專(zhuān)利名稱(chēng)：用于自適應(yīng)功率消耗的方法和裝置的制作方法
用于自適應(yīng)功率消耗的方法和裝置技術(shù)領(lǐng)域lj本發(fā)明一般涉及功率管理，更具體地，涉及通過(guò)動(dòng)態(tài)適配處理器的時(shí)鐘速度來(lái)減小便攜設(shè)備的功率消耗以提高電池壽命的方法和裝置。
背景技術(shù)：
2便攜式電子設(shè)備倚靠電池來(lái)提供設(shè)備運(yùn)行所必需的功率。使用便攜 設(shè)備的消費(fèi)者希望能在必須對(duì)電池充電之間的期間更長(zhǎng)時(shí)間地使用這些 設(shè)備。因此，不斷努力提高電池性能和以更節(jié)能的方式進(jìn)行運(yùn)行，盡管 這些設(shè)備執(zhí)行的用途變得更復(fù)雜，并且在某些情況下需要更多的功率。 [3中央處理器(CPU)—般是便攜式計(jì)算設(shè)備的最大功率消耗者。但是， 對(duì)于執(zhí)行的各種應(yīng)用，CPU的功率消耗一般不能被改變。因此，對(duì)于這 些設(shè)備的微處理器的功率消耗，存在適合于所有途徑的一種尺寸，盡管 某些用途僅需要一部分CPU功率。例如當(dāng)在具有數(shù)字視頻盤(pán)(DVD)播放 器的便攜式計(jì)算機(jī)上看電影時(shí)，CPU的運(yùn)行時(shí)鐘速度中僅有最高約20% 的時(shí)鐘速度是必需的。盡管有一些嘗試來(lái)減小微處理器的功率消耗，但 是，沒(méi)有一種可以基于預(yù)定的應(yīng)用需求來(lái)調(diào)節(jié)功率消耗。此外，當(dāng)操作 系統(tǒng)置于空閑狀態(tài)時(shí)，CPU時(shí)鐘頻率不變。所以，CPU的功率消耗保持 不必要地高。[4]結(jié)果，需要解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，以提供用于減小微處理器如CPU 的功率消耗，其中CPU消耗的功率基于所執(zhí)行的用途。發(fā)明內(nèi)容5j —般來(lái)說(shuō)，通過(guò)提供一種用于減小微處理器的功率消耗地方法和裝 置滿(mǎn)足了這些需要。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以用多種方式實(shí)施，包括作為 一種方法， 一種系統(tǒng)或一種設(shè)備。以下描述本發(fā)明的若干創(chuàng)造性實(shí)施方 案。[6] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種基于應(yīng)用要求適配微處理器功率 消耗的方法。該方法基于當(dāng)前的處理操作開(kāi)始確定應(yīng)用需求。然后，確 定該應(yīng)用需求相關(guān)的時(shí)間間隔。然后，確定該應(yīng)用需求的非必要功率消 耗功能。然后，對(duì)于該時(shí)間間隔減小非必要功率消耗的時(shí)鐘頻率。在一 個(gè)實(shí)施方案中，到非必要功率消耗功能的功率被停止。在另一個(gè)實(shí)施方 案中，對(duì)于該時(shí)間間隔的至少一部分，調(diào)節(jié)微處理器的時(shí)鐘頻率。 [7j在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供用于適配微處理器處理功率的方法。 該方法開(kāi)始時(shí)追蹤一時(shí)間間隔的負(fù)載水平。然后，監(jiān)視該時(shí)間間隔期間 的空閑時(shí)間。然后，確定足以提供用于所述負(fù)載水平的功率的微處理器 最大處理功率的百分比。然后，將微處理器的處理功率調(diào)節(jié)到所確定的 百分比。在一個(gè)實(shí)施方案中，追蹤多個(gè)負(fù)載水平。在另一個(gè)實(shí)施方案中，該多個(gè)負(fù)載水平被與運(yùn)動(dòng)圖像專(zhuān)家組(MPEG)標(biāo)準(zhǔn)的幀(frame)相關(guān)聯(lián)。 [8在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供用于適配計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功率消耗的程序 接口。該程序接口包括調(diào)節(jié)微處理器時(shí)鐘頻率的接口。該接口能夠根據(jù) 所確定的處理負(fù)載水平調(diào)節(jié)時(shí)鐘頻率，其中，時(shí)鐘頻率的調(diào)節(jié)被定義為 隨時(shí)間而變化的函數(shù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，該程序接口包括調(diào)節(jié)微處理 器電壓的接口。