专利名称：发热量的控制方法以及计算机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制计算机内部的发热量的技术，更详细地说，涉及一种抑制处理器的发热，并且抑制性能下降的技术。
背景技术：
个人计算机(以下称为PC)在机壳内部安装有CPU、显示卡等多个装置。各个装置在持续工作的过程中发热，温度上升。在主要的装置中，发热量较大，当温度上升得过高时会对工作产生影响，最坏的情况会产生烧毁(以下，将此类装置统称为发热性装置)。因此，像CPU、显示卡等装置那样，作为内置了处理器的集成电路的发热性装置，一般将温度传感器一体化地装入芯片(die)中。然后，PC根据在这些发热性装置中内置的温度传感器所测量到的温度来进行热管理，以使该装置的温度不会上升得过高。用于抑制温度上升的热管理大致分为两种控制。一种是像冷却风扇等那样，向机壳外部排热的机构的控制。另一种是降低发热性装置的性能来降低发热量的控制。
其中，作为控制PC的CPU性能的技术，已知称为SpeedStep(注册商标)的技术。SpeedStep是美国英特尔公司开发的、对CPU工作时的电压以及工作频率进行切换的技术。在现有的PC中一般使用的扩充版SpeedStep中，准备有数级～十几级的电压以及工作频率的设置，可以对应CPU的负载来变化其电压以及工作频率(以下，所谓的SpeedStep包含扩充版SpeedStep的含义)。通过由外部指定此时所允许的最大的工作频率，可以降低实际的CPU的工作频率。另外，对应工作频率的降低，电压也被降低。如果降低CPU的电压以及工作频率，则CPU的功耗以及发热量也被降低。最低的最大工作频率大约为最高的最大工作频率的一半左右。将处理器工作时的最大工作频率设定为低于该处理器可以达到的最高的工作频率，该处理以下称之为限制(clip)。
另外，作为控制PC电源的标准，已知ACPI(Advanced Configuration andPower Interface)。该标准是由美国英特尔公司、美国微软公司及株式会社东芝为中心制定的，是用于OS协同BIOS对构成PC的各部件的功耗进行管理的统一的方式，能够以OS为中心对电源的ON/OFF、暂停/重新开始、风扇的控制等，与各部件的功耗控制相关的各种功能以及动作进行详细的设定、管理。从2000发布的版本2.0开始，ACPI正式与SpeedStep的限制的动作相对应。
此外，作为控制CPU的电压以及工作频率的技术，例如具有下面的文献。专利文献1是美国英特尔公司的专利申请，公开了根据CPU的温度或功耗来控制该CPU的电压以及工作频率的技术。专利文献2公开的技术为始终测定提供给CPU的功率，根据检测到的功率来控制该CPU的电压以及工作频率。专利文献3公开的技术为暂时将CPU切换为高性能的工作模式，然后切换为低性能的工作模式，由此，即使是使用了放电功率较小的电池的PC也可以得到较高的性能。
专利文献1特表2002-529806号公报专利文献2特开2004-133646号公报专利文献3特开2005-182522号公报笔记本型PC(以下称笔记本PC)由于其机壳的尺寸越小机壳内部的空间越小，因此与台式PC相比，通过冷却风扇可排到机壳外部的热量被严格地限制。因此需要对应于机壳的散热能力，选择可以安装在内部的发热性装置。在散热能力的额定值为20W的机壳中，通常无法安装TDP(Thermal DesignPower)超过20W的CPU，所述TDP是表示CPU产生的最大热量的指标值。特别是在笔记本PC中，容易成为机壳的散热能力与CPU的TDP接近的状态。
其中，称为亚笔记本(subnote)型等的、具有超小机壳的笔记本PC散热能力尤其差，因此较多情况安装TDP较小的低功耗型、或超低功耗型的CPU。但是，低功耗型CPU与通常型CPU相比价格较高，并且性能被限制得较低。例如，作为面向笔记本PC的CPU，其中一个代表性产品为美国英特尔公司的Pentium(注册商标)M处理器，相对于通常型的工作频率为2.26GHz，其低功耗型最高为1.6GHz、超低功耗型最高为1.3GHz。即，机壳的尺寸越小性能越低，而相反地成本升高。
