專利名稱：電腦處理器的動(dòng)態(tài)控制方法及控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種電腦處理器的控制方法及控制系統(tǒng)，特別是針對(duì)一般處理器操作時(shí)可能消耗大量多余的電力和產(chǎn)生高溫的現(xiàn)象，所提出的一種電腦處理器的動(dòng)態(tài)控制方法及控制系統(tǒng)。
目前電腦所采用的中央處理器(central processing unit，以下稱CPU)，為了提高計(jì)算和處理能力，運(yùn)算速度也就變得愈來愈快。以一般PC(個(gè)人電腦)所采用的CPU來說，操作頻率由33MHz、66MHz、一直到200MHz以上，而所包含的集成電路量也愈來愈多。然而，隨著CPU發(fā)展，相對(duì)的也會(huì)造成若干的操作上的問題。
目前CPU所遇到的最常見問題，一個(gè)是耗電量，另一個(gè)是散熱問題。如上所述，CPU所包含的集成電路數(shù)量相當(dāng)多，同時(shí)操作頻率也相當(dāng)高，所以必須提供較以往更多的電力才能夠維持CPU的正常動(dòng)作。另一方面，CPU也會(huì)發(fā)出更多的熱量，使得其周圍環(huán)境溫度更高，因此，如何解決CPU高耗電和高溫的問題，便成為重要的課題。
習(xí)知處理方式大都是針對(duì)高溫部分來加以解決，例如加裝散熱片或風(fēng)扇來降低CPU操作時(shí)的溫度。另一種處理方式是利用電力管理(power management)的功能使CPU減少操作時(shí)所浪費(fèi)的電能，藉此也可以降低CPU所散發(fā)出的熱量，達(dá)到降溫的目的。不過，習(xí)知作法并不能夠完整地解決目前CPU的上述問題，例如使用者在電力管理功能中選擇降速選項(xiàng)的情況下，雖然可以達(dá)到降低耗電和降溫的效果，但是使用者也很容易發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)執(zhí)行應(yīng)用程序的效率明顯降低。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種可降低耗電量的電腦處理器的動(dòng)態(tài)控制方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種可降低耗電量的電腦處理器的動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)。
為達(dá)到上述目的本發(fā)明采取如下措施本發(fā)明的一種電腦處理器的動(dòng)態(tài)控制方法，其特征在于包括下列步驟a.計(jì)算處理器的目前使用率；b.根據(jù)計(jì)算出的目前使用率，控制處理器操作于具有對(duì)應(yīng)操作頻率的時(shí)脈下，目前使用率和對(duì)應(yīng)操作頻率為正相關(guān)。
所述的控制方法，其特征在于所述步驟a包括a.攔截處理器的執(zhí)行程序所發(fā)出的待處理信號(hào)；b.在一既定時(shí)間內(nèi)，計(jì)數(shù)由處理器所發(fā)出的待處理信號(hào)次數(shù)；c.根據(jù)計(jì)數(shù)出的待處理信號(hào)次數(shù)，估算處理器的目前使用率。
所述的控制方法，其特征在于，所述步驟b中的“對(duì)應(yīng)操作頻率”為所述處理器的可設(shè)定操作頻率中之一，每一可設(shè)定操作頻率對(duì)應(yīng)于處理器使用率的對(duì)應(yīng)范圍內(nèi)。
本發(fā)明的一種電腦處理器的動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括一用以攔截處理器執(zhí)行程序所發(fā)出的訊息的攔截模組；一計(jì)算模組，耦接于攔截模組，其根據(jù)攔截模組所攔截的訊息，計(jì)算出處理器的目前使用率；一控制模組，耦接于計(jì)算模組，其根據(jù)計(jì)算出的目前使用率，控制處理器操作于具有對(duì)應(yīng)操作頻率的時(shí)脈下，該目前使用率和所述對(duì)應(yīng)操作頻率為正相關(guān)。
所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述程序?yàn)橐徊僮飨到y(tǒng)程序。