在該實(shí)施方案中，該接口能夠根據(jù)所確定的負(fù)載水平調(diào) 節(jié)電壓，其中電壓的調(diào)節(jié)被定義為隨時(shí)間而變化。[9]在本發(fā)明的仍然另一個(gè)方面，提供了用于適配計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功率消耗 的處理器指令。該處理器指令包括計(jì)算機(jī)代碼，該代碼配置用于引發(fā)微 處理器時(shí)鐘頻率的調(diào)節(jié)。該計(jì)算機(jī)代碼能夠根據(jù)所確定的處理負(fù)載水平 調(diào)節(jié)時(shí)鐘頻率，其中時(shí)鐘頻率的調(diào)節(jié)被定義為隨時(shí)間而變化。在一個(gè)實(shí) 施方案中，處理器指令包括計(jì)算機(jī)代碼，該代碼配置用于引發(fā)微處理器 電壓的調(diào)節(jié)。在該實(shí)施方案中，計(jì)算機(jī)代碼能夠根據(jù)所確定的處理負(fù)載 水平調(diào)節(jié)電壓，其中電壓的調(diào)節(jié)被定義為隨時(shí)間而變化。 [10]在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了處理器裝置。該處理器裝置包括指 令解碼器，其配置用于識(shí)別向控制寄存器寫(xiě)值的指令。該控制寄存器影
響用來(lái)鐘控處理器裝置的時(shí)鐘頻率。在一個(gè)實(shí)施方案中，處理器裝置包 括指令解碼器，其配置用來(lái)識(shí)別向控制寄存器寫(xiě)值的指令。在該實(shí)施方 案中，控制寄存器影響用來(lái)為處理器裝置提供功率的電壓源。 [11由利用實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明原理的以下詳細(xì)描述，結(jié)合附圖，本發(fā) 明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。


圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的顯示運(yùn)動(dòng)圖像專(zhuān)家組(MPEG)標(biāo)準(zhǔn)的不同幀的表，其中在每個(gè)幀之間的時(shí)間間隔與微處理器接納的頻 率相關(guān)聯(lián)。圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案，基于應(yīng)用要求適配微處理器功率消耗的運(yùn)行方法的流程圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，對(duì)于負(fù)載水平調(diào)節(jié)微處理器處 理功率的運(yùn)行方法流程圖。
具體實(shí)施方式
[19]描述了基于應(yīng)用要求適配微處理器功率消耗的裝置和方法的發(fā)明。 但是，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，可以實(shí)施本發(fā)明而不需要這 些具體細(xì)節(jié)的一些或全部。在其它情況下，為了不會(huì)不必要地使本發(fā)明
不清楚，沒(méi)有詳細(xì)描述公知的過(guò)程操作。 [20j本發(fā)明的實(shí)施方案提供一種方法和裝置，其通過(guò)基于應(yīng)用需求預(yù)測(cè) 負(fù)載水平來(lái)使微處理器的功率消耗最小化。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)應(yīng) 用水平獲取的預(yù)測(cè)知識(shí)，這基于當(dāng)前執(zhí)行的過(guò)程操作，確定即將到來(lái)的 時(shí)間周期必需的負(fù)載水平，應(yīng)當(dāng)理解，該應(yīng)用使用修改時(shí)鐘速度或供給 微處理器的電壓所產(chǎn)生的預(yù)測(cè)知識(shí)，而不是基于過(guò)去性能的調(diào)整。在一 個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)在微處理器與應(yīng)用水平之間的反饋回路，能夠進(jìn)行 本文所述的前瞻性方法。預(yù)測(cè)知識(shí)可以用來(lái)啟動(dòng)所選擇的功能或微處理器內(nèi)的域(domain)，使它們的時(shí)鐘頻率設(shè)定為零。