然而，由CPU产生的热量很大程度上取决于该CPU的负载大小和持续时间。因此，即使是TDP为30W的CPU，实际上也不是始终产生30W的热量。当对该CPU施加了最大负载时观测到约30W的发热，另一方面低负载时发热量在1W以下。在一般的办公室或家庭中的PC的使用状况下，对CPU施加高负载大多是暂时性的，长时间持续施加高负载的情况较少。因此，如果可以通过所述SpeedStep对发热性装置进行限制来抑制发热，则可以在散热能力较低的机壳中安装具有超过该散热能力的TDP的发热性装置。此时，若利用该装置中内置的温度传感器，则可以容易地测定工作中的装置的温度。
但此时的问题在于，从对发热性装置进行限制开始到温度下降之间存在若干延时。在现有的方法中，在由该装置中内置的温度传感器测定到的温度值超过了特定的阈值时，通过对该装置进行限制来抑制发热。此时，从进行限制开始到温度开始下降需要若干时间。因此，实际上为了不超过使笔记本PC的工作受到不好影响的温度，需要将判定是否进行限制的阈值设定得低于该温度。由此，在现有方法中，该装置的性能被降低所需要降低的程度以上的程度。
另外，在现有的方法中未考虑温度测定中的装置之间的影响。例如还存在以下的状况虽然对CPU施加较高的负载，发热量持续在较高状态，但对显示芯片施加的负载较低，发热量较低。但因为是小型机壳以及特别是相邻地配置CPU与显示芯片的情况较多，因此如果CPU的发热量高，则由于该CPU产生的热量显示芯片的温度也上升。并且，仅通过由显示芯片内置的温度传感器测定到的温度，无法区别该温度上升是由于显示芯片自身工作产生的热量，还是来自CPU等周围装置的热量的影响。因此，虽然实际上不需要抑制显示芯片的发热，但在现有的方法中仍然降低了显示芯片的性能。
另外，在现有的方法中也没有考虑到PC周围的环境温度的影响。以在25℃～28℃的环境温度下工作为前提，设计机壳散热能力的额定值。例如在环境温度比这些温度高时，即使发热性装置的发热量较少，该装置的温度有时也会达到判断是否进行限制的阈值。此时，虽然实际上不需要抑制该装置的发热，但在现有方法中仍然降低了该装置的性能。
因此，本发明的目的在于提供一种发热性装置的发热量的控制方法以及计算机，其可以抑制PC的发热性装置的发热，并且可以将性能的下降抑制得较低。
发明内容
本发明的发热量的控制方法为安装发热性装置的计算机控制发热性装置中内置的最大功耗值可变的处理器的发热量，所述发热性装置是内置了最大功耗值可变的处理器的集成电路。在该控制方法中，一边使该处理器工作，一边定期地测定该处理器的功耗值以及温度值，在代表测定到的多个功耗值的集合的值超过了规定的阈值，并且温度值超过了规定的阈值时，降低该处理器的最大功耗值。这里所说的代表功耗值的集合的值例如是在某个时间范围内连续的多个功耗值的平均值、最大值、中间值等。通过使用这样的代表值来进行判断，与仅仅根据功耗值的变动进行判断的情况相比，可以排除伴随负载的变动等产生的干扰来更适当地降低该处理器的最大功耗值。
如果发热性装置的发热量较高的状态在短时间内结束，则通过冷却风扇等直接将产生的热量排出到机壳外，因此对该发热性装置的温度上升的影响较小。对发热性装置的温度上升的影响是指发热量较高的状态持续了一定时间的情况。另一方面，处理器的功耗值与该发热性装置的发热量存在密切的关联性，并且与该装置的温度与发热量之间的关系相比延时较小。因此，所谓代表定期测定到的多个功耗值的集合的值超过了规定的阈值，表示该处理器的发热量较高的状态持续了一定时间。如果在检测到该状态时降低该处理器的最大功耗值，则可以在更恰当的时刻降低发热量，抑制该装置的温度上升。而且，通过同时使用功耗值以及温度值，可以确切地检测出该装置自身的发热，因此难以受到周边装置以及环境温度的影响。
此时，为了降低该处理器的最大功耗值，有效的是对该处理器进行限制来抑制最大工作频率。另外，如果从测定到的多个功耗的每单位时间的代表值取移动平均，则在该移动平均连续规定的次数超过阈值时，可以更确切地检测出该处理器的发热量较高的状态持续了一定时间。因此，优选使用对容易测定的电流值进行了规定次数的取样的值的平均值，来计算所使用的功耗的每单位时间的代表值。
在处理器中，如上所述准备有数级～十几级的最大工作频率。因此，如果可以通过对该处理器进行限制使最大工作频率降低一级来抑制温度上升，则可以在这样的状态下继续工作，如果即使将最大工作频率降低一级，该处理器的温度仍继续上升，则可以进一步降低最大工作频率直到温度不再上升。当一个处理器已经达到最低的最大工作频率，无法再进一步降低最大工作频率时，可以对其他的处理器进行限制。例如，在无法再降低CPU的最大工作频率时，可以对显示芯片进行限制来抑制发热。