所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，在所述處理器中執(zhí)行的所述程序是在處理器空閑時(shí)發(fā)出一待處理信號(hào)，所述計(jì)算模組則在一既定時(shí)間內(nèi)計(jì)算出所述待處理信號(hào)的次數(shù)，用以計(jì)算出對(duì)應(yīng)的所述處理器目前使用率。
結(jié)合一較佳實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明的方法及系統(tǒng)詳細(xì)說明如下附圖簡單說明


圖1本發(fā)明電腦處理器的動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)實(shí)施例的方框圖。
圖2本發(fā)明電腦處理器的動(dòng)態(tài)控制方法實(shí)施例的流程圖。
首先說明本發(fā)明所采用的動(dòng)態(tài)調(diào)整CPU方法的原理，根據(jù)一般電腦的使用經(jīng)驗(yàn)可知，CPU實(shí)際上并不是一直保持忙碌狀態(tài)的。以電腦在執(zhí)行Microsoft Windows95操作系統(tǒng)的情況為例，在大多數(shù)操作環(huán)境下，CPU實(shí)際上平均只有10％左右的使用率。只有在執(zhí)行某些需要非常龐大計(jì)算量的應(yīng)用，例如利用軟件程序模擬MPEG解碼器進(jìn)行影像的播放，或是工程上需要大量計(jì)算的模擬方式，CPU才會(huì)有比較高的使用率。換言之，習(xí)知電腦系統(tǒng)中的CPU在大部分時(shí)間中都處于閑置狀態(tài)，但是仍會(huì)維持滿檔的工作頻率。而本發(fā)明所采用的方式，就是根據(jù)CPU的實(shí)際使用率，動(dòng)態(tài)地調(diào)整CPU操作所需要的工作時(shí)脈。也就是當(dāng)目前CPU使用率相當(dāng)?shù)蜁r(shí)，可以動(dòng)態(tài)地、適度地調(diào)低CPU操作的工作時(shí)脈頻率，一方面不會(huì)因而造成CPU執(zhí)行速度的降低，另一方面也可以達(dá)到省電和降溫的目的。
在以下實(shí)施例中，主要是針對(duì)一般CPU執(zhí)行Microsoft Windows95操作系統(tǒng)的情況來說明。然而，對(duì)于熟知此技術(shù)的人員來說，本發(fā)明的機(jī)理可以適度修改后，應(yīng)用在不同電腦系統(tǒng)或是不同執(zhí)行程序中。
如圖1所示，其表示本發(fā)明電腦處理器的動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)實(shí)施例的方框圖。此控制系統(tǒng)中包括三個(gè)部分，分別為攔截模組2、統(tǒng)計(jì)模組4以及控制模組6。首先說明圖1中其他的部分，操作系統(tǒng)(OS)10在本實(shí)施例中為Microsoft Windows 95，在CPU1中執(zhí)行；在MicrosoftWindows95的情況，當(dāng)CPU1目前為閑置狀態(tài)時(shí)，發(fā)出一個(gè)待處理信號(hào)Idle到其他應(yīng)用程序12中，通知目前CPU為閑置狀態(tài)。因此，本實(shí)施例中根據(jù)操作系統(tǒng)10所發(fā)出的待處理信號(hào)Idle，來進(jìn)行CPU1工作時(shí)脈頻率的調(diào)整。
控制系統(tǒng)各部分的功能攔截模組2是以掛接(hook)的方式，攔截到操作系統(tǒng)10每次發(fā)出的待處理信號(hào)Idle，攔截模組2實(shí)際上可以利用V×D(virtual Machine device)來實(shí)現(xiàn)，以達(dá)到上述攔截操作系統(tǒng)10發(fā)出訊息的目的。攔截模組2在拾取到待處理信號(hào)Idle后，則將此訊息傳送到統(tǒng)計(jì)模組4。
統(tǒng)計(jì)模組4的作用是在一段時(shí)間之內(nèi)(例如1 sec)內(nèi)計(jì)數(shù)出操作系統(tǒng)10(或CPUl)所發(fā)出的待處理信號(hào)Idle的次數(shù)。根據(jù)此訊息，統(tǒng)計(jì)模組4可以估算出CPU1在目前情況下的使用率。簡言之，當(dāng)待處理信號(hào)Idle次數(shù)較多，則表示CPU1目前的使用率偏低。當(dāng)待處理信號(hào)Idle次數(shù)較少，則表示CPU1目前的使用率較高。另外，上述的時(shí)間間隔可以根據(jù)不同CPU類型和操作情況加以設(shè)定。