另外，基于一時(shí)間間 隔上所需的負(fù)載，通過(guò)設(shè)定時(shí)鐘頻率和/或電壓，可以調(diào)高或調(diào)低微處理 器速度。21]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，基于應(yīng)用需求具有啟動(dòng)調(diào)節(jié)功 率消耗的微處理器的系統(tǒng)的高級(jí)示意圖。裝置100包括中央處理器 (CPU)102、存儲(chǔ)器110和圖形處理器(GPU)106，其各自與支持芯片組108 (例如Northbridge和Southbridge芯片)相聯(lián)系。正如所公知的，芯片 組108控制與存儲(chǔ)器110、外設(shè)部件互連(PCI)總線(xiàn)、二級(jí)緩存、和所有 加速圖形端口(AGP)活動(dòng)的交互。所以，芯片組108通過(guò)AGP總線(xiàn)耦合 到圖形卡118。在一個(gè)實(shí)施方案中，Northbridge芯片組108還可以包括 作為集成圖形處理器(IGP)的功能。在其他實(shí)施方案中，芯片組108可以 并入CPU 102和/或GPU 106中。CPU 102包括控制寄存器114，其響應(yīng) 控制CPU時(shí)鐘速度的指令。還包括基本輸入/輸出系統(tǒng)(BI0S)112。[221 仍然參見(jiàn)圖1，功率調(diào)節(jié)接口 104a和104b分別與CPU 102和 GPU106相聯(lián)系。應(yīng)當(dāng)理解，GPU106還包括響應(yīng)控制GPU的時(shí)鐘速度 的指令的控制寄存器。在一個(gè)實(shí)施方案中，功率調(diào)節(jié)接口 104a和104b 是應(yīng)用程序接口(API)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，功率調(diào)節(jié)接口 104a和104b 是操作系統(tǒng)(OS)接口。在仍然另一個(gè)實(shí)施方案中，功率調(diào)節(jié)接口 104a 和104b是新的處理器指令，其配置用來(lái)設(shè)定處理器的時(shí)鐘頻率。因此，
本發(fā)明所述的接口包括針對(duì)要執(zhí)行的應(yīng)用的異常分支(hook)，因?yàn)樵搼?yīng)用提供確定CPU性能的未來(lái)需求的措施。反過(guò)來(lái)，對(duì)于與預(yù)定應(yīng)用需求 相關(guān)的特定時(shí)間間隔，可以調(diào)整CPU的電壓和時(shí)鐘速度。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，盡管這里使用CPU作為例子，但是本文所述的實(shí)施方案適用于任何合適的處理器。
23圖2是圖1的系統(tǒng)的示意圖，其提供了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案 的處理器的功率調(diào)節(jié)接口的更詳細(xì)描述。這里，裝置100包括與CPU 102、 GPU106和存儲(chǔ)器IIO相連的芯片組108。還包括BIOS 112。功率 調(diào)節(jié)接口 104a包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)電可擦可編程只讀存 儲(chǔ)器(EEPR0M)116和軟件應(yīng)用程序接口(API)118。應(yīng)用程序120與API 118相連，因此未來(lái)的應(yīng)用需求可以連通到API118，其又向EEPROM 116 中的軟件提供應(yīng)用需求。因此，通過(guò)向控制CPU時(shí)鐘速度的控制寄存器 114寫(xiě)數(shù)據(jù)，在EEPEOM116中的軟件可以設(shè)定CPU102的頻率。在一 個(gè)實(shí)施方案中，功率調(diào)節(jié)接口 104 a和104b分別控制供給到CPU 102 和GPU 106的電壓。在另一個(gè)實(shí)施方案中，功率調(diào)節(jié)接口 104b可以包 括與功率調(diào)節(jié)接口 104a相同的元件。應(yīng)當(dāng)理解，如關(guān)于圖3更詳細(xì)討論 的，功率調(diào)節(jié)接口 104a和104b可以不同地配置。[24]本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)清楚的是，圖1和2的設(shè)備100可以是具有微 處理器的任何合適的電子設(shè)備。