以上所述的处理器的功耗值以及温度值的测定可以在该处理器的温度较低时将进行测定的单位时间设定得较长，在该处理器的温度开始上升，测定到的温度值超过规定值时将单位时间设定得较短。当然，将进行测定的单位时间设定得较短时的温度值低于对该处理器进行限制时的温度值。
另外，在测定到的功耗的移动平均连续规定次数低于规定值时，可以判断该处理器发热量较大的状态已被解除，因此完全解除该处理器的限制状态，可以使该处理器的工作时的最大工作频率恢复到该处理器中可能的最高工作频率。这样，也将性能的下降抑制得较小。
以上所述的特征并不只作为一种控制计算机内部的发热量的方法，还作为一种能够执行该控制方法的计算机来提供。把作为用于控制处理器工作时的最大工作频率的阈值的频率控制设定功率值以及频率控制设定温度值，作为热作用(thermal action)表存储在计算机内部。作为该控制的对象的发热性装置具有CPU、显示芯片等，但并不一定限定于这些。另外，为了测定这些发热性装置的温度，如果使用在制造集成电路时一体化装入芯片(die)中的温度传感器，则可以更确切地测定温度，并且无需从该装置外部附加温度传感器。此外，在该计算机中安装有冷却风扇，可以分别控制冷却风扇的转动速度与处理器的最大工作频率。
根据本发明，可以提供一种发热性装置的发热量的控制方法以及计算机，其可以抑制PC的发热性装置的发热，并且将性能的降低抑制得较小。
图1是笔记本PC的外形图。
图2是笔记本PC的概略框图。
图3是表示实现CPU以及显示芯片工作频率以及电压的切换的装置的结构的框图。
图4是与发热量的控制有关的程序的流程图。
图5是与发热量的控制有关的[Thermal Caution Mode]程序的流程图。
图6是表示不进行发热量控制时的、CPU以及显示芯片的温度以及功耗的变化的图表。
图7是与现有技术的发热量的控制有关的程序的流程图。
图8是表示进行现有技术的发热量的控制时的、CPU以及显示芯片的温度以及功耗的变化的图表。
图9是表示进行本发明的发热量控制时的、CPU以及显示芯片的温度以及功耗的变化的图表。
图10是关于以上所表示的各种情况，表示性能的比较的图表。
具体实施例方式
图1是本发明的实施方式的笔记本PC10的外观图，图2是表示其系统结构的概略框图。笔记本PC10由机壳13和液晶显示器(LCD)11构成，所述机壳13外形为在表面安装有键盘，在内部容纳多个装置。在机壳13内部安装有图2所示的各种装置。CPU15是负责笔记本10的中枢功能的运算处理装置，执行OS、BIOS、装置驱动、或应用程序等。CPU15经由作为系统总线的FSB(Front Side Bus)17、用于进行CPU15与周边装置之间的通信的PCI(Peripheral Component Interconnect)总线19、以及作为取代ISA总线的接口的LPC(Low Pin Count)总线20的三级的总线，与各装置连接来进行信号的收发。另外，作为嵌入式在CPU15的芯片中形成了监视CPU15的温度传感器53a。从温度传感器53a输出的信号与后述的嵌入式控制器47的A/D输入相连接。
FSB17与PIC总线19通过称为存储器/PCI芯片的CPU桥21来进行联络。CPU桥21包含如下功能用于对向主存储器的访问动作进行控制的存储器控制功能；用于吸收FSB17与PCI总线19之间的数据传输速度的差的数据缓冲功能等。主存储器23是作为CPU15执行的程序的读取区域、写入处理数据的作业区域而使用的可擦写存储器。显示芯片25接收来自CPU15的绘图命令来生成应绘图的图像并写入VRAM(未图示)，并且从VRAM进行读取，作为绘图数据发送给显示器11。另外，与CPU15相同，作为嵌入式在显示芯片25的芯片(die)中形成了监视显示芯片25的温度传感器53b。从温度传感器53b输出的信号也与后述的嵌入式控制器47的A/D输入相连接。
