冷却方法和冷却装置与流程

本发明涉及一种冷却技术，特别涉及一种冷却方法、冷却装置以及包含处理器可执行代码的产品。

背景技术：

电子装置(例如，服务器、工作站、桌上型计算机、膝上型计算机以及其他装置)由于使用电力而生成热量。通常，主要的热生成部件是处理器(例如，CPU、GPU等)。然而，其他部件比如电池组也生成热，而该热必须从系统移除。

为了移除热，应用感应冷却(例如，将离开部件的热引入到散热器中)和对流冷却，例如，使风扇旋转以从系统壳体或装置壳体去除热空气。通常，冷却系统遍及电子装置例如主板、电池组等分布。这些位置中的热敏电阻器确定内部部件的当前温度，热敏电阻器反应性地向冷却系统提供热数据以控制风扇速度。不同位置处的风扇以不同的速率和不同的时间、亦即以取决于局部感测的热的反应性方式进行加速和减速。

用户倾向于注意到风扇制造噪声。然而，通常用户注意到的未必仅是风扇制造的总噪声，而是还有由升高以及降低风扇速度所引起的噪声的频繁改变。

技术实现要素：

总之，一方面提供了一种方法，该方法包括：使用处理器获得与电子装置的电力消耗有关的值；使用处理器基于与电力消耗有关的值来计算热值；以及使用处理器基于该热值来调整一个或更多个冷却元件。

另一方面提供了一种装置，该装置包括：风扇，该风扇使冷却空气流通；处理器，该处理器工作上耦接至风扇；存储器装置，该存储器装置存储有指令，该指令能够由处理器执行以实现以下操作：获得与电子装置的电力消耗有关的值；基于与电力消耗有关的值来计算热值；以及基于热值 来调整风扇的速度。

又一方面提供了一种产品，该产品包括：存储装置，该存储装置存储有能够由处理器执行的代码，所述代码包括：用于获得与电子装置的电力消耗有关的值的代码；用于基于与电力消耗有关的值来计算热值的代码；以及用于基于热值来调整一个或更多个冷却元件的代码。

前述是概要，从而会包含细节的简化、概括和省略；因此，本领域的技术人员将理解的是，该概要仅是说明性的并且不意在以任何方式进行限制。

为了更好地理解实施方式连同实施方式的其他特征和进一步的特征及优点，参照以下的结合附图进行的描述。将在所附权利要求中指明本发明的范围。

附图说明

图1示出了信息处理装置线路的示例。

图2示出了使用电力消耗数据主动地对电子装置冷却进行控制的示例方法。

具体实施方式

将容易理解的是，可以以除所描述的示例实施方式以外的多种不同的配置，来布置和设计如在本文附图中概括地描述并图示出的实施方式的部件。因此，以下如在附图中所示的、对示例实施方式的更详细描述不意在限制所要求保护的实施方式的范围，而仅表示示例实施方式。

本说明书全文中，对“一个(one)实施方式”或“一种(an)实施方式”(等)的引用意味着结合实施方式所描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施方式中。因此，在本说明书全文的各处所出现的短语“在一个实施方式中”或“在一种实施方式中”等未必都指同一实施方式。

此外，在一个或更多个实施方式中，所描述的特征、结构或特性可以以任何适当的方式进行组合。在下面的描述中，提供了许多特定的细节以给出对实施方式的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可以在没有一个或更多个特定细节的情况下或者以其他方法、部件、材料等实践各种实施方式。在其他实例中，不再详细地示出或描述公知的结构、材 料或操作以避免混淆。

风扇是用于冷却某些电子装置的组成部分。因为风扇基于其旋转运动制造噪声，所以风扇旋转得越慢，则风扇制造的噪声越少。此外，频繁地转换或改变其旋转速度的风扇倾向于产生用户会注意的多于风扇制造的总噪声的噪声模式。常规地，响应于所感测的热例如由热敏电阻器读数和系统管理芯片所感测的热来反应性地控制风扇。因此，风扇速度会基于特定系统元件的热容而延迟。这意味着在感测到热并且指示风扇加速以减少系统热时，热已经被添加到该系统。针对热容的该延迟意味着风扇又会由于热容问题直至热完全耗散为止才会减速。

加剧该问题的事实是不能平滑地控制风扇。而是风扇倾向于响应于所感测的热逐渐加速和减速。也就是说，响应于所感测的热值，可以将风扇控制成加速预定时间。风扇将直至该时间到期为止才使其速度回落。风扇控制功能通常是一个手动调整的问题，以在可接受的噪声水平下实现充分的热移除。