例如，設(shè)備100可以是便攜式設(shè)備，如 便攜式計(jì)算機(jī)、蜂窩電話(huà)、個(gè)人數(shù)字助手等。盡管本文所公開(kāi)的自適應(yīng) 功率消耗性質(zhì)延長(zhǎng)了便攜式電子設(shè)備的電池壽命，但是本發(fā)明不限于便 攜式電子設(shè)備。例如，設(shè)備100可以與臺(tái)式計(jì)算機(jī)相關(guān)。盡管電池壽命 對(duì)于臺(tái)式系統(tǒng)不是問(wèn)題，但是本文所公開(kāi)的實(shí)施方案將會(huì)節(jié)能。另外， 功率調(diào)節(jié)接口 104可以與任何合適的處理器，包括CPU、 GPU、網(wǎng)絡(luò)處 理器(NPU)、儲(chǔ)存處理器(SPU)等相關(guān)聯(lián)。各種處理器描述于2002年5 月13日提交的題為"Method and Apparatus For providing An integrated Network of processors(提供處理器集成網(wǎng)絡(luò)的方法和裝置)"的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中，系列號(hào)為10/144,658，其并入本文作為參考。 [25圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，配置用來(lái)適配微處理器功率消 耗的接口的示意圖。微處理器122包括控制寄存器124，在控制寄存器 中設(shè)定時(shí)鐘頻率。接口 126與微處理器122相聯(lián)系。更具體地，配置接 口 126向控制寄存器124寫(xiě)入，以適配微處理器122的功率消耗。在接 口 126與應(yīng)用120之間的連接提供將微處理器122適配于負(fù)載水平所必 需的反饋。在一個(gè)實(shí)施方案中，應(yīng)用120與驅(qū)動(dòng)器和/或應(yīng)用程序接口(API) 形式的接口 126相聯(lián)系。在另一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)包含在微處理器122 內(nèi)的指令解碼器對(duì)提供數(shù)據(jù)到控制寄存器的指令進(jìn)行解碼。配置指令解 碼器來(lái)識(shí)別向控制寄存器124寫(xiě)值的特定指令。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理 解，在一個(gè)實(shí)施方案中，所述指令可以是特權(quán)指令。應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于每 個(gè)水平的應(yīng)用需求，前瞻性應(yīng)用需求的反饋可以允許該功率即時(shí)鐘頻率 表現(xiàn)為"準(zhǔn)時(shí)(just in time)"供應(yīng)功率或時(shí)鐘頻率。26]本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，接口 126可以是API形式的，如參考圖 2所討論的，或者是操作系統(tǒng)接口。例如，操作系統(tǒng)接口可以在操作系 統(tǒng)(OS)處于空閑模式時(shí)將微處理器122置于低功率狀態(tài)。由接口 126提 供的應(yīng)用特定調(diào)節(jié)可以將微處理器122置于低功率模式，但是，微處理 器足夠快地被使能返回至高功率模式而不會(huì)引起任何延遲。也就是說(shuō)， 對(duì)于低功率模式之后的較高功率要求，微處理器醒來(lái)，因此不產(chǎn)生延遲。 當(dāng)接口 126是API時(shí)，可以通過(guò)頻率圖或表格規(guī)定的頻率提供一個(gè)指定 的時(shí)間周期的時(shí)鐘速度，即頻率。在一個(gè)實(shí)施方案中，API處于ring 3 級(jí)，其可以調(diào)用ringO驅(qū)動(dòng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，所提供的表或 圖形有助于消除由模式切換導(dǎo)致的任何額外開(kāi)銷(xiāo)(overhead)。在一個(gè)實(shí)施 方案中，接口 126是用于適配微處理器122的功率水平或時(shí)鐘頻率的一 組指令。[27]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，顯示運(yùn)動(dòng)圖像專(zhuān)家組(MPEG) 標(biāo)準(zhǔn)的不同幀的表，這里在每個(gè)幀之間的時(shí)間間隔與微處理器供給的頻