在PCI总线19上分别连接有I/O桥27、CardBus控制器29、miniPCI槽35、Ethernet(注册商标)控制器39。CardBus控制器29是控制PCI总线19和PC卡33的数据传输的控制器。在CardBus控制器29上连接CardBus槽31，在CardBus槽31上安装PC卡33。在miniPCI槽35上例如安装内置了无线LAN模块的miniPCI卡37。Ethernet控制器39是用于将笔记本PC10与LAN连接的控制器。
I/O桥27具备PCI总线19与LPC总线20的桥接功能。另外，I/O桥27具有IDE(Integrated Device Electronics)接口功能，连接硬盘驱动器(HDD)43以及光学驱动器45(CD驱动器、DVD驱动器等)。另外，在I/O桥27上连接有USB连接器41。在LPC总线20上连接有嵌入式控制器47、BIOS快速ROM57、I/O控制器59。在I/O控制器59上连接有I/O连接器60。
嵌入式控制器47是由CPU、ROM、RAM等构成的微型计算机，还具有多通道的A/D输入端子、D/A输出端子、以及数字输入输出端子。在嵌入式控制器47上经由这些输入输出端子，连接有冷却风扇49、温度传感器53a～53c以及电源装置55。为了监视各装置的温度对每个主要装置设置温度传感器53，可以作为外设型配置在作为监视对象的装置的附近，或作为嵌入式在该装置的芯片中形成。如上所述，监视CPU15的温度传感器53a、以及监视显示芯片25的温度传感器53b为嵌入式。对除此之外的装置以及机壳内部进行监视的温度传感器53c被配置在作为温度监视对象的各个装置的附近。
嵌入式控制器47可以根据温度传感器53a～53c检测到的温度值，分别控制冷却风扇49及电源装置55。冷却风扇49根据嵌入式控制器47发送的控制信号被控制ON/OFF以及转速，向机壳13吸入外部空气，并排出内部的热量，由此以强制风冷方式对笔记本PC进行冷却。通过嵌入式控制器47的冷却风扇49的控制与后述的CPU15以及显示芯片25的工作频率以及电压控制全部都是独立地进行。另外，电源装置55含有AC适配器(未图示)、电池(未图示)、DC-DC转换器、以及调节器(regulator)。对于DC-DC转换器以及调节器在后面进行描述。
图3是表示在本发明实施方式的笔记本PC10中，实现作为发热量控制对象的发热性装置的CPU15以及显示芯片25的工作频率以及电压的切换的结构的方框图。DC-DC转换器61将AC适配器或电池(都未图示)提供的电力转换为规定电压的直流，来提供给笔记本PC10内的各装置。从DC-DC转换器61提供给CPU15的电力通过调节器63a进行脉冲宽度调制，在决定工作频率以及电压后提供给CPU15。同样，从DC-DC转换器61提供给显示芯片25的电力通过调节器63b进行脉冲宽度调制，在决定工作频率以及电压后提供给CPU15。另外，例如根据特开2003-88110号公报等，已知通过脉冲宽度调制来决定工作频率以及电压的技术。
嵌入式控制器47通过对调节器63a决定的CPU15的工作频率以及电压发送指定最大工作频率的控制信号，可以对CPU15进行限制。另外，嵌入式控制器47通过对调节器63b决定的显示芯片25的工作频率及电压发送指定最大功率频率的控制信号，可以对显示芯片25进行限制。
并且，在调节器63a与CPU15之间、以及调节器63b与显示芯片25之间分别连接有读出电阻65a及65b。各读出电阻65a及65b两端的电压被输入嵌入式控制器47的A/D输入端子，由此，嵌入式控制器47可以分别独立地测定提供给CPU15以及显示芯片25的电流值。电压是由调节器63a以及63b决定的一定的值，因此，如果可以测定电流值则可以实时地掌握由CPU15以及显示芯片25消耗的功率。而且，从监视所述CPU15的温度传感器53a以及监视显示芯片25的温度传感器53b输出的电压也被输入到嵌入式控制器47的A/D输入端子，由此，嵌入式控制器47可以分别独立地测定CPU15以及显示芯片25的温度。