因此，实施方式通过考虑由系统所消耗的电力而不是严格地通过系统所生成的热来主动地控制风扇。例如，在实施方式中，基于部件的热容、电力使用和环境温度，实施方式可以计算在由系统生成并且吸收热之前将热从系统移除所需的空气流动。

补充计算可以用于使升高风扇速度以及降低风扇速度的效果平稳，从而降低该系统的总的听觉影响，并且以较少变化维持更稳定的听觉量。通过基于电力消耗数据主动地使风扇速度的变化平滑，实施方式可以以更渐进的方式较早地升高旋转速度，并且实施方式有时还可以减小最大速度和/或风扇必须以给定的速度旋转以移除将由系统生成的热的持续时间。

在实施方式中，例如根据用于测量输入电压和输入电流(以给出瓦特数)的电源来确定由系统消耗的电力的量，这可以考虑电源(例如，膝上型计算机的外部电源)的电力效率额定值。可以确定根据电池组和/或商用电源得到的系统的电力消耗。电力消耗数据可以是系统总电力消耗、特定硬件元件(或特定硬件元件组)或特定应用(或特定应用组)的电力消耗或以上的一些组合。

可以基于已知的电力-热转换计算来将该电力消耗数据转换成热值(例如，BTU)。在实施方式中，使用环境温度的已知值、例如由被放置成对系统壳体外部的热进行感测的热敏电阻器所感测的环境温度的已知 值、系统壳体内部的已知容量以及风扇将空气从系统壳体容量移除的已知能力，可以利用电力消耗值来确定风扇设置，以在热量充分发展之前主动地将热从系统壳体移除。这使得能够在热量被系统部件吸收(以及被热敏电阻器感测)之前对热生成进行主动控制，这又带来新的机会以例如通过降低的听觉影响来智能地管理系统的冷却。因此，实施方式可以利用电力消耗值来主动地控制冷却风扇，使得风扇不需要以当热在系统内完全发展时所需要的高速率进行旋转。

此外，实施方式可以考虑部件材料信息(例如，某些硬件部件的金属成分)，以便更智能地管理系统的冷却。某些部件(例如，金属)以不同于其他材料(例如，塑料)的已知方式进行加热和冷却。在给出该信息的情况下，实施方式可以实现下述风扇设置，所述风扇设置不仅考虑系统的电力消耗，而且还应用某些风扇附近的硬件元件的材料成分的知识。这使得实施方式能够主动地管理某些风扇，以使得这些风扇的速度与系统的电力消耗匹配以及与特定硬件部件的预期的加热和冷却曲线匹配。例如，不是风扇迅速地转换速度以对由散热器所产生的改变的热作出反应，而是可以例如基于系统的电力消耗在预期散热器将以重复的方式进行加热和冷却的情况下将风扇设置成处于某一较低的速度达较长时间。这又使得能够采用更有效(例如，高效的)的冷却策略，进一步降低了系统冷却的听觉影响。

此外，如本文中所描述的，在使用电力消耗值和/或其他数据以主动的方式来控制多个风扇的实施方式中，实施方式还可以用于调节风扇以使得风扇提供噪声消除。作为示例，对风扇的主动控制使得能够在预期到热生成的情况下较早地开启风扇或使风扇加速，从而使得风扇能够以更低的速率或在更宽的速度范围内进行旋转，进而使得一个风扇的定时和/或速度充当针对提供专用冷却功能的另一风扇的噪声消除。

除减少由系统冷却造成的噪声之外，实施方式还实现了对系统的更优良的冷却，以使得系统部件(例如，处理器、电源等)维持在更优化的温度处。这延长了这些部件的寿命。

通过参照附图将最好地理解所图示的示例实施方式。下面的描述仅意在作为示例，并且仅示出某些示例实施方式。

虽然在信息处理装置中可以利用各种其他电路、线路或部件，但图1描绘出信息处理或电子装置电路、线路或部件的示例的框图。图1中所描绘的示例可以对应于计算系统，例如由北卡罗来纳州莫里斯维尔的联想 (美国)公司销售的THINKPAD系列的个人电脑或其他装置。根据本文的描述明显的是，实施方式可以包括图1中所示的示例的仅一些特征或其他特征。

图1的示例包括所谓的芯片组110(一组一起工作的集成电路，或芯片，芯片组)，芯片组110具有可以取决于制造商(例如INTEL、AMD、ARM等)而不同的架构。INTEL是英特尔公司(Intel Corporation)在美国和其他国家的注册商标。AMD是超微半导体有限公司(Advanced Micro Devices,Inc.)在美国和其他国家的注册商标。ARM是安谋股份有限公司(ARM Holdings plc)在美国和其他国家的未注册商标。芯片组110的架构包括核和存储器控制组120以及I/O控制器集线器150，I/O控制器集线器150经由直接管理接口(DMI)142或链路控制器144来交换信息(例如数据、信号、命令等)。在图1中，DMI 142是芯片到芯片的接口(有时被称为是“北桥”与“南桥”之间的链路)。核和存储器控制组120包括经由前端总线(FSB)124交换信息的存储器控制器集线器126和一个或更多个处理器122(例如单核或多核)；注意，组120的部件可以被集成到代替传统的“北桥”式架构的芯片中。如本领域公知的，一个或更多个处理器122包括内部运算单元、寄存器、高速缓存存储器、总线、I/O端口等。