率相關(guān)。對(duì)于在具有該實(shí)施方案的便攜式計(jì)算機(jī)上的數(shù)字視頻盤(pán)(DVD)回放，可以實(shí)現(xiàn)明顯的節(jié)能。如公知的，MPEG壓縮技術(shù)包括三種類(lèi)型 的幀，內(nèi)(I)幀、預(yù)測(cè)(P)幀和雙向(B)幀。這里，可以監(jiān)視在解碼期間的 內(nèi)幀負(fù)載，來(lái)適配每幀的功率消耗。用MPEG標(biāo)準(zhǔn)，每幀所要求的處理 功率在三種(I、 P和B)幀類(lèi)型之間急劇變化。也就是說(shuō)，在使用基于GPU 的MPEG解碼加速器時(shí)，雙向幀的負(fù)載明顯小于內(nèi)幀的負(fù)載。通常，對(duì) 于在CPU上作任何事的情形，該負(fù)載是相反的。因此，對(duì)于雙向幀，微 處理器可以減速，而對(duì)于內(nèi)幀，微處理器可以恢復(fù)升高。[28]在一個(gè)實(shí)施方案中，圖4的表可以通過(guò)圖2和3的接口提供。行 130包含頻率(fi、 fp和fB)，微處理器在這些頻率分別對(duì)I、 P和B幀運(yùn)行。 列132表示運(yùn)行每幀的特定頻率的時(shí)間周期。例如，時(shí)間周期X()至xn 對(duì)應(yīng)于連續(xù)的I幀0-n。對(duì)于與P幀和B幀相關(guān)的時(shí)間周期這是成立的。 另外，除了對(duì)每個(gè)連續(xù)的幀具有多個(gè)時(shí)間周期以外，單一的時(shí)間周期可 以應(yīng)用于每個(gè)幀類(lèi)型。例如，表128由其中一個(gè)時(shí)間周期與每個(gè)幀類(lèi)型 相關(guān)的行134組成。對(duì)特定視頻接口 126可以用來(lái)設(shè)定表128的值一次， 或者周期性更新所述值。周期性更新表128的值可以引起改變解碼時(shí)間 周期。例如，通過(guò)使用預(yù)測(cè)濾波器(即基于過(guò)去值產(chǎn)生將來(lái)值的估計(jì)的濾 波器)，可以設(shè)定解碼時(shí)間周期。如數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域中已知的。[29]仍然參考圖4， 一旦視頻幀被解碼，微處理器可以進(jìn)入睡眠模式， 此時(shí)僅提供足夠的功率來(lái)保持時(shí)間。例如，在使用目前可得到的基于 GPU的MPEG解碼加速器時(shí)，解碼與MPEG標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的視頻幀的時(shí)間 約為3毫秒。典型的顯示速度為每秒24幀，轉(zhuǎn)換成顯示每幀42毫秒。 所以，如通過(guò)接口所指示的，在幀之間，微處理器可以進(jìn)入睡眠模式39 毫秒。在便攜式計(jì)算機(jī)上看電影期間，節(jié)能累加到顯著的水平。在一個(gè) 實(shí)施方案中，微處理器在l毫秒內(nèi)從睡眠模式轉(zhuǎn)變出來(lái)。因此，探試可 以通過(guò)該接口提供，以便基于每幀的空閑時(shí)間百分比來(lái)關(guān)小CPU和 GPU。此外，在DVD回放操作過(guò)程中，GPU可以關(guān)閉不用的硬件組件。
例如，當(dāng)便攜式計(jì)算機(jī)以全屏模式操作時(shí)，不需要二維或三維圖形管線(xiàn)。 因此，可以配置該接口來(lái)關(guān)閉不需要的硬件組件。應(yīng)當(dāng)理解，關(guān)于DVD 回放應(yīng)用的接口實(shí)例是用于舉例說(shuō)明目的的，并不意味著是限制性的， 因?yàn)樗鼋涌诳梢耘渲朴糜谶m配任何合適應(yīng)用的微處理器的功率。[30]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，基于應(yīng)用要求適配微處理器功 率消耗的方法操作的流程圖。該方法開(kāi)始于確定應(yīng)用需求的操作140。 這里，應(yīng)用需求基于當(dāng)前的處理操作。例如，處理操作可以是影片的DVD 回放、計(jì)算機(jī)程序、視頻編輯、文字處理等。[31J 該方法然后進(jìn)行到操作142，在該操作中確定與所述應(yīng)用需求相關(guān) 的時(shí)間間隔。該時(shí)間間隔是某些應(yīng)用需求需要的時(shí)間周期，例如在影片 的DVD回放的幀之間中的時(shí)間周期。該方法然后進(jìn)行到操作144，這里 確定非必要功率消耗功能。