构成以上所示的笔记本PC10的各个装置以及在该笔记本PC中运行的OS(操作系统)以及BIOS(Basic Input/Output System)与ACPI以及SpeedStep相对应。OS从HDD43中被读出，此外，BIOS从BIOS快速ROM57中被读出，在各个CPU15中运行。在BIOS中包含存储有在后述的程序中使用的阈值的热作用表。另一方面，对各个CPU15以及显示芯片25测定温度和功耗的固件(firmware)在嵌入式控制器47中运行。对于嵌入式控制器47检测到的CPU15以及显示芯片25的温度和功耗，通过BIOS进行后述的计算以及判定，根据该判定结果BIOS对OS请求限制CPU15以及显示芯片25。OS根据来自BIOS的请求，根据ACPI的标准方法，经由嵌入式控制器47对CPU15以及显示芯片25进行限制。
即，如果是具有与ACPI以及SpeedStep相对应的硬件、OS以及BIOS的PC，则只需部分变更BIOS以及嵌入式控制器47的固件，并且对各个CPU15以及显示芯片25附加图3所示的读出电阻65那样的测定功耗的单元，就能够以低成本实施本发明。此外，通过OS、BIOS和嵌入式处理器分担的工作是操作人员可以任意进行选择的项目，上述的实施方式不过是其中一例。例如，还可以是只通过嵌入式处理器进行测定、计算以及判定的实施方式。
另外，图2以及图3只不过是为了说明本实施方式，简单描述了主要的硬件结构以及连接关系的图。为了构成笔记本PC10，此外还使用多个装置，但这对本领域的人员来说是公知的，因此不作详细地叙述。当然，将图2以及图3中记述的多个方框作为1个集成电路，或者相反将1个方框分割为多个集成电路来构成的情况都在本领域人员可以任意选择的范围内，包含在本发明的范围内。
图4是以流程图来表示由BIOS执行的与发热量的控制相关的程序。该程序在笔记本PC10开始工作时立即启动(框101)，并以4～5秒左右的周期来运行。嵌入式控制器47通过CPU15中内置的温度传感器53a测定CPU15的温度(框103)。并且，嵌入式控制器47通过读出电阻65a两端的电压，测定CPU15的功耗(框105)。在此，判断当前的CPU15的温度是否超过了阈值T1(框107)。如果CPU15的温度超过了阈值T1，则在启动了图5所述的Thermal Caution Mode的程序(框109)后结束(框111)。如果在框105中CPU15的温度没有超过阈值T1，则之后以相同的周期继续执行该程序。
图5是以流程图形式表示由BIOS执行的与发热量的控制相关的ThermalCaution Mode的程序。该程序早于图4的程序，以1秒左右的周期来执行(框201)。关于CPU15的温度(框203)以及功耗的测定(框205)与图4的程序相同。但是，根据测定到的功耗来计算x秒移动平均。这里，首先判断功耗的x秒移动平均是否连续y1次小于Z1(框207)。Z1是用于判断是否为低功耗的阈值。该判断是判断CPU15是否持续了一定时间以上的功耗较低的状态。如果持续了一定时间以上的功耗较低的状态，则发热量较小，温度没有上升，因此解除CPU15以及显示芯片25的后述的限制模式(框209)，结束Thermal Caution Mode的程序(框210)，返回图4的程序(框249)。
这里，将限制了CPU15的状态，即把最大工作频率设定为低于该CPU可以工作的最高频率的值的状态称为限制模式。所谓解除限制模式表示使最大工作频率返回到该CPU可以工作的最高频率。并且，在该CPU中准备的数级～十几级的最大工作频率中，把将最大工作频率从当前值设定为下一级的值称为增加1级限制，把将最大工作频率从当前值设定为上一级的值称为解除1级限制。
在框207中，在判断出CPU15没有持续一定时间以上的功耗较低的状态时，判断CPU15是否为当前限制模式(框211)。如果不是当前限制模式，则判定是否需要使CPU15成为限制模式。判断的条件为该CPU的温度超过了阈值T2(框213)，并且功耗的x秒移动平均连续y2次超过Z2(框215)。这里，T2＞T1、Z2＞Z1。在温度以及功耗的条件两者都被满足的情况下，功耗高、发热量大的状态持续了一定时间以上，满足了CPU15的温度上升的条件，因此使CPU15成为限制模式(框217)、增加1级限制(框223)。此时，将当前的温度作为变量T3进行存储(框225)，并以相同的周期继续执行该程序。当温度以及功耗条件中的一个、或者两个都不满足时，判断不需要使CPU15成为限制模式，以相同的周期继续执行该程序。
