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初めに
インテル® Pentium® 4 プロセッサーを搭載した全てのシステムにおいて、熱の管理が必要となります。ここでは、システムに関する一般的知識や、システム構築および運用時のポイント、熱の管理について記載しています。
下記の推奨事項に従うことで、信頼性の高いシステムを構築することが可能となり、熱問題による製品の不具合率を削減することができます ("ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサー" とは、システム・インテグレーターの方を対象としたプロセッサー製品を指します)。
ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサー搭載システムにおける熱管理は、システムのパフォーマンス (サーマルモニタ機能) と、ノイズレベル (可変速度ファン) の両方に影響をもたらします。
Pentium® 4 プロセッサーは、サーマルモニタ機能 (詳細は Pentium® 4 プロセッサーのデータシート  を参照) を使用して、規定以上の温度にならないようにプロセッサー自身を保護しています。
この機能は、プロセッサーに熱が加わる事で生じる、プロセッサーの動作信頼性の低下を防ぎ、シャーシ内部の温度 (および吸気口付近の温度) が通常より異常に熱くなったりしないように監視します。サーマルモニタ機能がアクティブな状態で、工場出荷時の設定温度を超えた場合、プロセッサーの電力消費を少なくして発熱を抑えます (熱仕様の詳細に関しては、表2 および Pentium® 4 プロセッサーのデータシート を参照)。
サーマルモニタ機能がアクティブな間、システムの動作は通常の動作状態より低くなる可能性があります。シャーシ内部や、プロセッサー、流入してくる空気の温度は、サーマルモニタ機能がアクティブな間、限界温度より十分に低く維持されています。適正な温度管理が施されたシステムの場合、サーマルモニタ機能はアクティブにするべきではありません。
ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサー搭載システムでは、通常の動作環境の場合、シャーシ内部の温度は 表1 や 図1 で示されたような低セットポイント状態以下であるようにしてください。
サーマルモニタ機能に加えて、ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサーのファン・ヒートシンクは高品質の可変速度ファンを使用しています。ファン・ヒートシンクの動作が可変する事により、シャーシ内部の温度を仕様のレベルまで下げる事ができます。
プロセッサーのファンは、シャーシ内部の温度が低い時には低回転数で動作しています。シャーシ内部の温度が低セットポイントを超えた段階から、高セットポイントに達するまでファンの回転速度が増加していきます。回転速度が増すにつれて、ファンの騒音も大きくなっていきます。システムはボックス・プロセッサー周囲に空気の流れが作られるような設計をし、シャーシ内部の温度が低セットポイントとなるようにしてください。これらのセットポイントについては、表1 や 図1 に記載があります。
表1： ボックス・プロセッサー・ファン・ヒートシンク・セットポイント
| ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサー (423 ピン・パッケージ) の場合： |
| シャーシ内部温度 (℃) |
ボックス・プロセッサー
ファン・ヒートシンク・セットポイント |
| X < = 361 |
低セットポイント： ファンは最低速度で回転します。通常の操作環境の推奨温度です。 |
| Y = 401 |
Pentium® 4 プロセッサー搭載システムでのシャーシ内部温度の推奨最高温度です。 |
| Z > = 451 以上 |
高セットポイント： ファンは最高速度で回転します。 |
| ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサー (478 ピン・パッケージ) の場合： |
| シャーシ内部温度 (℃) |
ボックス・プロセッサー
ファン・ヒートシンク・セットポイント |
| X < = 331 以下 |
低セットポイント： ファンは最低速度で回転します。通常の操作環境の推奨温度です。 |
| Y = 401 |
Pentium® 4 プロセッサー搭載システムでのシャーシ内部温度の推奨最高温度です。 |
| Z > = 431 以上 |
高セットポイント： ファンは最高速度で回転します。 |
動作周波数 3GHz 以上の、
ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサー (478 ピン・パッケージ) の場合： |
| シャーシ内部温度 (℃) |
