專利名稱：減少處理器耗用能源的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種減少計(jì)算機(jī)系統(tǒng)耗用能源的方法，特別涉及一種減少計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中處理器耗用能源的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來隨著集成電路(Integrated Circuit，IC)芯片之內(nèi)部線路的積集度(Integration)不斷地增高，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所包含的中央處理器(CentralProcessing Unit，CPU)、北橋芯片及繪圖芯片等集成電路(Integrated Circuit，IC)芯片的運(yùn)作速度也隨之向上攀升。如此一來，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的發(fā)熱功率不斷升高，為了預(yù)防計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的集成電路芯片過熱，使集成電路芯片產(chǎn)生暫時性甚至是永久性的失效，因此在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中提供足夠的散熱功能變得非常重要。以擁有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中主腦(Brain)美名的中央處理器為例，中央處理器在高速運(yùn)作之下，當(dāng)中央處理器本身的溫度超出其正常的工作溫度范圍時，中央處理器極有可能會發(fā)生運(yùn)算錯誤，或是暫時性地失效，這將導(dǎo)致計(jì)算機(jī)系統(tǒng)故障(Crash)。此外甚至極有可能損壞中央處理器芯片內(nèi)部的晶體管，因而導(dǎo)致中央處理器產(chǎn)生物理性地永久失效，而不得不更換中央處理器，才能恢復(fù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正常操作。
為了有效地降低集成電路芯片在運(yùn)作時產(chǎn)生大量熱能所造成的損害，除了在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主機(jī)機(jī)殼內(nèi)部加裝散熱風(fēng)扇，用以提供熱對流形式的散熱作用以外，還可直接在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電源供應(yīng)器、中央處理器及繪圖處理單元(Graphics Processing Unit，GPU)，甚至是芯片組等溫度容易升高的集成電路芯片上加裝散熱器(Heat Sink)等裝置，直接接觸集成電路芯片的表面，用以提供較大的散熱面積，藉以迅速移除集成電路芯片在高速運(yùn)作時所產(chǎn)生的熱能，因而降低集成電路芯片的本身溫度，如此將使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)作能夠更為順暢。
在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，集成電路芯片運(yùn)作時所產(chǎn)生的熱能，可說是計(jì)算機(jī)處理運(yùn)算時最大耗用能源的因子，其中又以中央處理器為最。中央處理器的規(guī)格通常可以用時鐘脈沖頻率(Clock Frequency)幾MHz來表示，這是表示中央處理器在1秒鐘進(jìn)行多少次基本動作，一般而言，時鐘脈沖頻率越高則是表示處理速度越快。此外，也有用32位及64位等數(shù)字來表示中央處理器的規(guī)格，這是指一次運(yùn)算所能處理的數(shù)據(jù)量大小。時鐘脈沖頻率越快，或是位數(shù)越大，并不一定就越好，應(yīng)該根據(jù)使用不同目的而選用不同規(guī)格的中央處理器。但就算是選用到適當(dāng)?shù)闹醒胩幚砥鳎谑褂脮r段內(nèi)，中央處理器被使用的比率亦有高峰與低峰的差異，但現(xiàn)有的技術(shù)僅能將處理器使用比率固定在某一定值。
在已知技術(shù)中有一種中央處理器節(jié)流功能(CPU Throttling Function)可實(shí)現(xiàn)降低耗能的目的，請參照圖1，圖1示出了已知技術(shù)的處理器使用率與溫度的關(guān)系示意圖，如圖1所示，在一般狀況下，中央處理器節(jié)流功能是處于禁能狀態(tài)，此時中央處理器的使用率設(shè)定為100％，當(dāng)系統(tǒng)溫度高過于某一個額定溫度時，將中央處理器節(jié)流功能致能，調(diào)低中央處理器的使用率，用以降低系統(tǒng)溫度，保護(hù)中央處理器不會因過熱而損壞。由于此節(jié)流功能只具有兩個階層，一為致能，一為禁能，并無法準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)降低耗能的目的。