当在框211中判断CPU15为当前限制模式时，判断与前一周期该CPU的温度T3相比，当前的该CPU的温度是上升(框227)，还是下降(框229)。如果温度下降，则对该CPU或显示芯片25解除1级限制(框231)，并将当前的温度作为变量T3进行存储(框225)，以相同的周期继续执行该程序。如果温度上升，首先判断是否可以在该CPU中增加1级限制(框219)，如果可能则增加1级限制(框223)，并将当前的温度作为变量T3进行存储(框225)，以相同的周期继续执行该程序。此外，作为变量T3存储的当前温度在下一周期使用。通过该处理，当在CPU15中仅增加1级限制不足以使该CPU的温度下降时，可以反复增加限制直到该CPU的温度下降为止。
在框219中，在判断出CPU15的当前最大工作频率成为该CPU的可能值中的最低值，无法在此之上再增加限制的情况下，判断是否可以对显示芯片25增加1级限制(框241)。如果判断为可以在该显示芯片中增加1级限制，则增加1级限制(框243)，将当前温度作为变量T3进行存储(框245)，并以相同的周期继续执行该程序。此外，在以上的流程中所设定的参数，例如测定温度以及功耗的间隔、移动平均的秒数、时间以及功耗的阈值等，本领域人员可以根据实验或经验设定任意的值。
如上所述，因为可以在CPU15和显示芯片25中独立地进行功耗的测定，所以可以在该CPU和该显示芯片中分别独立地判定是否满足了温度上升的条件，还可以分别独立地进行增加限制或解除限制的处理。但实际上，CPU15的功耗高、显示芯片25的功耗低的状态较为常见，与此相对，显示芯片25的功耗高、CPU15的功耗低的状态较为少见。因此，在本实施方式中，如果CPU15的温度上升，则首先使CPU15优先成为限制模式，在仅通过CPU15的限制不能抑制温度上升时，使显示芯片25成为限制模式。在框209中解除CPU15的限制模式时，同时也解除显示芯片25的限制模式。
在框241中，在判断为即使显示芯片25当前的最大工作频率为该显示芯片可能值中的最低值，无法在此之上增加限制，但CPU15的温度上升仍不停止的情况下，有可能在该装置或冷却风扇49等中发生了某种异常，因此进行异常处理(框247)来结束程序(框249)。异常处理为如下的处理在笔记本PC10的显示器11上显示警报，通过作为公知技术的调节，将CPU的最大工作频率抑制为最大值的三分之一左右；或保存在该笔记本PC中当前运行的OS以及应用软件的数据，然后关闭该笔记本PC的电源等。
图6是表示在安装有最大工作频率为1.60GHz的CPU的笔记本PC中，将最大工作频率固定为1.60GHz，对于发热量不进行控制地执行标准检查程序时的、CPU以及显示芯片的温度以及功耗的变化的图表。该标准检查程序在PC中执行假设使用一般的办公室中的PC的处理，是可以将PC的性能得分化的程序。
根据图6的图表，CPU的温度301以及显示芯片的温度303都上升到摄氏62度左右，这些温度大致在相同的时刻上升以及下降。但是，可知其中CPU的功耗305的值较大，并且剧烈地变动，与此相对，显示芯片的功耗307的值较小，并且只稍微地变动。即，可知显示芯片的温度上升主要是由于CPU发热的影响，显示芯片自身的发热较小。另外，当对CPU的功耗较高的状态持续某种程度以上的时刻311a～311d与CPU的温度上升的时刻313a～313d进行比较时，从311a的状态稍微延迟地成为313a的状态。关于311b～311d与313b～313d的比较也相同。另一方面，当CPU功耗较高的状态成为只离散地发生的状态时，自此CPU的温度稍微延迟地下降。之后，目标是将CPU以及显示芯片的温度抑制在摄氏55度左右。
图7以及图8表示在与图6相同的笔记本PC中，通过现有技术进行CPU的限制的结果。图7使用流程图来描述在通过现有技术对CPU进行限制时所使用的程序。与图5中描述的在本实施方式中在处于Thermal Caution Mode时由BIOS执行的程序相比，存在如下不同点。在现有技术中不进行CPU以及显示芯片的功耗的测定，因此当然也不使用功耗来进行判断。另外，在CPU的限制模式中只有最大工作频率的最高值和最低值两级。而且，也不使显示芯片成为限制模式。开始后测定CPU的温度(框201’～203’)，如果测定到的温度小于温度T1(框207’)则解除限制模式(框209’)来结束ThermalCaution Mode(框210’，249’)，如果超出温度T2(框213’)则使CPU为限制模式(最大工作频率的最低值)(框217’)。即，这里不使用功耗，仅通过温度来判断对CPU进行限制的动作。这里T2＝摄氏5度。此外，在不是ThermalCaution Mode时运行的程序与图4相同。
