专利名称：减少处理器耗用能源的方法
技术领域：
本发明涉及一种减少计算机系统耗用能源的方法，特别涉及一种减少计算机系统中处理器耗用能源的技术。
背景技术：
近年来随着集成电路(Integrated Circuit，IC)芯片之内部线路的积集度(Integration)不断地增高，计算机系统中所包含的中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、北桥芯片及绘图芯片等集成电路(Integrated Circuit，IC)芯片的运作速度也随之向上攀升。如此一来，导致计算机系统内部的发热功率不断升高，为了预防计算机系统内部的集成电路芯片过热，使集成电路芯片产生暂时性甚至是永久性的失效，因此在计算机系统中提供足够的散热功能变得非常重要。以拥有计算机系统中主脑(Brain)美名的中央处理器为例，中央处理器在高速运作之下，当中央处理器本身的温度超出其正常的工作温度范围时，中央处理器极有可能会发生运算错误，或是暂时性地失效，这将导致计算机系统故障(Crash)。此外甚至极有可能损坏中央处理器芯片内部的晶体管，因而导致中央处理器产生物理性地永久失效，而不得不更换中央处理器，才能恢复计算机系统正常操作。
为了有效地降低集成电路芯片在运作时产生大量热能所造成的损害，除了在计算机系统的主机机壳内部加装散热风扇，用以提供热对流形式的散热作用以外，还可直接在计算机系统的电源供应器、中央处理器及绘图处理单元(Graphics Processing Unit，GPU)，甚至是芯片组等温度容易升高的集成电路芯片上加装散热器(Heat Sink)等装置，直接接触集成电路芯片的表面，用以提供较大的散热面积，藉以迅速移除集成电路芯片在高速运作时所产生的热能，因而降低集成电路芯片的本身温度，如此将使得计算机系统的运作能够更为顺畅。
在计算机系统中，集成电路芯片运作时所产生的热能，可说是计算机处理运算时最大耗用能源的因子，其中又以中央处理器为最。中央处理器的规格通常可以用时钟脉冲频率(Clock Frequency)几MHz来表示，这是表示中央处理器在1秒钟进行多少次基本动作，一般而言，时钟脉冲频率越高则是表示处理速度越快。此外，也有用32位及64位等数字来表示中央处理器的规格，这是指一次运算所能处理的数据量大小。时钟脉冲频率越快，或是位数越大，并不一定就越好，应该根据使用不同目的而选用不同规格的中央处理器。但就算是选用到适当的中央处理器，在使用时段内，中央处理器被使用的比率亦有高峰与低峰的差异，但现有的技术仅能将处理器使用比率固定在某一定值。
在已知技术中有一种中央处理器节流功能(CPU Throttling Function)可实现降低耗能的目的，请参照图1，图1示出了已知技术的处理器使用率与温度的关系示意图，如图1所示，在一般状况下，中央处理器节流功能是处于禁能状态，此时中央处理器的使用率设定为100％，当系统温度高过于某一个额定温度时，将中央处理器节流功能致能，调低中央处理器的使用率，用以降低系统温度，保护中央处理器不会因过热而损坏。由于此节流功能只具有两个阶层，一为致能，一为禁能，并无法准确地实现降低耗能的目的。简单而言，由于已知技术无法动态地变更中央处理器的工作周期(Duty Cycle)，无法符合实际使用计算机系统的情况，因此无法精确地降低耗能。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种可符合实际使用状况，减少处理器耗用能源的方法，藉由降低耗能，进而实现延长笔记本型计算机系统在电池模式下的使用时间，降低桌上型计算机在闲置状态下的温度，进而延长内部集成电路芯片的使用寿命等优点。
本发明是以将处理器的节流程度分为多个阶层的状况下为前提，首先，处理器开始运作时，将此处理器的节流程度设定在这些阶层中除了处理器使用率最大的阶层外的任一阶层。接下来，则是检测在此阶层下处理器的温度。最后，再根据检测到的处理器温度对应调整处理器的节流程度。其中，当检测到的处理器温度介于某一个预定数值范围时，就把处理器的节流程度固定在与此预定数值范围相对应的预定阶层。
从另一个观点来看，本发明也可以是首先当处理器开始运作时，将此处理器的节流程度设定在这些阶层中除了处理器使用率最大的阶层外的任一阶层。接下来，检测处理器的温度以及处理器所处的系统环境的温度(简称为系统温度)。最后根据检测到的处理器温度与系统温度之间的温度差，对应调整处理器的节流程度。其中，当处理器温度与系统温度的温度差介于某一个预定数值范围时，就把处理器的节流程度固定在与此预定数值范围相对应的预定阶层。
本发明依照所检测的处理器温度来调整节流程度，或者是依照所检测的处理器温度与处理器所处的环境温度之间的温度差变化来变更处理器的节流程度，以多选择的节流程度来实现在不妨害实际使用状况下，有效地减少处理器的非必要耗能。
图1示出了已知技术的处理器使用率与温度的关系示意图。
图2示出了依照本发明第一实施例的流程示意图。
图3示出了依照本发明第二实施例的流程示意图。
图4示出了在理想状况下，处理器使用率与温度的关系示意图。
图5示出了依照本发明一实施例的处理器使用率与温度的关系示意图。
具体实施例方式
为使本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并结合附图详细说明如下。
