PECI接口详解

1、PECI接口PECI是用于监测CPU及芯片组温度的一线总线(one-wirebus)，全称是PlatformEnvironmentControlInterface它最主要的应用是监测CPU温度，最新版本的PECI接口还包括一些其他的功能。1IntelProcessor的温控机制在CPU中，通常每个CPU核心都有一个数字温度传感器。在PC平台下，处理器可以通过MSR(Modespecificregisters)获得处理器自身的温度、调节风扇转速度，从而实现温度控制。在服务器平台下，温度控制通常是由BMC来做的，业务CPU本身没有办法控制机框的风扇转速度。BMC直接或间接通过PECI总线获取到CP

2、U核心温度，再根据所有温度值调整风扇转速。MSR方式读取CPU温度读取到的是即时温度，PECI方式读取到的是256ms时间窗内的平均温度。MSR方式是需要CPU处理C0状态才能读取。PECI方式在C0C6均可以使用。图表1PECI接中的连接方式IntelPentiumM开始在处理器中引入DTS(数字温度传感器)。温度传感器通常是每个CPU核心一个。图表2Intel温控组件1.1 TM1为了保护CPU不会在过热时被烧坏，从Pentium4开始，处理器中又加入了一个温度监示器ThermalMonitor1,简称TM1。TM1会监示数字温度传感器的读数，当读数高于阈值.拟时，TM1会调节处理器时钟的

3、占空比，以降低功耗，降低温度。这里所谓的调节时钟占空比与传统意义上的时钟占空比不同，这里调节的是时钟信号的开闭时间比例，比如说，它会在某一段时间内，37.5%的时间打开CPU时钟，让CPU工作，另62.5%的时间关闭CPU时钟，让CPU停止工作以降低功耗和温度。37.5%62.5%Figure1TM1调整CPU时钟占空比1.2 TM2TM2是PentiumM时引入的，它提供了另一种降低CPU温度的办法。在CPU某个核心的温度超过Tjmax时，它会尝试降低时钟频率和供电电压来降低功耗和温度。TM1和TM2是两个单独的机制制，或以分别启用和禁用。InteI推荐两个机制同时使用。它们的启用和禁用是通

4、过BIOS设置IA32_MISC_ENABLE这个模式寄存器的第3、13位来实现的。BIOS打开这两个机制后，OS和用户程序不可关闭。1.3 温度阈值max是我们所知的第一个阈值，当CPU上任意一个核心的温度达到这个阈值时，CPU会产生一个PROCHOT#信号（processorhot）。该信号可触发TM1和TM2。处理器时会通过调节时钟占空比、降低时钟频率和供电电压的方式来降低功耗和温度。产生PROCHOT#信号的同时，温度监示器还会产生一个中断给CPU，其中断向量号通过LAPIC和LVT来设置。模式寄存器IA32THERMINTERRUPT有两个位用于高温中断使能（温度超过T.时产生中断）

5、jmax和低温中断使能（温度回到低于Tjmax的范围时产生中断）。PROCHOT#通过CPU的一个引脚拉出，并且可以连接在外设上，由外设来发生这个信号。比如说一个系统中有另一个设备的温度超过阈值，它可以拉低使能这个信号，从而使CPU也一起降温，从而降低机箱内的温度，制造一个更好的散热环境。如果TM1和TM2启动后温度没能降低下来，并且继续升高到可能造成CPU物理损坏的温度时，核心会触发THERMTRIP#信号，并且关闭CPU电源。CPU硬件实现的温度控制机制是用于CPU自我保存的温控机制，当这些机制不足以降温时，CPU会断电，从而造成系统突然掉电，造成数据损失。因而一般要求BMC在要以一定的周

6、期读取CPU核心温度，根据温度调整风扇转速，并且当温度超过T.-10时，让风扇jmax全速转动。2相关MSR2.1 IA32_THERM_INTERRUPTIA32_THERM_INTERRUPT寄存的地址为0x19B。BIOS通过IA32_THERM_INTERRUPT模式寄存器使能温度相关的中断，其各字段定义如下：表格1IA32THERMINTERRUPT0x19B位描述0Hightemperatureinterruptenable1Lowtemperatureinterruptenable2PROCHOT#interruptenable3FORCEPR#interruptenable4C

7、riticalTemperatureinterruptenable7:5reserved14:8Threshold1value15Threshold1intenable22:16Threshold2value23Threshold2intenable63:24reserved在一个实际系统读到的该寄存器的值为:sudomodprobemsrsudordmsr-p00x19B32.2 IA32_TEMPERATURE_TARGETIA32_TEMPERATURE_TARGET模式寄存器的地址为0x1A2。该模式寄存器是只读的。表格2IA32TEMPERATURETARGET模式寄存器位描述23:

8、16温度目标，单为是摄氏度，当达到这个温度时触发TM1和TM2，产生PROCHOT#信号。在一个实际系统读到的该寄存器的值为：sudomodprobemsrsudordmsr-p00x1A20x5B080x5B=91摄氏度嵌入汇编方式读取MSR：asmvolatile("movl$0x1A2,%ecxntrdmsrnt”)3PECI接口BMC获取CPU核心温度有两种途径：（1）通过PECI总线直接从CPU上获取温度数据，（2）通过IPMI协议从南桥上的ME上获取CPU核心温度。在途径（2）的情况下，ME需要通过PECI接口从CPU上获取温度。由于PECI的一线总线是intel的私有总

