负载和高负载的温度。再打开机器，用皮老虎对着NUC的进风口和主板风扇等地方一统吹，再次打开了测温软件，发现平均温度降低了10度。问题解决，多么简单！今天，我来介绍一下我经常用得到的测温软件，同时本着专栏授人以鱼不如授人以渔的精神，科普一下测温软件是怎么读到CPU温度的。
简单靠谱测温软件：CoreTemp

很多同学用 NZXT&#39;s CAM和AIDA64测温，在我看来，有些杀鸡用牛刀了。这里介绍一个简单的小程序：CoreTemp[1]：

CoreTemp界面

1MB多一点的size，可以提供足够多的信息了。界面和著名的CPU-Z有些类似，简单，但信息量丰富。比较重要的有TDP、Power、TjMax和各个内核的温度，包括最小值和最大值。这点比较重要，大家可以将它在后台开启一段时间，运行一些拷机程序，看看最高温度能达到多大。
下载安装后，在我过热的NUC上打开，是这样：

这里需要注意我特别标出的两个值：我的主板BIOS设置的TjMax值是100度，也就是超过100度，PROCHOT#将被使能，就要开始降频了；而我的内核2在我几乎什么都没做的情况下，最高温度已经达到100度，已经开始降频使用。
那么这个TjMax是什么意思？这个软件又是怎么得到各个内核的温度的呢？
CPU内核测温原理

Intel在Pentium Ⅱ和之后的CPU中，植入了热敏二极管（Thermal Diode）直接测量核心温度，开创了半导体测温技术的先河，术语叫做DTS(数字温度传感器，digital thermal sensor)。与此同时，是在CPU内部集成了温度控制电路（Thermal Control Circuit，TCC），由其自身执行温度控制功能。在DTS温度超过CPU的额定核心最高温度(TjMAX，maximum junction temperature)时会引发CPU的降温措施，减慢CPU的执行速度，直至关机。
CPU可以工作的温度在-50°C到110°C之间。在-50°C以下，CPU将不能稳定工作。在110°C以上，CPU有烧毁的风险。这个范围之外，因为CPU内部器件比热容不同，膨胀系数不同，会导致CPU内部器件产生裂缝和虚焊等等风险。实际上CPU内部的传感器会不停的向CPU内部的管理器报告温度状况，这些传感器不但有最高值，也有最低值。他们的差不变，但中位线可以调整。就像一个滑动窗口，随时监控CPU各种温度异常，超过范围就会强制关闭CPU。这个窗口大致会在-35°C到110°C之间。因为DTS的值只有一个字节，我们就以TjMax作为中位线，DTS的数值就是相对TjMax的差值（Offset）。那么这个这个DTS的值，软件是怎么读出来的呢？
内核温度通过MSR寄存器可以读取。在x86编程“圣经”Intel的x86 SDM[2]的2.1节，MSR 0x19C就可以读到DTS的值：

注意两点：

这个值是相对于TjMAX的差值（Offset），要先通过另一个MSR读到TjMAX的值，再计算成摄氏度。
这个MSR是CPU中的PCU通过读取每个内核（Core）的DTS值，然后反映到MSR中的。也就是说这个MSR的作用域是各个内核：HT的两个线程共享一样的MSR，各个内核这个MSR读取的值不同。

结语

不但是CoreTemp，大部分测温软件都是通过这种方式读取CPU内核温度。最后，我给大家出一个思考题：我们现在知道每个内核的DTS温度可以通过MSR读取，是一组值；我们还知道系统温度控制系统的很多策略的触发温度是一个值，那么这个值和这组值，以及系统中其他部分的温度是什么关系？欢迎留言讨论。
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参考

^CoreTemp下载https://www.alcpu.com/CoreTemp/
^x86 SDMhttps://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/manuals/64-ia-32-architectures-software-developer-vol-3b-part-2-manual.pdf

pinguo · 2022-6-14 19:43:16

在Intel官网上看CPU，基本上都是商业级的，最低0℃

prfnee · 2022-6-14 19:43:36

Throttlestop[doge]

CPU测温软件怎么读出来的内核温度？有什么简单靠谱的 ...

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