控制模組6耦接于統(tǒng)計(jì)模組4，并且接收其所估算出的目前使用率。根據(jù)此目前使用率，控制模組6便可以藉此動(dòng)態(tài)地調(diào)整CPU1的實(shí)際工作時(shí)脈頻率。簡單地說，如果CPU1目前使用率偏低時(shí)，控制模組6可以調(diào)低目前的工作時(shí)脈頻率，正因?yàn)榇藭r(shí)使用率并不高，所以即使工作時(shí)脈頻率下降也不致于影響到其整體工作的效能。另一方面，如果CPU1目前使用率較高時(shí)，則控制模組6可以調(diào)整到較高的工作時(shí)脈頻率，以便維持整體的系統(tǒng)效能。另外，控制模組6必須處理的問題，則是如何調(diào)整不同的CPU工作時(shí)脈頻率。在一般電腦中，CPU的工作時(shí)脈頻率是由核心邏輯晶片組(core logic chipsets)所提供，因此，通過控制核心邏輯晶片組的工作時(shí)脈信號(hào)，便可以達(dá)到調(diào)整CPU工作時(shí)脈頻率的目的。在一般電腦中，實(shí)際產(chǎn)生工作時(shí)脈信號(hào)的電路是在主機(jī)板(mainframe)中，并且是根據(jù)基頻參數(shù)和倍頻參數(shù)來決定工作時(shí)脈信號(hào)的頻率。為方便實(shí)施起見，本實(shí)施例利用上述的基頻參數(shù)和倍頻參數(shù)來調(diào)整工作時(shí)脈信號(hào)頻率，不過對(duì)于熟知此技術(shù)的人員來說，工作時(shí)脈信號(hào)頻率的調(diào)整也可以通過其他方式進(jìn)行。
如圖2所示，其為本發(fā)明電腦處理器的動(dòng)態(tài)控制方法實(shí)施例的流程圖；首先，將有關(guān)模組(包括攔截模組2、統(tǒng)計(jì)模組4和控制模組6)載入到系統(tǒng)中(步驟S1)，即完成初始的處理程序，接著則是反覆執(zhí)行步驟S2、步驟S3和步驟S4的處理。在步驟S2中，首先由攔截模組2攔截由操作系統(tǒng)10所傳來的待處理信號(hào)Idle；接著在步驟S3中，統(tǒng)計(jì)模組4在單位時(shí)間內(nèi)，計(jì)數(shù)出待處理信號(hào)出現(xiàn)的次數(shù)，并且據(jù)以推定CPU的目前使用率；接著在步驟S4中，根據(jù)CPU的使用率，控制模組6設(shè)定出CPU的操作時(shí)脈頻率；利用步驟S2、S3、和S4之間的反復(fù)執(zhí)行動(dòng)作，CPU的操作時(shí)脈頻率將隨著實(shí)際使用率而動(dòng)態(tài)地調(diào)整，借此可以在CPU閑置期間內(nèi)節(jié)省下大部分電力，同時(shí)也可以降低其產(chǎn)生的熱量，達(dá)到降低溫度的目的。
以下就本實(shí)施例中CPU使用率和CPU操作時(shí)脈之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行說明。如表1所示，其表示本發(fā)明中目前CPU使用率和CPU操作時(shí)脈間的關(guān)系；如前所述，在一般電腦中CPU操作時(shí)脈的頻率是由基頻參數(shù)(表示基本頻率)和倍頻參數(shù)(表示基頻參數(shù)的倍數(shù))所決定，因此所能夠控制的實(shí)際操作時(shí)脈頻率并不是連續(xù)的。因此在本實(shí)施例中，是將每個(gè)可設(shè)定的操作頻率對(duì)應(yīng)到一個(gè)CPU使用率的范圍內(nèi)。
如表1所示。CPU使用率共分為5級(jí)，分別對(duì)應(yīng)于不同的CPU操作時(shí)脈，當(dāng)CPU使用率偏高時(shí)(如80％-100％)，CPU操作時(shí)脈具有滿檔(100％)的頻率。相對(duì)地，如果CPU使用率較低時(shí)(如10％以下)，則可以大幅降低CPU操作時(shí)脈的頻率(37.5％)。根據(jù)上述CPU使用率和CPU操作時(shí)脈頻率之間的關(guān)聯(lián)性來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也證明系統(tǒng)整體處理效能并不會(huì)因此而下降。因此，利用本實(shí)施例所揭露的方式，確實(shí)可以達(dá)到節(jié)省電力和降低溫度的目的。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下效果由于本發(fā)明的控制系統(tǒng)中設(shè)有一攔截模組、計(jì)算模組及控制模組，可及時(shí)利用本發(fā)明的控制方法，計(jì)算電腦處理器目前的使用率，由控制模組根據(jù)目前使用率，控制處理器操作于具有對(duì)應(yīng)頻率的時(shí)脈下，因此，在處理器使用率較低的情況下，可適當(dāng)?shù)亟档筒僮黝l率，即可達(dá)到降低耗電量，并可減少電腦處理器所發(fā)出熱量的目的。