例如，如果計(jì)算機(jī)僅僅進(jìn)行不需要任何三維 處理的DVD回放，則可以關(guān)閉三維管線(xiàn)。該方法然后進(jìn)行至對(duì)于非必 要功率消耗功能調(diào)節(jié)微處理器時(shí)鐘頻率的操作146。在另一個(gè)實(shí)施方案 中，對(duì)于所確定的時(shí)間間隔的一部分調(diào)節(jié)微處理器的時(shí)鐘頻率。[32圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案對(duì)于負(fù)載水平調(diào)節(jié)微處理器功 率的方法操作的流程圖。該方法起始于追蹤負(fù)載水平一時(shí)間間隔的操作 150。這里，負(fù)載水平與對(duì)微處理器的應(yīng)用需求相關(guān)。在一個(gè)實(shí)施方案中， 可以監(jiān)測(cè)多個(gè)負(fù)載水平，例如關(guān)于圖4討論的MPEG標(biāo)準(zhǔn)的不同幀的負(fù) 載水平。該方法然后進(jìn)行至監(jiān)視該時(shí)間間隔過(guò)程中的空閑時(shí)間的操作 152。這里，微處理器可以完成一個(gè)操作，例如在小于顯出一幀所需時(shí)間 間隔的某一時(shí)間內(nèi)解碼該幀。因此，微處理器對(duì)于一段時(shí)間將以全功率 處于空閑。該方法然后進(jìn)行至操作154，這里確定對(duì)于該負(fù)載水平足夠 的微處理器最大處理功率的百分比。例如，微處理器可以處于睡眠模式， 并且在空閑時(shí)僅需要提供追蹤時(shí)間足夠的功率。可選擇地，微處理器可 能需要小于全功率(100%)的某一百分比的功率。[331該方法然后進(jìn)行至操作156，這里將微處理器的處理功率調(diào)節(jié)到所
確定的百分比。這里，可以提供一個(gè)接口，在該接口處將指令發(fā)送到控 制寄存器，以改變微處理器的時(shí)鐘速度或電壓，如參考圖1 -4所討論的。所述接口可以是API或OS接口，微處理器可以是CPU、 GPU、 NPU或 SPU。在一個(gè)實(shí)施方案中，關(guān)于同步事件，API可以根據(jù)時(shí)間來(lái)改變時(shí) 鐘頻率或電壓，例如如上所述的視頻幀的解碼。[34總之，上述實(shí)施方案可以根據(jù)需要適配微處理器的功率消耗。所述 需要由應(yīng)用需求決定，而應(yīng)用需求通過(guò)接口與微處理器相聯(lián)系，該接口 被配置用于寫(xiě)入微處理器的頻率控制寄存器。在一個(gè)實(shí)施方案中，控制 寄存器是某些市售微處理器中包含的浮點(diǎn)控制寄存器。關(guān)于DVD回放， 本文所述的實(shí)施方案可以在視頻幀播放之間使能適配微處理器進(jìn)入睡眠 模式，明顯節(jié)能。反過(guò)來(lái)又延長(zhǎng)在兩次充電之間的電池壽命。因此，在 便攜式計(jì)算機(jī)上可以容易地實(shí)現(xiàn)影片的觀(guān)看，而無(wú)需切換多個(gè)電池組來(lái) 完成影片的觀(guān)看。[35] 了解了上述實(shí)施方案，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明采用各種計(jì)算機(jī)實(shí)施的操 作，涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)。這些操作包括要求物理量的物理處 理的操作。通常，盡管沒(méi)有必要，這些量采用能夠被儲(chǔ)存、傳輸、組合、 比較、以及處理的電或磁信號(hào)形式。此外，所進(jìn)行的處理常常明確地提 及，例如產(chǎn)生、識(shí)別、確定或比較。361 形成本發(fā)明一部分的本文所述的任何操作是有用的機(jī)器操作。本發(fā) 明還涉及進(jìn)行這些操作的設(shè)備或裝置。所述裝置可以為了所要求的目的 特別構(gòu)造，或者它可以是由計(jì)算機(jī)中儲(chǔ)存的計(jì)算機(jī)程序選擇性激活或配 置的通用計(jì)算機(jī)。具體地，可以使用具有根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)編寫(xiě)的計(jì)算 機(jī)程序的各種通用機(jī)器，或者更方便的是構(gòu)造更特定的裝置來(lái)進(jìn)行所要 求的操作。[37本發(fā)明還可以在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上以計(jì)算機(jī)可讀代碼形式來(lái)實(shí)施。 