簡單而言，由于已知技術(shù)無法動態(tài)地變更中央處理器的工作周期(Duty Cycle)，無法符合實(shí)際使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的情況，因此無法精確地降低耗能。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種可符合實(shí)際使用狀況，減少處理器耗用能源的方法，藉由降低耗能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)延長筆記本型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在電池模式下的使用時間，降低桌上型計(jì)算機(jī)在閑置狀態(tài)下的溫度，進(jìn)而延長內(nèi)部集成電路芯片的使用壽命等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明是以將處理器的節(jié)流程度分為多個階層的狀況下為前提，首先，處理器開始運(yùn)作時，將此處理器的節(jié)流程度設(shè)定在這些階層中除了處理器使用率最大的階層外的任一階層。接下來，則是檢測在此階層下處理器的溫度。最后，再根據(jù)檢測到的處理器溫度對應(yīng)調(diào)整處理器的節(jié)流程度。其中，當(dāng)檢測到的處理器溫度介于某一個預(yù)定數(shù)值范圍時，就把處理器的節(jié)流程度固定在與此預(yù)定數(shù)值范圍相對應(yīng)的預(yù)定階層。
從另一個觀點(diǎn)來看，本發(fā)明也可以是首先當(dāng)處理器開始運(yùn)作時，將此處理器的節(jié)流程度設(shè)定在這些階層中除了處理器使用率最大的階層外的任一階層。接下來，檢測處理器的溫度以及處理器所處的系統(tǒng)環(huán)境的溫度(簡稱為系統(tǒng)溫度)。最后根據(jù)檢測到的處理器溫度與系統(tǒng)溫度之間的溫度差，對應(yīng)調(diào)整處理器的節(jié)流程度。其中，當(dāng)處理器溫度與系統(tǒng)溫度的溫度差介于某一個預(yù)定數(shù)值范圍時，就把處理器的節(jié)流程度固定在與此預(yù)定數(shù)值范圍相對應(yīng)的預(yù)定階層。
本發(fā)明依照所檢測的處理器溫度來調(diào)整節(jié)流程度，或者是依照所檢測的處理器溫度與處理器所處的環(huán)境溫度之間的溫度差變化來變更處理器的節(jié)流程度，以多選擇的節(jié)流程度來實(shí)現(xiàn)在不妨害實(shí)際使用狀況下，有效地減少處理器的非必要耗能。


圖1示出了已知技術(shù)的處理器使用率與溫度的關(guān)系示意圖。
圖2示出了依照本發(fā)明第一實(shí)施例的流程示意圖。
圖3示出了依照本發(fā)明第二實(shí)施例的流程示意圖。
圖4示出了在理想狀況下，處理器使用率與溫度的關(guān)系示意圖。
圖5示出了依照本發(fā)明一實(shí)施例的處理器使用率與溫度的關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖詳細(xì)說明如下。
請參照圖2，圖2示出了依照本發(fā)明第一實(shí)施例的流程示意圖。此實(shí)施例適用在將處理器的節(jié)流程度區(qū)分為多個階層的狀況下，首先，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開啟后，處理器開始進(jìn)行運(yùn)算處理之時，同時設(shè)定處理器的節(jié)流程度于最高階層(指處理器使用率最大的階層)以外的任一階層(如步驟S203、S206)。接下來，則檢測在此階層下，處理器運(yùn)作時的溫度(如步驟S209)。最后則是依照檢測所得的處理器溫度，對應(yīng)地調(diào)整處理器的節(jié)流程度(如步驟S212)。其中，在步驟S212之前，需先設(shè)定調(diào)整好處理器的節(jié)流程度所需的節(jié)流程度階層與處理器溫度間的對應(yīng)關(guān)系(圖中未示出)，而其調(diào)整方式為當(dāng)檢測所得的處理器的溫度介于某一個預(yù)定數(shù)值范圍時，就把處理器的節(jié)流程度固定在與此預(yù)定數(shù)值范圍相對應(yīng)的預(yù)定階層。
接著，請參照圖3，圖3示出了依照本發(fā)明第二實(shí)施例的流程示意圖。此實(shí)施例是用在將處理器的節(jié)流程度區(qū)分為多個階層的狀況下，首先，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開啟后，處理器開始進(jìn)行運(yùn)算處理之時，同時設(shè)定處理器的節(jié)流程度于最高階層(指處理器使用率最大的階層)以外的任一階層(如步驟S303、S306)。接下來，則檢測此時處理器運(yùn)作時的溫度(如步驟S309)。接著下來則是檢測此時處理器所處的系統(tǒng)環(huán)境中的溫度(如步驟S312)。最后，依照檢測所得的處理器溫度與系統(tǒng)溫度之間的溫度差，相對應(yīng)地調(diào)整處理器的節(jié)流程度(如步驟S315)。其中在步驟S315之前，需先設(shè)定調(diào)整好處理器的節(jié)流程度所需的節(jié)流程度階層與處理器溫度及系統(tǒng)溫度的溫度差間的對應(yīng)關(guān)系(圖中未示出)，而其調(diào)整方式可以為當(dāng)檢測所得的處理器溫度與系統(tǒng)溫度之間的溫度差介于某一個預(yù)定數(shù)值范圍時，就把處理器的節(jié)流程度固定在與此預(yù)定數(shù)值范圍相對應(yīng)的預(yù)定階層。
