金瓶悔风扇，是CPU、内存和显卡等设备的主要散热渠道，也是计算机系统主要的噪音来源，人们对它是又爱又恨。风扇在机箱里面一会转的快，一会转的慢，它的控制系统在哪里呢？大部分人认为是BIOS控制着它， 毕竟BIOS有很多控制选项和它相关：

　　其实不然。除了显卡风扇由显卡的固件自己控制之外，机箱里的其他风扇，包括CPU、内存和机箱风扇都不由BIOS控制，那么是谁在掌控着这一切，BIOS在其中扮演什么角色？我们今天就来一起了解一下，并介绍风扇最新控制技术：Intel的DPTF。

　　BIOS并不控制风扇转速（尽管从能力上来说也可以），因为BIOS主要的生命周期都在启动前，仅仅一些运行时（Runtime）和SMM程序被留了下来，而风扇转速控制是从一开机就要开始，直到关机的。有的同学也许注意到了，有些主板在电源一插上，开机按键还没有按下，CPU风扇就已经转了几下，而这时BIOS还没有开始运行。那么这个控制风扇旋转速度的幽灵到底是谁呢？在笔记本系统中是EC（一个16位的小芯片，它与服务器中的BMC类似，掌控笔记本电脑的方方面面），服务器中是BMC（今后有机会专门讲，现在知道是个专门管理主板上方方面面的芯片，也有自己的固件），而台式机中有可能是EC、ME等。

　　就知道风扇的控制曾经极其简单，只有两种状态：转还是不转，策略也十分简单，那就是开机接通电源就转，关机就停，从而也不需要单独的控制。如此简单粗暴的策略显然会被扫进历史的垃圾堆里面。一个好一点的策略是需要降温的部分温度高就转快点，加速让空气把热量带走；如果温度低就转慢点，减低噪音。要做的这两点需要两个前提条件，就是转速可控的风扇，和温度（如CPU)的读取。

　　通过四条连线，我们可以控制想要它多块速度旋转，也可以了解它现在的转速：TACH (tachometer) 线用来汇报风扇转速，而PWM线则用来控制转速。

　　那么如何了解温度情况呢？主板的温度可以有自己的传感器，但CPU的温度如何得知呢？对硬件和BIOS有一定了解的同学可能立刻想要回答：”通过MSR寄存器！“，是的，CPU内部的DTS（Digital Thermal Sensor）会把CPU内核温度反映到MSR中去，访问它可以知道CPU内部的温度，但这是带内（in-band）的访问方式，即运行在CPU上的程序才能够得知这些信息。那带外设备呢（OOB, out-of-band）?可以通过PECI（platform environment control interface）。是的，你没有看错，我也没有写错，不是PCIE（尽管字母一样，顺序不同）。它是一个一根线的总线，可以用来读取CPU内部的信息，它的故事我们今后再说，现在只要知道，通过PECI，带外设备就可以探知CPU内部DTS的温度信息。

　　好了，万事俱备，只欠东风，现在还需要一个中央控制机构，通过读取DTS的信息，来通过Smart Fan接口精确控制风扇转速。在服务器领域，这个机构就是BMC。服务器机箱里面风扇众多，CPU风扇仅仅是其中一部分，还可能有内存风扇、扩展槽风扇、磁盘阵列风扇和机箱风扇。尤其是磁盘阵列风扇可以是一组风扇。我曾经调试过的8路服务器，开机后，风扇噪音就像飞机起飞，完全不可以呆在旁边。服务器机箱还有单独的风道设计，良好的风道，可以精确控制各个地方的风扇，形成良好的风道，从而节省一部分风扇，如内存风扇，让穿堂而过的风帮助发热巨大的内存来撒热。这些区域可以形成多个感热区：

　　协调这些温感区十分复杂，BMC的FSC（Fan Speed Control）子系统就是用来完成相应任务的。

　　对笔记本和部分台式机来说，EC控制着风扇（EC是什么可以看这篇文章：老狼：合上笔记本的盖子会发生什么？背后的机理是什么？）。笔记本相对简单，一般只有一个温感区：

　　好了，我们现在总结一下，BMC、EC或者ME这些带外设备，他们通过PECI读取CPU内核DTS的温度，来控制CPU风扇；也通过其他方式读取其他的温度传感器（如磁盘的SMART信息，DIMM的温度传感器信息等等），来控制它们那里的风扇。策略就是温度低转慢点，温度高转快点，简单而高效。由于它们是带外设备，不受CPU死机的影响，可以高效而不被干扰的完成任务，是散热的可靠保证，本文结束！

　　慢着，这似乎不是最优解。靠温度来散热毕竟被动，总是晚了一步，能不能根据工作量(work load)来散热呢？这里就要引入Intel的DPTF了。

　　如果问你，谁知道现在的Workload是大是小？答案当然是操作系统了，它才有现在运行程序的详细信息。如果能够让操作系统来控制风扇，就可以有的放矢，在工作量大的时候加速风扇，而不是等工作一会有温度上升再来降温。这是一种主动散热的方案，也是一种带内策略。

　　操作系统要控制风扇，就要知道有哪些风扇，它们都各自给谁散热，而这些信息又只有BIOS才能够知道。Intel提出DPTF（Dynamic Platform and Thermal Framework）来规范这些信息：

　　DPTF的详细内容我们今后再详述，我们今天只要概括了解一下皆可。DPTF继承了已有一些温度控制ACPI表，并扩展了很多新表来综合成一组规范，要求BIOS必须提供这些表来告诉操作系统这些信息：

　　有了这些信息，操作系统就可以按需调整风扇转速了，结合PState和TState，也可以同时对CPU的性能做出综合控制。值得一提的是DPTF提供的几组策略，可以在运行时动态切换，从而让风扇控制更加细腻。例如变形本，变形成平板后散热困难，可以给出在这种情况下散热的策略；打开后散热条件改善，这种情况下散热策略；插入Dock后，有了电源和Dock本身散热的支持，这时候细化的散热策略。更好的风扇控制意味着更低的噪音和提供当期情况更好的性能：

　　那么BIOS在两种风扇控制策略中扮演什么角色呢？BIOS对于DPTF来说当然是信息提供者，对于EC/ME的风扇控制来说，BIOS只是它们控制模式的配置者，因为他们没有显示界面的能力。本质上是个二传手，把用户设置的内容告诉EC或者ME罢了。当然BIOS可以设置几个温度阈值来处理紧急温度事件，详见：

　　从图中我们可以看到PCH和BMC都可以控制风扇的转速。带外风扇控制出现的早，对workload后知后觉，但不会受到CPU死机的影响。DPTF在继承了已有一些温度控制ACPI表的基础上，扩展了新表，来让操作系统做主控制风扇，以和workload同步。但是操作系统死机，DPTF的大部分功能就失效了，这时带外风扇控制依然发挥作用来降温。在两者都失效的时候，THERMTRIP#最后的熔断机制可以保证CPU在极限情况下不会被烧毁。