ボックス・プロセッサー
ファン・ヒートシンク・セットポイント |
| X < = 321 以下 |
低セットポイント： ファンは最低速度で回転します。通常の操作環境の推奨温度です。 |
| Y = 381 |
Pentium® 4 プロセッサー搭載システムでのシャーシ内部温度の推奨最高温度です。 |
| Z > = 401 |
高セットポイント： ファンは最高速度で回転します。 |
|
1：セットポイントは 1℃ 前後の誤差があります。
図1： シャーシ内部の温度とノイズの影響
プロセッサーが動作限界温度を超えて動いていると、プロセッサーの寿命を縮め、動作が不安定になる可能性があります。
システム・インテグレーターの方は、システムの温度をプロセッサー動作温度の仕様範囲に収めるように設計しなくてはなりません。ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサーを使用して質の高いシステムを構築する際には、注意深く熱の管理について考慮し、実際のシステムと同じ環境で放熱試験を行うことを推奨します。
以下に、ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサーの熱管理に関する必要条件を記載していますので、ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサーを使用するシステム・インテグレーターの方は、以下に挙げられた各項目に関しても、細かく目を通しておいてください。
熱管理
適切な 「熱管理」 には 2 つの重要なポイントがあります。
- ヒートシンクがプロセッサーに適切に組みつけられているか。
- 効果的にシャーシ内部を空気が流れているか。
熱管理の最終的な目的としては、プロセッサーの最高動作温度を低く保つことです。
適切な熱管理には、プロセッサーで発生した熱量を、プロセッサーからシステム内部の空気へ移行させ、排気口から排出される事が重要です。
ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサーは、高品質な可変速度ファン・ヒートシンクを採用している為、システム内部の空気に効率よくプロセッサーを放熱する事ができます。システム・インテグレーターの方は、システム内部からシャーシ外へ空気を排出する気流の設計に注意しなければなりません。
ファンヒートシンクの組み付け
ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサーに同梱されているファン・ヒートシンクは、プロセッサーにしっかり固定する必要があります。
サーマル・インターフェイス・マテリアル (ヒートシンクの底に貼付されている、システムを一体化させるための部品) は、プロセッサーからファンヒートシンクへの効率的な熱の伝導を補助します。
ファンケーブルは、マザーボード上の電源コネクターと接続する事によって、ファンに電源を供給します。また、ファンがマザーボードに現在の回転数を送信する為にも使われます (ハードウェア・モニタリング機能を備えたマザーボードのみ)。
詳細に関しては、"ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサー (423ピン・パッケージ) 搭載システムの概要" または "ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサー(478ピン・パッケージ) 搭載システムの概要" を参照してください。
ファン・ヒートシンクのファンは、高品質のボールベアリング・ファンを使用している為、気流を上手く作り出す事ができます。
この気流は、プロセッサーの熱をヒートシンクからシステム内部の空気へと伝えています。しかし、シャーシ内部の空気からの熱の排出は、役割の半分でしかありません。十分なシステム内部の気流も放熱に必要です。
システムによる安定した空気の流れが無ければ、ファン・ヒートシンクは再度循環してきた暖かい空気を加熱させるだけで、十分にプロセッサーを冷やす事はできません。
ヒートシンクのサーマル・インターフェイス・マテリアルの交換
ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサー 478 ピン PGA パッケージのヒートシンクには、サーマル・インターフェイス・マテリアルと呼ばれる黒いシートがヒートシンク底面に貼付されています。
このサーマル・インターフェイス・マテリアルは、CPU 自身の発熱でヒートシンクと CPU を融着し、CPU からヒートシンクへの熱伝導効率を高めます。ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサー 423 ピン PGA パッケージには、ヒートシンクの底に塗布するために、専用注射器に入ったサーマル・グリスが同梱されています。
| ・ |