本發(fā)明雖以一較佳實(shí)施例揭露如上，但其并非用以限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，當(dāng)可做些許更動(dòng)時(shí)，例如在其他電腦系統(tǒng)或操作系統(tǒng)中，也可以利用其他方式來估算出CPU目前狀態(tài)下的使用率，因此這種更動(dòng)也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電腦處理器的動(dòng)態(tài)控制方法，其特征在于包括下列步驟a.計(jì)算處理器的目前使用率；b.根據(jù)計(jì)算出的目前使用率，控制處理器操作于具有對(duì)應(yīng)操作頻率的時(shí)脈下，目前使用率和對(duì)應(yīng)操作頻率為正相關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于所述步驟a包括a.攔截處理器的執(zhí)行程序所發(fā)出的待處理信號(hào)；b.在一既定時(shí)間內(nèi)，計(jì)數(shù)由處理器所發(fā)出的待處理信號(hào)次數(shù)；c.根據(jù)計(jì)數(shù)出的待處理信號(hào)次數(shù)，估算處理器的目前使用率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步驟b中的“對(duì)應(yīng)操作頻率”為所述處理器的可設(shè)定操作頻率中之一，每一可設(shè)定操作頻率對(duì)應(yīng)于處理器使用率的對(duì)應(yīng)范圍內(nèi)。
4.一種電腦處理器的動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括一用以攔截處理器執(zhí)行程序所發(fā)出的訊息的攔截模組；一計(jì)算模組，耦接于攔截模組，其根據(jù)攔截模組所攔截的訊息，計(jì)算出處理器的目前使用率；一控制模組，耦接于計(jì)算模組，其根據(jù)計(jì)算出的目前使用率，控制處理器操作于具有對(duì)應(yīng)操作頻率的時(shí)脈下，該目前使用率和所述對(duì)應(yīng)操作頻率為正相關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述程序?yàn)橐徊僮飨到y(tǒng)程序。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，在所述處理器中執(zhí)行的所述程序是在處理器空閑時(shí)發(fā)出一待處理信號(hào)，所述計(jì)算模組則在一既定時(shí)間內(nèi)計(jì)算出所述待處理信號(hào)的次數(shù)，用以計(jì)算出對(duì)應(yīng)的所述處理器目前使用率。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述對(duì)應(yīng)操作頻率為所述處理器的可設(shè)定操作頻率之中一，每一可設(shè)定操作頻率對(duì)應(yīng)于處理器使用率的對(duì)應(yīng)范圍內(nèi)。
全文摘要
一種電腦處理器的動(dòng)態(tài)控制方法及控制系統(tǒng);控制方法包括以下步驟:a.計(jì)算處理器的目前使用率;b.根據(jù)使用率,控制處理器操作于具有對(duì)應(yīng)操作頻率的時(shí)脈下;步驟a包括:a.攔截處理器的待處理信號(hào);b.在一既定時(shí)間內(nèi),計(jì)算待處理信號(hào)次數(shù);c.根據(jù)該次數(shù),估算處理器的目前使用率?？刂葡到y(tǒng),包括:一攔截模組;一計(jì)算模組,耦接于攔截模組;一控制模組,耦接于計(jì)算模組,其控制處理器操作于具有對(duì)應(yīng)操作頻率的時(shí)脈下。
文檔編號(hào)G06F1/32GK1262466SQ99100339
公開日2000年8月9日 申請日期1999年2月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月1日
發(fā)明者董忠智 申請人:神基科技股份有限公司