剖析CPU风扇的监控
硬件周刊
一般人可能会这样认为，CPU风扇监控的原理就是监视风扇的转速，当风扇停转时发出报警。实现起来也比较容易，用一个带有特定电路的三线、三插针风扇，在主板上或芯片组内设计一个数字式计数装置，最后通过软件完成计数和在屏幕上显示。事实上果真如此简单吗？
问题1：不知道大家注意到没有，当你把CPU风扇监控功能打开之后，屏幕上显示风扇的转速是4000转/分，你一定会认为风扇工作正常，但假如风扇此时出现故障，转速正在降低的话，屏幕上显示的却依然为4000转/分。这是什么原因呢？
问题2：也许你还有这样的经历，原来的主板虽然带有风扇监控功能，但所配的是一个两插针的普通风扇，升级电脑时，换了一个新的三插针风扇，安装在主板上之后，却发现监控装置显示其提速缓慢，无论怎么换，结果还是一样。这又是怎么回事呢？
我们先来了解CPU风扇监控功能的原理。大家知道，当要监控风扇的旋转时，首先需要将旋转的每一周转换成为一个电子脉冲信号，然后经过放大、整形后将其转换成一个个脉冲信号串，这部分工作用带有霍尔电路的三线风扇即可办到。接下来再用电子计数器，将每一个脉冲信号逐一计数，最后经软件处理传给显卡和显示器，显示具体的转速。因为目前各种风扇的转速还没有超过10000转/分，所以只要使用四位的计数器电路，指示范围从0~9999转，就可基本满足对目前市场上各类风扇的监控要求。
不过一般风扇所标明的转速，是以该风扇每一分钟内所能够稳定达到的转速作为标准的。因此为了准确、稳定地显示风扇的转速，电子计数器应该做到：在规定的一分钟时间内开启计数，而超过了这一分钟计数时间后，计数器将关闭，并开始通过显示电路显示具体的计数数值。在这一时间段内，被监控的风扇转速无论发生任何变化，都将无法被计数电路所获得。只有等显示电路显示时间后并重新进入计数状态时，才能够重新开始进行新的计数过程。也就是风扇转速的显示数值，明显滞后于风扇转速的变化，专业一点地说，就是采样时间或频率影响显示的即时性问题。
上文第二个问题与显示时间的长短有直接的关系。显示时间的长短与两个因素有关：一个是屏幕显示数值的稳定性，另一个是风扇转速监控的准确、及时性。例如我们把计数时间设定为一分钟，而显示时间也同样设定为一分钟。风扇当时的实际转速是2000转/分的话，那么显示的转速值也应该是2000转/分。但是，当计数器停止计数，转入显示的这一段时间之内，如果风扇转速发生了变化，比如转速提高到了2200转/分，由于此时的计数器正在处于封闭计数的显示阶段，所以它的显示值依然是2000转/分，只能等待显示时间结束后重新进入计数状态，且计数时间满一分钟之后，才能完成对于转速变化的计数过程，并在下一个显示周期内响应2200转/分的显示。换句话说，就是显示时间过长，不能即时监控显示。因此，当你在这种主板上，换一个新风扇之后，由于风扇从启动到稳定运转需要一个过程，在这一时间段内风扇转速并不稳定，一般的情况下转速较低，但是经过一段时间后，会逐渐加速到标准转速，而此时计数器已完成了不稳定转速的记录，并进入了显示时间段，给人的直觉就是风扇的提速较慢，但是，只要耐心地等待一段时间，它便会显示出风扇的正确转速值。
那么，为了尽量提高转速显示的即时性，是不是把显示的时间设定得越短越好呢？非也。如果我们把显示时间调整得过短的话，由于计数的时间较长而显示的时间过短，显示的数值将无法稳定下来，甚至会出现数值显示不全的现象，因此一般情况下显示时间大约在25秒左右。
既然这种风扇监控电路存在着上述缺点，我们如何才能够克服它呢？我们知道，影响显示即时性的主要因素是计数器的计时时间较长造成的，因此降低计数时间是唯一的解决方法。如果我们将某一标准转速为4000转/分风扇的转速值除以60，得到的结果大约是66.6转左右，它是该风扇在1秒钟时间的转速，在主板上或芯片组内另外设计一个计数器，显示时再将结果乘以60，即是该风扇的真实转速。如此一来就可以很好地解决显示即时性的问题。当然，这样做会提高主板的生产成本。