在图1中，存储器控制器集线器126与存储器140对接(例如对一类RAM提供支持，该类RAM可以被称为“系统存储器”或“存储器”)。存储器控制器集线器126还包括用于显示装置192(例如CRT、平板、触摸屏等)的低压差分信号传送(LVDS)接口132。块138包括可以经由LVDS接口132来支持的一些技术(例如串行数字视频、HDMI/DVI、显示端口)。存储器控制器集线器126还包括可以支持独立显卡136的PCI-扩展接口(PCI-E)134。

在图1中，I/O集线器控制器150包括SATA接口151(例如用于HDD、SDD等，180)、PCI-E接口152(例如用于无线连接182)、USB接口153(例如用于装置184如数字转换器、键盘、鼠标、摄像头、电话、麦克风、存储器、其他连接装置等)、网络接口154(例如LAN)、GPIO接口155、LPC接口170(用于ASIC 171、TPM 172、超级I/O 173、固件集线器174、BIOS支持175以及各种类型的存储器176如ROM 177、闪存178和NVRAM 179)、电力管理接口161、时钟发生器接口162、音频接口163(例如用于扬声器194)、TCO接口164、系统管理总线接口165以及SPI 闪存166，SPI闪存166可以包括BIOS 168和启动代码190。I/O集线器控制器150可以包括千兆以太网支持。

系统可以被配置成在通电时执行在SPI闪存166中存储的、用于BIOS 168的启动代码190，此后在一个或更多个操作系统和(例如存储在系统存储器140中的)应用软件的控制下处理数据。操作系统可以被存储在多种位置中的任何位置处，并且例如根据BIOS 168的指令来访问。如本文中所描述的，装置可以包括比在图1的系统中所示的特征更少或者更多的特征元件。

可以在装置如个人计算机和/或需要经由风扇进行冷却的其他电子装置中使用例如图1中所概述的信息处理线路或电子装置线路。如本文中所描述的，在实施方式中，辅助芯片(例如，图1的系统I/O芯片或集线器控制器150、服务器中的基板管理控制器等)可以访问电力消耗数据(例如，通过查询例如I²C总线的电力供给)并且根据各种实施方式来控制风扇速度。例如，可以将硬件监测功能添加至系统I/O芯片，以使得电力消耗数据以及部件材料信息、风扇布局数据、噪声消除定时数据、所感测的热数据(在壳体内部和/或壳体外部)为可用的并且可以由系统I/O芯片来处理。因此，实施方式使用系统I/O芯片等部件以基于电力消耗数据以及本文中所引用的任何其他数据来主动地管理针对风扇的控制功能。

现在参照图2，实施方式通过例如通过前述的控制功能实现的将电力消耗数据并入到冷却方案中来实现对装置冷却的主动控制。如图2的示例中所示，在201处，实施方式获得电力消耗数据。如本文中已经描述的，该电力消耗数据可以包括整个系统的电力消耗值(例如，以瓦特为单位)、可以包括分立部件(例如，CPU、GPU等)的电力消耗或者以上的组合。如图所示，在202处，实施方式可以使用电力消耗数据来确定热值。

如图所示，在202处所确定的热值可以是对根据系统所消耗的总电力预计的系统热的简单计算。然而，如本领域的普通技术人员将理解的，另外的数据可以是可用的并且被运用于优化或调整控制功能，从而对用于以主动地方式将热量从系统移除的风扇或其他冷却元件的操作进行优化或调整。

作为示例，以及如图2所示，(例如，来自放置在风扇附近、被置于对系统壳体外部的环境温度进行感测的热敏电阻器等)所感测的热可以提供关于电力消耗将如何影响系统壳体内部产生的热的有用数据。同样地，在202处可以获得并且使用部件材料信息(例如，产生和/或吸收热的某 些硬件元件的材料成分)、系统壳体容量数据(以及从而要移除的经加热的空气量)、风扇布局数据(该风扇布局数据可以包括风扇连同附近元件一起所位于的空间或位置以及风扇大小或功能信息(例如，风扇以给定的速度可以产生多少气流))，以基于电力消耗来确定预期的热值。应当注意，预期的热值可以是例如针对系统的不同部分的多个热值。