サーマル・インターフェイス・マテリアルのヒートシンクへの取り付け
インテルでは、ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサー 478 ピン PGA パッケージのファン・ヒートシンク底部分に取り付けられた、サーマル・インターフェイス・マテリアルを取ることは推奨していません。サーマル・インターフェイス・マテリアルを取ってしまうと、プロセッサーにダメージを与え、製品保証も受けられなくなります。
サーマル・インターフェ－ス・マテリアルは、CPU から発する熱で、ある程度融解しますので、少々の傷であれば傷自体を覆うことができます。また、サーマル・インターフェ－ス・マテリアルの損傷が大きい場合には、Pentium® 4 プロセッサーの放熱に適応した、高性能な市販のサーマル・グリスであれば使用する事が可能です。サーマル・グリスを使用する場合、プロセッサーにサーマル・グリスを満遍なく塗布し、その上にサーマル・インターフェ－ス・マテリアルを完全に除去したファン・ヒートシンクを載せてください。
|
| ・ |
Pentium® 4 プロセッサー 478 ピン PGA パッケージのサーマル・グリースについて
478 ピン PGA パッケージの Pentium® 4 プロセッサーは、サーマル・グリスを適切に利用しなかった場合、プロセッサーにダメージを与え、製品保証も受けられなくなります。
サーマル・グリスを再び塗布しなければならない場合、新しいサーマル・グリースが必要になります。サーマル・グリスは Pentium® 4 プロセッサーの放熱に適応した、高性能な市販のサーマル・グリスを代用する事が可能です。市販のサーマル・グリースを使用する場合には、プロセッサーに市販のサーマル・グリスを満遍なく塗布した上に、ファン・ヒートシンクを載せてください。 |
推薦されるシャーシ
インテルでは、システムインテグレーターの方に ATX 規格 (2.01 以降) 対応のシャーシを推奨しています。
システム・インテグレーターの方が、MicroATX 規格のマザーボードを選択する場合、MicroATX (1.0 以降) 準拠の製品を選択してください。
| 特記： |
システム・インテグレーターの方は、ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサー 478ピン・パッケージ向けに設計された ATX 規格のシャーシを使用してください。
ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサー 478ピン・パッケージ対応シャーシの詳細な情報に関しましては "ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサー (478ピン・パッケージ) 搭載システムの概要" を参照してください。
478ピン・パッケージ Pentium® 4 プロセッサー用に設計されたシャーシに関しましては、Pentium® 4 プロセッサーの機械的/電気的対応に加えて、適切な熱管理も行うように設計されています。 |
インテル® Pentium® 4 プロセッサーの熱特性
Pentium® 4 プロセッサーのデータシート (表2 を参照) は、様々な動作周波数で動作しているプロセッサー各々の電力消費量をリストアップしています。
Pentium® 4 プロセッサーは高い周波数で動作しているため、低動作周波数のプロセッサーに比べて多くの電力を消費します。システム構築の際、Pentium® 4 プロセッサーは数多くの動作周波数が存在する為、消費電力の検証に関しては、サポート内の動作周波数の高いもので行うようにしてください。
システム・インテグレーターの方は、プロセッサーの (ヒートシンクなどを含む) 放熱部部品の温度を、熱電対を利用する事によって測定する事ができます (詳細に関しては、"ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサー (423ピン・パッケージ) 搭載システムの概要" または "ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサー (478ピン・パッケージ) 搭載システムの概要" を参照してください)。
ファン・ヒートシンクの吸気口の温度測定は、システムの熱管理を決定する際に重要な情報となります。
ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサーの場合、ファン・ハブの中央部分の上方 0.3 インチほどの場所が熱の測定ポイントとして適しています。
この試験結果は、ボックス インテル® Pentium® 4 プロセッサーのシステムが、十分に熱管理ができる状態になっているかを確認する事ができます。
インテル® Pentium® 4 プロセッサー 2.80 GHz および、それ以下の動作周波数に基づいたシステムは、外気温が高い状態であったとしても (ここでは 35℃ を想定しています) ファン・ヒートシンクの温度は 40℃ を保つようにしてください。
