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熱設(shè)計網(wǎng)

重裝CPU、GPU時代下的機內(nèi)散熱設(shè)計

admin
 

 ■智能性熱量管理的下一步

 在Intel推出的散熱管理技術(shù)中,DTS是針對CPU核心的數(shù)碼溫度感測,PECI則是用來傳輸DTS所偵測到的溫度,而新的SST匯流排具有最大的發(fā)展?jié)摿?,能夠?qū)崿F(xiàn)真正的智能型風(fēng)扇或智能型電源供應(yīng)系統(tǒng)。在今日的系統(tǒng)中,如果風(fēng)扇沒有和主機板相連,就無法對風(fēng)扇資源進行管理。但透過SST就能夠傳輸從CPU風(fēng)扇和其它風(fēng)扇而來的電壓與溫度信息,對過去無法控制的熱源進行散熱管理,同時對噪音控制做進一步的改善。

 舉例來說,過去電源供應(yīng)器上的風(fēng)扇并不會被主機板控制,而不受控制的風(fēng)扇容易干擾整體機殼中的空氣對流,進而阻礙散熱的效率。采用單線SST匯流排,只需以最少的變化就能連接上未受控制的風(fēng)扇,以三線及四線的風(fēng)扇來說,感測的第三接腳可以用SST來取代,這樣就能將指令傳給風(fēng)扇。這種新增的控制有很多好處,例如不只一個風(fēng)扇在運作的狀況下,當(dāng)兩個風(fēng)扇以很接近的速度在運轉(zhuǎn)時,就會產(chǎn)生更大聲的拍擊頻率(beat frequency)。采用單點的控制,這種情況就可以被避免掉。

 至于設(shè)備端也要連上SST,這樣系統(tǒng)就能同時偵測到設(shè)備的溫度,并對設(shè)備端的風(fēng)扇進行控制,例如在Intel的主機板中,標(biāo)準(zhǔn)的電源供應(yīng)連接器 -5V 的供電腳位可以讓SST連上這個電源供應(yīng)器,因為這個電壓現(xiàn)在已不使用了。當(dāng)從主機板到電源供應(yīng)器或任何熱源及風(fēng)扇都與單線SST進行了連結(jié),散熱的控制就建立一條整合性的溝通路徑,包括電源供應(yīng)器、硬碟、存儲器、高速視訊顯示卡等熱源的溫度、電壓參數(shù)和風(fēng)扇的控制指令都可以被傳輸。 

 在了解了熱源的位置和機構(gòu)中風(fēng)扇的能力后,設(shè)計者就能決定那一個風(fēng)扇具有得到從外而來的冷空氣的優(yōu)先權(quán)。在具有額外的SST主通訊能力下,透過與所有散熱資源及熱源的界面連結(jié),以及經(jīng)由溫度或其它量測來了解特定熱源與其它熱源的關(guān)系,傳統(tǒng)的硬件控制器就可以被用來管理這個系統(tǒng)。

 更進一步來看,SST能夠?qū)崿F(xiàn)分散式的散熱管理系統(tǒng)。也就是依機構(gòu)中各個設(shè)備的實際耗熱狀況,由控制中心以智能性的演算去配置內(nèi)部各個風(fēng)扇的運轉(zhuǎn)狀況,以達到最佳的空氣流動。此外,在下一代的計算機機殼上可以規(guī)劃多個通風(fēng)孔,透過分散式的智能風(fēng)扇管理策略來更有效率的規(guī)劃冷、熱空氣的流進、流出。在此同時,噪音的程度可以透過降低風(fēng)扇速度來加以控制,并且可避免在機殼內(nèi)的特定位置產(chǎn)生熱空氣的累積。

 ■結(jié)論

 目前計算機的效能及功能不斷提升,但相對的內(nèi)部核心元件及設(shè)備的耗熱狀況也愈來愈嚴(yán)重,例如CPU的溫度可以達到40C,而硬碟甚至可以達到50C。此外,今日的計算機已逐步從書房移到客廳及辦公室,因此雖然可以透過風(fēng)扇來進行散熱,但高速的風(fēng)扇所產(chǎn)生的噪音,卻不是市場上所樂見的。

 為了因應(yīng)這些窘?jīng)r,迫使Intel提供新的BTX架構(gòu),如(圖六),及低功耗的核心微架構(gòu)(Core Microarchitecture)處理器,以及先進速度控制(Advanced Speed Control;ASC)的機構(gòu)設(shè)計新概念。在ACS中,機殼內(nèi)會有一個智能性的中心來監(jiān)控所有的溫度、檢驗它的風(fēng)扇來源、評估該以何種速度來執(zhí)行風(fēng)扇的運轉(zhuǎn),以及如何依多組輸入值來進行決定。

 

 這個智能性的控制中心要知道系統(tǒng)中每一個芯片、處理器、存儲器控制器和I/O控制器的溫度,因為它們都會產(chǎn)生高熱。這個系統(tǒng)也需要透過機殼建置時操作的特性化程序來知道,當(dāng)每個風(fēng)扇以全速運轉(zhuǎn)、CPU在閑置與全速運作時的狀況,以及此時對于每個風(fēng)扇的沖擊影響,進而決定出最佳化轉(zhuǎn)速及造成最小噪音沖擊的一套風(fēng)扇組合。這將是智能性散熱管理的必然趨勢

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