在给出该数据的情况下，实施方式使用热值来改变或调整用于控制风扇的控制功能。因此，如在203处所示，如果确定出应当调整风扇的当前操作，则如204处所示，实施方式调整风扇以使得风扇以更快或更慢的速率旋转。在一些情况下，如本文中已经描述的，可以调整风扇以使得一个风扇消除另一风扇的噪声。可以控制风扇以使得风扇开始以主动的方式即在不等待传感器检测到系统内的热产生的情况下来移除热。在许多情况下，这将导致需要较慢的旋转速度。此外，风扇可以运行较短的时间段并且在任何情况下将提供更有效的冷却策略，以移除将由系统内的电力消耗所生成的热。

实施方式使用服务处理器，该服务处理器为单独的专用内部处理器并且可以位于平台或系统等的主板、PCI卡、部件、底盘上。即使CPU或OS被锁定或者在其他方面不可访问，服务处理器也独立于主处理器(例如，CPU)和操作系统(OS)进行操作。通常，服务处理器对平台或系统的板载仪器(例如，温度传感器、CPU状态、风扇速度、电压等)进行监测、提供远程重置或电力循环能力、使得能够远程访问基本输入/输出系统(BIOS)配置或OS控制台信息、并且在一些情况下提供键盘和鼠标控制。服务处理器还可以执行其他功能。

因此，本文中所描述的各种实施方式表示通过从反应性的冷却方案转变为主动的冷却方案对冷却电子装置的处理的技术改进。为了完成该技术改进，实施方式利用可以被并入到风扇控制功能的电力消耗数据，以使得系统可以更迅速地适应预期的热生成事件。这降低了与装置有关的听觉影响并且通过将装置部件维持在最佳的温度范围内而延长了装置部件的寿命。

如由本领域的技术人员将会理解，各个方面可以被实施为系统、方法或装置程序产品。因此，各个方面可以采用完全硬件实施方式的形式或采用包括软件的实施方式的形式，所述软件在本文中可以全部统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，各个方面可以采用在一个或更多个装置可读介质中实施的装置程序产品的形式，所述一个或更多个装置可读介质 具有被实施在其中的装置可读程序代码。

应当注意，本文中所描述的各种功能可以使用以下指令来实现，所述指令被存储在装置可读存储介质(例如由处理器执行的非信号存储装置)上。存储装置可以是例如电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体的系统、设备或装置，或前述的任何适当的组合。存储介质的更多的具体示例包括如下：便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存存储器)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储装置、磁存储装置，或前述的任何适当的组合。在本文件的上下文中，存储装置不是信号，并且“非暂态”包括除信号介质之外的全部介质。

可以使用任何适当的介质来传输在存储介质上所实施的程序代码，所述任何适当的介质包括但不限于无线、有线、光缆、RF等或前述的任何适当的组合。

可以以一种或更多种编程语言的任何组合来编写用于执行操作的程序代码。程序代码可以完全在单个装置上执行、部分地在单个装置上执行、作为独立软件包执行、部分地在单个装置上且部分地在另一装置上执行或完全在其他装置上执行。在一些情况下，可以通过任何类型的连接或网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))来连接装置，或可以通过其他装置(例如通过使用因特网服务提供商的因特网)、通过无线连接例如近场通信或通过硬线连接(例如通过USB连接)来进行连接。

本文参考示出了根据各种示例实施方式的示例方法、装置和程序产品的附图来描述示例实施方式。应当理解的是，动作和功能可以至少部分地由程序指令来实现。可以将这些程序指令提供给装置、专用信息处理装置或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机制，使得经由装置的处理器执行的指令实现指定的功能/动作。

值得注意的是，虽然在附图中使用了具体的块，并且已经示出了块的特定顺序，但这些均是非限制性的示例。由于明确示出的示例仅用于描述目的，而不应被视为限制性的，所以在某些情况下，可以组合两个或更多个块，可以将块分成两个或更多个块，或者可以按需要将某些块重新排序或重新组织。

如本文所用的那样，除非另行指明，否则单数“a”和“an”可以被解释为包括复数“一个或更多个”。

给出本公开内容是为了说明和描述的目的，而非意在是穷举或限制。对于本领域普通技术人员而言，许多修改和变化将是明显的。选择并描述示例实施方式是为了说明原理和实际应用，并且使本领域其他普通技术人员能够针对适合于构思的特定应用的具有各种修改的各种实施方式来理解公开内容。

因此，虽然本文参考附图描述了说明性的示例实施方式，但应理解的是，该描述不是限制性的，并且在不偏离本公开内容的范围或精神的情况下，本领域技术人员可以作出各种其他变化和修改。