图8是表示在与图6相同的笔记本PC中应用图7所示的现有技术的发热量的控制，执行了与图6相同的标准检查程序时的CPU以及显示芯片的温度以及功耗的变化、以及CPU的最大工作频率的变化的图表。根据图8(A)所示的温度以及功耗的变化，达成了将CPU的温度401以及显示芯片的温度403抑制在摄氏55度左右的目标。另外，CPU的功耗405与图6所示的功耗305相比，变动被进行了抑制。另外，显示芯片的功耗407变动较少的点与图6所示的功耗307相同。但是，根据图8(B)所示的CPU的最大工作频率的变化409，在最大工作频率的最高值1.60GHz的情况下工作的时间较少，在其以下的最大工作频率1.33GHz以下工作的时间较多。
图9是表示在与图6相同的笔记本PC中应用图5所示的本实施方式的CPU发热量的控制，执行与图6相同的标准检查程序时的CPU以及显示芯片的温度以及功耗的变化、以及CPU的最大工作频率的变化的图表。在ThermalCaution Mode中，按1秒间隔来测定CPU以及显示芯片的温度以及功耗。在温度超过摄氏55度，并且CPU功耗的2秒移动平均平均连续三次超过8W的时刻，该CPU开始限制模式下的工作。即，在图5中为T2＝摄氏55度、x＝2秒、y2＝3次(6秒)、Z2＝8W。根据图9(A)所示的温度以及功耗的变化，大致达成了将CPU的温度501以及显示芯片的温度503抑制在摄氏55度左右的目标。另外，关于CPU的功耗505以及显示芯片的功耗507，也与图8(A)所示的倾向类似。但是，根据图9(B)所示的CPU的最大工作频率的变化509，在最大工作频率的最高值1.60GHz的情况下工作的时间与图8(B)所示的现有技术的情况相比变长。另一方面，最大工作频率在1.33GHz以下工作的时间与图8(B)相比变得更短。
图10是对于不对最大工作频率进行控制的情况(图6)、只根据现有技术的温度对最大工作频率进行控制的情况(图8)、以及本实施方式的情况(图9)分别表示通过执行所述标准检查程序得到的性能的比较的表。在该图中，对于二维绘图(2D)、三维绘图(3D)、以及网页浏览各自的得分，将这些进行综合后的得分(综合)，CPU在各个最大工作频率下工作的时间(％)以及CPU的温度进行了表示。当然，执行速度越快得分越高。在图10中表示为(A)的对于最大工作频率不进行控制的情况下(图6)，CPU的最大工作频率被固定在最高值的1.60GHz，因此理所当然得分较高。但是，并没有如上所述抑制CPU以及显示芯片的温度上升。
另一方面，在对图10中表示为(B)的只根据现有技术的温度来进行CPU最大工作频率的控制的情况(图8)，和表示为(C)的进行了本实施方式的CPU最大工作频率的控制的情况进行比较时，都可以达成如上所述将CPU以及显示芯片的温度抑制在摄氏55度左右的目标，该摄氏55度是可以装入机壳的温度的标准。但是，与只根据温度来判断是否对CPU进行限制的现有技术相比，根据温度以及功耗来判断是否对CPU进行限制的本实施方式可以明显地确认出得分提高。特别是在表示二维绘图处理能力的2D得分提高了5分，在表示三维绘图处理能力的3D得分提高了7分。另外，可以确认CPU在最大工作频率的最高值1.60GHz下进行工作的时间增加5％。根据以上可知本发明与现有技术相比，抑制发热性装置性能下降的效果明显。
如上所述，对于PC内部的发热性装置，本发明抑制其性能下降，并且抑制其温度上升的效果明显，因此特别利于提供一种在散热能力较差的机壳中安装TDP较高的CPU以及显示芯片，低价格并且高性能的笔记本PC。当然不只是笔记本PC，本发明也同样有利于具有节省空间型机壳的桌面PC、平板PC、PDA等。另外，随着构成PC的各种装置的改进，将来除了CPU以及显示芯片以外，预计会出现需要控制发热量的装置，对于那样的装置本发明的控制方法也可以适用。
至此，通过附图所示的特定的实施方式对本发明进行了说明，但本发明不只限于附图所示的实施方式，只要实现本发明的效果，任何目前已知的结构都可以采用。
产业上的使用可能性可以用于安装了内置处理器的发热性装置的电子设备。
权利要求