9、线协议，很多BMC厂商并没有办法集成支持PECI接口协议的硬件，因而途径（2）是获取CPU核心温度的主流途径。3.1PECI规范PECI采用的是主从结构，系统中最多支持4个从节点+1个主节点共五个节点。五个节点看似有点少，然而普通的服务器中4路系统已然是性能比较强的系统了。华为的RH5885服务器支持8路共160逻辑核心，但是以两个机框各有一个BMC的方式提供的。PECI的四个从机地址从0x30开始编址，最大地址为0x33。PECI”PEcrWoodcrestFutireMuitKore阿叫穀“mFigure2PECI架构PECI规范到现在有三个主要版本：1.1、2.0和3.0。PECI1.1

10、支持最简单的温度监示，PECI2.0则支持更多的如读取MSR等特性，PECI3.0进一步支持PCIe总线配置空间的读取。表格3PECI1.1和2.0比较版本1.12.0特性温度监示Ping()GetTemp()GetDib()温度监示Ping()GetTemp()GetDib()访问CPU内存BISTMemorythrottling相关下图是PECI3.0支持的命令列表:表格4PECI3.0支持的命令列表PECI3.0CommandNameSupportedPing-Legac/YesCheckforpresenceolPECI-enabledclientinsockel軒盯ipfjiLe勺s

11、tGyYbshighCPUdi?lempdi*'旦！urpGetD1fLegacyYesGetintoonPECIrevision&.numbero1domainsRd1|YesReadaccess2certain(hd1曰IICore在UncoreM-SRsWrlAMSR()NONotsupportedanSandyBridge-ERprocessorsRdPCIConfigLocal()¥*£ReadCSRsinCPUpackageWrPClCongLbcalOYesWrit*GSRsinGPUpackageRdPCiConfig)YesReadCSRs

12、iindownstrejamPCIdeviceeWrPGICftnligOYetWriteCSRsindownilrearnPCIdevicesFtdFkgCanfigt|ra.ReadCPUpackagepower/IhermalmanagemenildalaWrPkgConfig()YesWriteCPUpackagep-owlherrnalmana-gementda：la这些命令中Ping(),GetTemp(和GetDIB()是最基本的命令。在系统启动时，PECI主控器通过Ping()命令对0x300x33四个地址进行试探，如果有响应返回则表明相应地址的从节点在位。这四个地址是通CPU

13、的管脚绑定由电路设计人员设置的。知道哪些从节点在位以后,还需要知道各个从节点都支持哪些命令集，这时需要GetDIB()命令，DIB是DeviceInformationBytes的简写。该命令的响应是几个字节的数据，主要包括DeviceInfo和RevisionNumber两个字段：u123-qClientftddr-essMritcLanihQE1RflddL£ng4iOxUftCmdCodaFCS5479ByteDcfinihjaHDeviceInfoiJevlsnNumtKfReservedRflMrvedReservedIQn1ZRasarvcdH««arw

14、*£民口"r¥«dresFigure3GetDIB命令DeviceInfo字段的含义如下：Figure4DeviceInfo字段RevisionNumber字段包含MajorNumber和MinorNumber，MinorNumber不同，其支持的命令集也不同。具体如下：MinorRevis-ionFieldDescriptiarisRevIdkmField,MinorRevlviieriBht3=&SupiportedFeature0QPin射h口皿戾1GceeeidpODxlPlnioKJ,GEdDI：B<lrGeltcmpf),RdA

15、kgCnrUllaO.WrR<gCartflafPin®:bZDIBaFMPkgS刚口口网小RdA«5R)Dx3PlngHLGcdl：B<|rGcltcmpf),RdPkgOirtflgtWrFfcgCanTlg(jrRdPCIcanliqLDCilO,WrFCEEnnllgLDMi.：)"臥Pin酬：bGMDIBO.GeueniX),RdPhflCoMHK).曲肿£啦人ndCkotMiLIO.沖r血：I!|:屮网3二即，TCI価g灯Dk5PlniLGc£l：B|rGcltcmpf),RdPkgCartf1gQrWri=fcg匚口血

16、也RjdracOffflBLwdiQ,WrPCIn>nngL«cal(),FUFCJCOnflyC,WrPClCcnf|gjPi巾啊hGMDIBa侥血册HhRdPkaCoMHjC),叫5网小RdCAMSRf),PjdPCIcnrrfqLncalO,WrF匚EDntiLDCI*：),FkPCIQirtfigg,WrPaCcnTIgf|,WrtAMSBgDeviceRevisionNumberByte?irEMajorRevision#MinorRevision#Figure5RevisionNumber字段其他命令在文档PlatformEnvironmentControlInterface(PECI)3.0forIvyBridgeProcessOr中有详细讲解。PlHtformiEnvironiimentControlInterface(PECI)3.0forIvyBridgePr&ceMor厲诃PlJTmlmVCmridMinli-iBl3.2 PECIProxy现代服务器系统中，BMC通常不直接使用PECI接口，而是通过南桥上的ManagementEn