インテル® Pentium® 4 プロセッサー 3 GHz および、それ以上の動作周波数に基づいたシステムは、外気温が高い状態であったとしても (ここでは 35℃ を想定しています) ファン・ヒートシンクの温度は 38℃ を保つようにしてください。
表2： ボックス インテル® Pentium 4 プロセッサーの熱特性
プロセッサー
コア動作
周波数 (GHz) |
プロセッサー
形状 |
プロセッサー
最高動作温度
(Tcase) |
プロセッサーファン
吸気温度
(Tambient) |
最大
消費
電力
(W) |
注記 |
| 3.40E |
478ピン FC-PGA2 |
73.2 |
38 |
103 |
4 |
| 3.40 |
478ピン FC-PGA2 |
70 |
38 |
82 |
4、8、13、14 |
| 3.20E |
478ピン FC-PGA2 |
72.2 |
38 |
103 |
4 |
| 3.20 |
478ピン FC-PGA2 |
70 |
38 |
82.0 |
4、8、13、14 |
| 3.06 |
478ピン FC-PGA2 |
69 |
38 |
81.8 |
4、8、12、13 |
| 3E |
478ピン FC-PGA2 |
69.1 |
38 |
89 |
4 |
| 3 |
478ピン FC-PGA2 |
70 |
38 |
81.8 |
4、8、13、14 |
| 2.80 |
478ピン FC-PGA2 |
75 |
40 |
68.4 |
4、8、11 |
| 2.80A |
478ピン FC-PGA2 |
69.1 |
38 |
89 |
4 |
| 2.80C |
478ピン FC-PGA2 |
75 |
40 |
69.7 |
4、8、15 |
| 2.80E |
478ピン FC-PGA2 |
69.1 |
38 |
89 |
4 |
| 2.66 |
478ピン FC-PGA2 |
74 |
40 |
66.1 |
4、8、11 |
| 2.60 |
478ピン FC-PGA2 |
72 |
40 |
62.6 |
4、8、11 |
| 2.60C |
478ピン FC-PGA2 |
75 |
40 |
69.0 |
4、8、15 |
| 2.53 |
478ピン FC-PGA2 |
71 |
40 |
59.3 |
4、8、9 |
| 2.53 |
478ピン FC-PGA2 |
72 |
40 |
61.5 |
4、8、11 |
| 2.50 |
478ピン FC-PGA2 |
72 |
40 |
61.0 |
4、8、11 |
| 2.40 |
478ピン FC-PGA2 |
70 |
40 |
57.8 |
4、8、9 |
| 2.40A |
478ピン FC-PGA2 |
69.1 |
38 |
89 |
4 |
| 2.40B |
478ピン FC-PGA2 |
71 |
40 |
59.8 |
4、8、11 |
| 2.40C |
478ピン FC-PGA2 |
74 |
40 |
66.2 |
4、8、15 |
| 2.26 |
478ピン FC-PGA2 |
70 |
40 |
56.0 |
4、8、9 |
| 2.20 |
478ピン FC-PGA2 |
69 |
40 |
55.18 |
4、8、9 |
| 2 |
423ピン OOI |
74 |
40 |
71.8 |
1、3、7 |
| 2 |
478ピン FC-PGA2 |
76 |
40 |
75.3 |
2、4、7 |
| 2A |
478ピン FC-PGA2 |
68 |
40 |
52.4 |
4、8、9 |
| 1.90 |
423ピン OOI |
73 |
40 |
69.2 |
1、3、7 |
| 1.90 |
478ピン FC-PGA2 |
75 |
40 |
72.8 |
2、4、7 |
| 1.80A |
478ピン FC-PGA2 |
67 |
40 |
49.6 |
4、8、9、10 |
| 1.80 |
423ピン OOI |
78 |
40 |
66.7 |
1、3、6 |
| 1.80 |
423ピン OOI |
78 |
40 |
66.7 |
1、3、7 |
| 1.80 |
478ピン FC-PGA2 |
77 |
40 |
66.1 |
2、4、6 |
| 1.80 |
478ピン FC-PGA2 |
77 |
40 |
66.1 |
2、4、7 |
| 1.70 |
423ピン OOI |
76 |
40 |
64.0 |
1、3、6 |
| 1.70 |
423ピン OOI |
76 |
40 |
64.0 |
1、3、7 |
| 1.70 |
478ピン FC-PGA2 |
76 |
40 |
63.5 |
2、4、6 |
| 1.70 |
478ピン FC-PGA2 |
76 |
40 |
63.5 |
2、4、7 |
| 1.70 |