请参照图2，图2示出了依照本发明第一实施例的流程示意图。此实施例适用在将处理器的节流程度区分为多个阶层的状况下，首先，在计算机系统开启后，处理器开始进行运算处理之时，同时设定处理器的节流程度于最高阶层(指处理器使用率最大的阶层)以外的任一阶层(如步骤S203、S206)。接下来，则检测在此阶层下，处理器运作时的温度(如步骤S209)。最后则是依照检测所得的处理器温度，对应地调整处理器的节流程度(如步骤S212)。其中，在步骤S212之前，需先设定调整好处理器的节流程度所需的节流程度阶层与处理器温度间的对应关系(图中未示出)，而其调整方式为当检测所得的处理器的温度介于某一个预定数值范围时，就把处理器的节流程度固定在与此预定数值范围相对应的预定阶层。
接着，请参照图3，图3示出了依照本发明第二实施例的流程示意图。此实施例是用在将处理器的节流程度区分为多个阶层的状况下，首先，在计算机系统开启后，处理器开始进行运算处理之时，同时设定处理器的节流程度于最高阶层(指处理器使用率最大的阶层)以外的任一阶层(如步骤S303、S306)。接下来，则检测此时处理器运作时的温度(如步骤S309)。接着下来则是检测此时处理器所处的系统环境中的温度(如步骤S312)。最后，依照检测所得的处理器温度与系统温度之间的温度差，相对应地调整处理器的节流程度(如步骤S315)。其中在步骤S315之前，需先设定调整好处理器的节流程度所需的节流程度阶层与处理器温度及系统温度的温度差间的对应关系(图中未示出)，而其调整方式可以为当检测所得的处理器温度与系统温度之间的温度差介于某一个预定数值范围时，就把处理器的节流程度固定在与此预定数值范围相对应的预定阶层。
请参照图4，图4示出了在理想状况下，处理器使用率与温度的关系示意图。由图可知，在一特定的额定温度内，处理器使用率与温度成正比关系。这是因为当处理器运转速度较快时，处理器本身的温度会随着升高，处理器的使用率也随之增加，这是因为处理器的工作时钟脉冲增高。但是一旦超过处理器的工作温度，此工作温度通常为处理器可维持正常操作的最高容许温度，便将处理器的节流功能致能，藉此降低处理器使用率以保护处理器不会因过热而损坏。但在实际应用上，如要达到如此理想的关系其可能性极小。接着，请参照图5，图5示出了依照本发明的一实施例的处理器使用率与温度的关系示意图。在此实施例中，虽然是将处理器使用率以12.5％为间隔值，分成12.5％、25％、37.5％、50％、62.5％、75％、87.5％、100％等8个阶层，但在实际应用上并无须以此为限。
虽然本发明仅披露上述实施例，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可作若干的更动与润饰，因此本发明的保护范围视后附的权利要求为准。
权利要求
1.一种减少处理器耗用能源的方法，适用于将一处理器的节流程度区分为多个阶层的状况中，该减少处理器耗用能源的方法包括在该处理器开启时即设定该处理器的节流程度在所述阶层中除该处理器使用率最大的阶层外的任一阶层；检测该处理器的温度；以及根据检测所得的该处理器的温度以相对应调整该处理器的节流程度。
2.如权利要求1所述的减少处理器耗用能源的方法，其中该处理器的节流程度的调整包括当检测所得的该处理器之温度介于一预定数值范围时，则设定该处理器的节流程度在与该预定数值范围相对应的一预定阶层。
3.如权利要求1所述的减少处理器耗用能源的方法，其中该处理器的节流程度被分为八个阶层。
4.如权利要求1所述的减少处理器耗用能源的方法，其中，在根据检测所得的该处理器的温度以相对应调整该处理器的节流程度前，还包括设定调整该处理器的节流程度所需的节流程度阶层与该处理器温度间的对应关系。
5.一种减少处理器耗用能源的方法，适用于将一处理器的节流程度区分为多个阶层的状况中，该减少处理器耗用能源的方法包括在该处理器开启时即设定该处理器的节流程度在所述阶层中除该处理器使用率最大的阶层外的任一阶层；检测该处理器的温度；检测该处理器所处系统的温度；以及根据该处理器温度与该系统温度间的差值，以相对应调整该处理器的节流程度。
6.如权利要求5所述的减少处理器耗用能源的方法，其中该处理器的节流程度的调整包括当该差值介于一预定数值范围时，则设定该处理器的节流程度于与该预定数值范围相对应的一预定阶层。
7.如权利要求5所述的减少处理器耗用能源的方法，其中该处理器的节流程度被分为八个阶层。
8.如权利要求5所述的减少处理器耗用能源的方法，其中在根据该差值，以相对应调整该处理器的节流程度前，还包括设定调整该处理器的节流程度所需的节流程度阶层与该处理器温度及该系统温度的该差值间的对应关系。
全文摘要
一种减少处理器耗用能源的方法，首先，当处理器开始运作时，将此处理器的节流程度设定在除了处理器使用率最大的阶层外的任何一个阶层。接下来，检测在此阶层下处理器的温度，或者是检测处理器温度与处理器所在的环境温度后，计算两者之间的温度差。最后，则是根据检测到的处理器温度或者是计算出的温度差，对应调整出处理器的节流程度。
文档编号G06F1/32GK1591284SQ0315560
公开日2005年3月9日 申请日期2003年8月29日 优先权日2003年8月29日
发明者陈奕彰, 吴质轩 申请人:纬创资通股份有限公司