1.一种发热量的控制方法，其是安装有最大功耗值可变的处理器的计算机对所述处理器的发热量进行控制的方法，其特征在于，具有使所述处理器工作的步骤；定期地测定所述处理器的功耗值的步骤；计量所述处理器的温度值的步骤；以及在代表多个所述功耗值的集合的值超过规定的阈值，并且所述温度值超过了规定的阈值时，降低所述处理器的最大功耗值。
2.一种发热量的控制方法，其是安装有能够在多个最大工作频率中的某一个频率下进行工作的处理器的计算机对所述处理器的发热量进行控制的方法，其特征在于，具有使所述处理器在第一最大工作频率下工作的步骤；测定所述处理器功耗每单位时间的代表值，连续地计算该代表值的移动平均值的步骤；计量所述处理器的温度值的步骤；提供所述处理器的频率控制设定功率值和频率控制设定温度值的步骤；以及在所述移动平均值连续规定次数超过所述频率控制设定功率值，并且所述温度值超过所述频率控制设定温度值时，将所述处理器的最大工作频率降低为低于第一最大工作频率的第二最大工作频率。
3.根据权利要求2所述的发热量的控制方法，其特征在于，所述每单位时间的代表值是按规定的次数对输入到所述处理器的电流值进行采样的值的平均值。
4.根据权利要求2所述的发热量控制方法，其特征在于，具有将所述处理器的最大工作频率降低至第二最大工作频率时的所述处理器的温度值作为第一温度值进行存储的步骤；在将所述处理器的最大工作频率降低至第二最大工作频率后，对所述处理器的温度值与所述第一温度值进行比较的步骤；在判断出所述处理器的温度值高于所述第一温度值时，将所述处理器的最大工作频率降低至低于第二最大工作频率的第三最大工作频率。
5.根据权利要求2所述的发热量的控制方法，其特征在于，具有使可以在多个最大工作频率中的某一个频率下工作的其他的处理器进行工作的步骤；在将所述处理器的最大工作频率降低至界限之后，降低其他处理器的最大工作频率。
6.根据权利要求2所述的发热量的控制方法，其特征在于，具有在所述温度值超过了比所述频率控制设定温度值低的规定的温度值时，缩短所述单位时间的步骤。
7.根据权利要求2所述的发热量的控制方法，其特征在于，具有提供所述处理器的频率控制解除功率值的步骤；在所述移动平均值连续规定次数小于所述频率控制解除功率值时，使所述处理器在最高的最大工作频率下工作。
8.一种计算机，其特征在于，具有可以在多个最大工作频率中的某一个频率下工作的处理器；变更所述处理器的最大工作频率的频率控制部；测定所述处理器的温度的温度传感器；以及控制部，其具备存储了频率控制设定功率值和频率控制设定温度值的热作用表，测定所述处理器功耗的每单位时间的代表值来连续地计算该代表值的移动平均值，在所述移动平均值连续规定次数超过所述频率控制设定功率值，并且所述温度值超过所述频率控制设定温度值时，降低所述处理器的最大工作频率。
9.根据权利要求8所述的计算机，其特征在于，所述处理器为显示芯片。
10.根据权利要求8所述的计算机，其特征在于，所述温度传感器一体化地装入所述处理器的芯片中。
11.根据权利要求8所述的计算机，其特征在于，具有冷却所述计算机的机壳的冷却风扇，所述控制部根据所述温度传感器的温度值，根据所述处理器的最大工作频率独立地控制所述冷却风扇的工作。
12.一种计算机，其特征在于，具有对应信息的处理状态功耗进行变动，可以进行最大功耗的设定的电子部件；测定所述电子部件的温度的温度传感器；控制部，其具备存储了功耗控制设定功率值和功耗控制设定温度值的热作用表，测定所述电子部件功耗的每单位时间的代表值来连续地计算该代表值的移动平均值，在所述移动平均值连续规定次数超过所述功耗控制设定功率值，并且所述温度值超过所述功耗控制设定温度值时，降低所述电子部件的最大功耗。
全文摘要
抑制发热性装置的发热，并且将性能的下降抑制得较小。对于内置有最大功耗值可变的处理器的发热性装置，定期地测定处理器的功耗值以及温度值，在代表所测定到的多个功耗值的集合的值超过规定的阈值，并且温度值超过规定的阈值时，检测出该处理器的发热量较高的状态持续了一定时间，降低该处理器的最大功耗值。
文档编号G06F1/32GK101030095SQ20071008477
公开日2007年9月5日 申请日期2007年2月28日 优先权日2006年3月2日
发明者塚本泰通, 内田宏幸 申请人:联想(新加坡)私人有限公司