計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是任何數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備，它可以?xún)?chǔ)存然后由計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)讀出的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的實(shí)例包括硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)器(NAS)、只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、CD-ROM、 CD-R、 CD-RW、磁帶、和其它光學(xué)和非光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)還可以分布 在網(wǎng)絡(luò)耦合的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，因此計(jì)算機(jī)可讀代碼可以以分布形式儲(chǔ)存 和執(zhí)行。[38]簡(jiǎn)而言之，本發(fā)明公開(kāi)了根據(jù)應(yīng)用要求適配處理器功率消耗的方 法。該方法起始于根據(jù)當(dāng)前的處理操作確定應(yīng)用需求，然后，確定與該 應(yīng)用需求相關(guān)的時(shí)間間隔。然后，確定該應(yīng)用需求的非必要功率消耗功 會(huì)g。然后，對(duì)于該時(shí)間間隔減小非必要功率消耗功能的時(shí)鐘頻率。在一 個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)于非必要功率消耗功能，停止供應(yīng)功率。在另一個(gè)實(shí) 施方案中，對(duì)于該時(shí)間間隔的至少一部分調(diào)節(jié)處理器的時(shí)鐘頻率。用于 適配計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功率消耗的程序接口、用于適配計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和處理器的 功率消耗的處理器指令被包括在內(nèi)。[39盡管為了清楚理解的目的詳細(xì)描述了上述發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)清楚，可 以在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)進(jìn)行各種變化和修改。因此，本發(fā)明的實(shí)施方 案應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是說(shuō)明性而非限制性的，并且本發(fā)明不限于本文中給出的細(xì) 節(jié)，而是可以在所附權(quán)利要求范圍和等同物范圍內(nèi)進(jìn)行修改。在權(quán)利要 求中，要素和/或步驟不隱含操作的任何特定順序，除非在權(quán)利要求中明 確表述。
權(quán)利要求
1.一種用于根據(jù)負(fù)載水平適配處理器功率消耗的方法，包括確定正在執(zhí)行的應(yīng)用對(duì)所述處理器的未來(lái)需求的負(fù)載水平確定與用于由所述處理器在所述負(fù)載水平執(zhí)行所述未來(lái)需求相關(guān)的時(shí)間間隔；以及在所述時(shí)間間隔內(nèi)，根據(jù)所述負(fù)載水平調(diào)節(jié)所述處理器的時(shí)鐘頻率。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中根據(jù)當(dāng)前處理操作確定所述負(fù)載水平包括確 定當(dāng)前視頻解碼操作的幀類(lèi)型。
3. 權(quán)利要求1的方法，其中在對(duì)當(dāng)前操作進(jìn)行解碼的期間確定當(dāng)前操作 的所述負(fù)載水平。
4. 一種自適應(yīng)功率消耗的方法，包括 在對(duì)操作進(jìn)行解碼的期間確定負(fù)載水平 確定與所述負(fù)載水平相關(guān)的時(shí)間間隔；以及根據(jù)所述負(fù)載水平和所述時(shí)間間隔、在執(zhí)行所述操作的期間修改處理器 的操作速度。
5. 權(quán)利要求4的方法，其中所述負(fù)載水平與運(yùn)動(dòng)圖像專(zhuān)家組標(biāo)準(zhǔn)的給定幀類(lèi)型相關(guān)。