478ピン FC-PGA2 |
73 |
40 |
67.7 |
2、4、7、10 |
| 1.60A |
478ピン FC-PGA2 |
66 |
40 |
46.8 |
4、8、9、10 |
| 1.60 |
423ピン OOI |
75 |
40 |
61.0 |
1、3、6 |
| 1.60 |
423ピン OOI |
75 |
40 |
61.0 |
1、3、7 |
| 1.60 |
478ピン FC-PGA2 |
75 |
40 |
60.8 |
2、4、6 |
| 1.60 |
478ピン FC-PGA2 |
75 |
40 |
60.8 |
2、4、7 |
| 1.50 |
423ピン OOI |
72 |
40 |
54.7 |
1、3、5 |
| 1.50 |
423ピン OOI |
73 |
40 |
57.8 |
1、3、6 |
| 1.50 |
423ピン OOI |
73 |
40 |
57.8 |
1、3、7 |
| 1.50 |
478ピン FC-PGA2 |
73 |
40 |
57.9 |
2、4、6 |
| 1.50 |
478ピン FC-PGA2 |
73 |
40 |
57.9 |
2、4、7 |
| 1.50 |
478ピン FC-PGA2 |
71 |
40 |
62.9 |
2、4、7、10 |
| 1.40 |
423ピン OOI |
70 |
40 |
51.8 |
1、3、5 |
| 1.40 |
423ピン OOI |
72 |
40 |
54.7 |
1、3、6 |
| 1.40 |
478ピン FC-PGA2 |
72 |
40 |
55.3 |
2、4、6 |
| 1.40 |
478ピン FC-PGA2 |
72 |
40 |
55.3 |
2、4、7 |
| 1.30 |
423ピン OOI |
69 |
40 |
48.9 |
1、3、5 |
| 1.30 |
423ピン OOI |
70 |
40 |
51.6 |
1、3、6 |
|
| 注記： |
| 1. |
423 ピン・パッケージ インテル® Pentium® 4 プロセッサーのデータシートからの抜粋です。 |
| 2. |
478 ピン・パッケージ インテル® Pentium® 4 プロセッサーのデータシートからの抜粋です。 |
| 3. |
423 ピンの OLGA on Interposer (OOI) パッケージです。 |
| 4. |
478 ピンの FC-PGA2 パッケージです。 |
| 5. |
B2 ステッピング (1.70V) のプロセッサーにおける仕様です。 |
| 6. |
C1 ステッピング (1.75V) のプロセッサーにおける仕様です。 |
| 7. |
D0 ステッピング (1.75V) のプロセッサーにおける仕様です。 |
| 8. |
0.13 ミクロン製造プロセスで 512KB L2キャッシュを備えた インテル® Pentium® 4 プロセッサーのデータシートからの抜粋です。 |
| 9. |
B0 ステッピング (1.50V) のプロセッサーにおける仕様です。 |
| 10. |
この周波数のいくつかのプロセッサーは、データシート中の仕様と異なる場合があります。
これら仕様の違いは、sSpec により識別可能です。インテル® Pentium® 4 プロセッサー スペック・アップデート 、および 詳細な仕様や、これら異なる仕様に関連する特定の sSpec 別の仕様を簡単に閲覧することが可能な プロセッサー・スペック・ファインダ・ツール を参照してください。 |
| 11. |
C1 ステッピング (1.525V) のプロセッサーにおける仕様です。 |
| 12. |
C1 ステッピング (1.550V) のプロセッサーにおける仕様です。 |
| 13. |
この周波数のいくつかのプロセッサーは、異なる VID を持っています。
これら仕様は、この動作周波数用の最も高い VID に基づきます。
詳細に関しましては、インテル® Pentium® 4 プロセッサー データシート を参照してください。 |
| 14. |
D1 ステッピング (1.550V) のプロセッサーにおける仕様です。 |
| 15. |
D1 ステッピング (1.525V) のプロセッサーにおける仕様です。 |
†
ハイパースレッディング・テクノロジーを利用するには、ハイパースレッディング・テクノロジーに対応したインテル® Pentium® 4 プロセッサーを搭載したコンピューター・システム、および同技術に対応したチップセットと BIOS、OS が必要です。性能は、使用するハードウェアやソフトウェアによって異なります。HT テクノロジーに対応したプロセッサーの情報等、詳細は、http://www.intel.co.jp/jp/products/ht/hyperthreading_more.htm を参照してください。
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