請參照圖4，圖4示出了在理想狀況下，處理器使用率與溫度的關(guān)系示意圖。由圖可知，在一特定的額定溫度內(nèi)，處理器使用率與溫度成正比關(guān)系。這是因?yàn)楫?dāng)處理器運(yùn)轉(zhuǎn)速度較快時，處理器本身的溫度會隨著升高，處理器的使用率也隨之增加，這是因?yàn)樘幚砥鞯墓ぷ鲿r鐘脈沖增高。但是一旦超過處理器的工作溫度，此工作溫度通常為處理器可維持正常操作的最高容許溫度，便將處理器的節(jié)流功能致能，藉此降低處理器使用率以保護(hù)處理器不會因過熱而損壞。但在實(shí)際應(yīng)用上，如要達(dá)到如此理想的關(guān)系其可能性極小。接著，請參照圖5，圖5示出了依照本發(fā)明的一實(shí)施例的處理器使用率與溫度的關(guān)系示意圖。在此實(shí)施例中，雖然是將處理器使用率以12.5％為間隔值，分成12.5％、25％、37.5％、50％、62.5％、75％、87.5％、100％等8個階層，但在實(shí)際應(yīng)用上并無須以此為限。
雖然本發(fā)明僅披露上述實(shí)施例，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可作若干的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍視后附的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種減少處理器耗用能源的方法，適用于將一處理器的節(jié)流程度區(qū)分為多個階層的狀況中，該減少處理器耗用能源的方法包括在該處理器開啟時即設(shè)定該處理器的節(jié)流程度在所述階層中除該處理器使用率最大的階層外的任一階層；檢測該處理器的溫度；以及根據(jù)檢測所得的該處理器的溫度以相對應(yīng)調(diào)整該處理器的節(jié)流程度。
2.如權(quán)利要求1所述的減少處理器耗用能源的方法，其中該處理器的節(jié)流程度的調(diào)整包括當(dāng)檢測所得的該處理器之溫度介于一預(yù)定數(shù)值范圍時，則設(shè)定該處理器的節(jié)流程度在與該預(yù)定數(shù)值范圍相對應(yīng)的一預(yù)定階層。
3.如權(quán)利要求1所述的減少處理器耗用能源的方法，其中該處理器的節(jié)流程度被分為八個階層。
4.如權(quán)利要求1所述的減少處理器耗用能源的方法，其中，在根據(jù)檢測所得的該處理器的溫度以相對應(yīng)調(diào)整該處理器的節(jié)流程度前，還包括設(shè)定調(diào)整該處理器的節(jié)流程度所需的節(jié)流程度階層與該處理器溫度間的對應(yīng)關(guān)系。
5.一種減少處理器耗用能源的方法，適用于將一處理器的節(jié)流程度區(qū)分為多個階層的狀況中，該減少處理器耗用能源的方法包括在該處理器開啟時即設(shè)定該處理器的節(jié)流程度在所述階層中除該處理器使用率最大的階層外的任一階層；檢測該處理器的溫度；檢測該處理器所處系統(tǒng)的溫度；以及根據(jù)該處理器溫度與該系統(tǒng)溫度間的差值，以相對應(yīng)調(diào)整該處理器的節(jié)流程度。
6.如權(quán)利要求5所述的減少處理器耗用能源的方法，其中該處理器的節(jié)流程度的調(diào)整包括當(dāng)該差值介于一預(yù)定數(shù)值范圍時，則設(shè)定該處理器的節(jié)流程度于與該預(yù)定數(shù)值范圍相對應(yīng)的一預(yù)定階層。
7.如權(quán)利要求5所述的減少處理器耗用能源的方法，其中該處理器的節(jié)流程度被分為八個階層。
8.如權(quán)利要求5所述的減少處理器耗用能源的方法，其中在根據(jù)該差值，以相對應(yīng)調(diào)整該處理器的節(jié)流程度前，還包括設(shè)定調(diào)整該處理器的節(jié)流程度所需的節(jié)流程度階層與該處理器溫度及該系統(tǒng)溫度的該差值間的對應(yīng)關(guān)系。
全文摘要
一種減少處理器耗用能源的方法，首先，當(dāng)處理器開始運(yùn)作時，將此處理器的節(jié)流程度設(shè)定在除了處理器使用率最大的階層外的任何一個階層。接下來，檢測在此階層下處理器的溫度，或者是檢測處理器溫度與處理器所在的環(huán)境溫度后，計(jì)算兩者之間的溫度差。最后，則是根據(jù)檢測到的處理器溫度或者是計(jì)算出的溫度差，對應(yīng)調(diào)整出處理器的節(jié)流程度。
文檔編號G06F1/32GK1591284SQ0315560
公開日2005年3月9日 申請日期2003年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月29日
發(fā)明者陳奕彰, 吳質(zhì)軒 申請人:緯創(chuàng)資通股份有限公司