6. 權(quán)利要求4的方法，其中確定所述負(fù)載水平包括確定視頻解碼操作的幀類(lèi)型。
7. 權(quán)利要求4的方法，還包括確定針對(duì)所述操作的非必要功率消耗功能；以及 在執(zhí)行所述操作的期間減少到所述非必要功率消耗功能的功率。
8. —種自適應(yīng)功率消耗的方法，包括 在對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像專(zhuān)家組標(biāo)準(zhǔn)的幀進(jìn)行解碼的期間確定幀類(lèi)型； 確定與所述幀類(lèi)型相關(guān)的時(shí)間間隔；以及在處理所述幀的期間，根據(jù)所述幀類(lèi)型和所述時(shí)間間隔調(diào)節(jié)處理器的時(shí) 鐘速度。
9. 權(quán)利要求8的方法，還包括確定對(duì)于處理所述幀是非必要的功率消耗功能；以及 在處理所述幀的期間調(diào)節(jié)到所述非必要功率消耗功能的功率。
10. 權(quán)利要求8的方法，其中所述幀類(lèi)型可以是內(nèi)幀、預(yù)測(cè)幀或雙向幀。
11. 權(quán)利要求10的方法，其中調(diào)節(jié)所述處理器的所述時(shí)鐘速度包括 對(duì)于雙向幀，監(jiān)視降低圖形處理器的所述時(shí)鐘速度；以及 對(duì)于內(nèi)幀，提高所述圖形處理器的所述時(shí)鐘速度。
12. 權(quán)利要求10的方法，其中調(diào)節(jié)所述處理器的時(shí)鐘速度包括 對(duì)于雙向幀，提高中央處理器的時(shí)鐘速度；以及對(duì)于內(nèi)幀，降低所述中央處理器的時(shí)鐘速度。
13. —種自適應(yīng)功率消耗的方法，包括在對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像專(zhuān)家組標(biāo)準(zhǔn)的幀進(jìn)行解碼的期間，確定每幀的幀類(lèi)型； 確定與給定幀類(lèi)型的多個(gè)連續(xù)幀相關(guān)的時(shí)間間隔；以及 在處理所述多個(gè)連續(xù)幀的期間，根據(jù)所述幀類(lèi)型和所述時(shí)間間隔調(diào)節(jié)處 理器的處理功率。
14. 權(quán)利要求13的方法，其中所述處理器選自包括中央處理器、圖形處 理器、網(wǎng)絡(luò)處理器和儲(chǔ)存處理器的組。
15. 權(quán)利要求13的方法，其中調(diào)節(jié)處理器的處理功率包括 將所述時(shí)間間隔和所述幀類(lèi)型與所述處理器所供應(yīng)的給定頻率關(guān)聯(lián)；以及將所述處理器的操作頻率調(diào)節(jié)到所述給定頻率。
16. 權(quán)利要求13的方法，其中調(diào)節(jié)處理器的處理功率包括 根據(jù)將多個(gè)時(shí)間間隔和幀類(lèi)型與所述處理器所供應(yīng)的多個(gè)頻率關(guān)聯(lián)的表，為所述時(shí)間間隔和所述幀類(lèi)型確定給定頻率；以及 將所述處理器的操作頻率調(diào)節(jié)到所述給定頻率。
全文摘要
提供了一種根據(jù)應(yīng)用需求適配處理器功率消耗的方法。該方法起始于根據(jù)當(dāng)前處理操作確定應(yīng)用需求。然后確定與該應(yīng)用需求相關(guān)的時(shí)間間隔。然后確定該應(yīng)用需求的非必要功率消耗功能。然后對(duì)于該時(shí)間間隔減小非必要功率消耗功能的時(shí)鐘頻率。在一個(gè)實(shí)施方案中，停止到非必要功率消耗功能的供電。在另一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)于該時(shí)間間隔的至少一部分調(diào)節(jié)處理器的時(shí)鐘頻率。包括用于適配計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功率消耗的程序接口、用于適配計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功率消耗的處理器指令。
文檔編號(hào)G06F1/32GK101126954SQ200710161539
公開(kāi)日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2003年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月22日
發(fā)明者喬納森·B·懷特, 詹姆斯·L·瓦韋爾岑 申請(qǐng)人:輝達(dá)公司