動態調整中央處理器頻率的方法
2023-04-25 16:10:46
專利名稱：動態調整中央處理器頻率的方法
技術領域：
本發明涉及一種動態調整中央處理器頻率的方法，特別是涉及一種可節省計算機耗電的動態調整中央處理器頻率技術的動態調整中央處理器頻率的方法。
背景技術：
在掌上型個人計算機(Personal Digital Assistant，PDA)，或是筆記型計算機(Notebook)等可攜式計算機產品的市場日漸蓬勃的今日，除了計算機本身的效能之外，電池的使用時間長短也已經成為使用者在購買時的一個考量要點。較長的電池使用時間代表了使用者可以在同樣的配備下更輕鬆的進行長途旅遊。
通常，中央處理器的製造廠商會確認電源供應型態，若是由交流電源供應，則將處理器的使用率調整至最高，以效能為其考量；如果是由電池電源供應，則將適度調降時脈及電壓，以增加電池可使用時間。因此，此項現有習知技術僅具有兩種切換模式，即交流電源模式與電池電源模式，並無法隨著處理器使用率實時升降中央處理器時脈，而且上述現有習知技術均是用於調整中央處理器的內倍頻。
目前在微軟作業系統或是其它筆記型計算機製造商中，已針對不同狀況，例如桌上型計算機(Desktop)、筆記型計算機等的電源供應型態，依據是使用電池電源或是外接交流電源來提供不同的電源管理機制。然而，使用者必須要針對自身的狀況去手動選擇上述狀況之一，以藉此得到符合目前狀況的電源管理機制。
微星科技日前公開了一種在微軟窗口系統下可實時升降中央處理器頻率的方法，其專利公告號為511027。該項技術是在窗口接口中提供一個頻率的選擇單元，然後將所選定的頻率傳至中央處理器開始工作，並將中央處理器的工作頻率顯示在窗口接口上，藉此達到動態調升中央處理器的工作時脈及電壓，但是，其頻率限制於所選定的頻率資料，且此項技術必須增加一顆核心晶片(Core-cell Chip)，而且相關路線勢必有所更動。
由此可見，上述現有的動態調整中央處理器頻率的方法仍存在有諸多的缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決現有的動態調整中央處理器頻率的方法的缺陷，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但是長久以來一直未見適用的設計被發展完成，此顯然是相關業者急欲解決的問題。
有鑑於上述現有的動態調整中央處理器頻率的方法存在的缺陷，本發明人基於從事此類產品設計製造多年豐富的實務經驗及專業知識，積極加以研究創新，以期創設一種新的動態調整中央處理器頻率的方法，能夠改進一般現有的動態調整中央處理器頻率的方法，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，並經反覆試作及改進後，終於創設出確具實用價值的本發明。
發明內容
本發明的目的在於，克服現有的動態調整中央處理器頻率的方法存在的缺陷，而提供一種新的動態調整中央處理器頻率的方法，所要解決的技術問題是使系統可以根據不同的供電狀況，藉由自動調整中央處理器的頻率，而可節省計算機消耗的電力，進而可達到延長計算機系統使用時間的功效，從而更加適於實用，且具有產業上的利用價值。
本發明的目的及解決其技術問題是採用以下的技術方案來實現的。依據本發明提出的一種動態調整中央處理器頻率的方法，該方法包括以下步驟(a)、提供一對應關係表，該對應關係表包括多個階層，且每一該些階層定義一組前端總線操作頻率及相應的中央處理器使用率範圍；(b)、取得中央處理器的一目前使用率；以及(c)、根據該目前使用率與該對應關係表比對，調整中央處理器的前端總線操作頻率至一對應階層，以使該目前使用率包含於該對應階層所定義的中央處理器使用率範圍內。
本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。
前述的動態調整中央處理器頻率的方法，其中所述的a步驟包括(a1)、偵測該方法是否首次在一機器上執行；(a2)、逐步調校找出該機器內處理器所能調整的最大時脈區間；以及(a3)、根據該時脈區間規劃出各階層，由該階層定義出中央處理器前端總線操作頻率與使用率的對應關係表。
前述的動態調整中央處理器頻率的方法，其中以電池供應電力時，所述的a3步驟的對應關係表則降低頻率規劃；以外部電源供電時，則調升頻率規劃。
前述的動態調整中央處理器頻率的方法，其中各階層之間的時脈差距調整區間以1百萬赫茲為間距。
前述的動態調整中央處理器頻率的方法，其中所述的b步驟是通過軟體量測中央處理器目前使用率。
前述的動態調整中央處理器頻率的方法，其中所述的b步驟是通過作業系統量測中央處理器目前使用率。
前述的動態調整中央處理器頻率的方法，其中所述的c步驟是根據中央處理器使用率與對應關係表比對，當中央處理器使用率高於目前階層，則將設定階層調整至上一階，以使中央處理器的前端總線操作頻率升高。
前述的動態調整中央處理器頻率的方法，其中所述的c步驟是根據中央處理器使用率與對應關係表比對，當中央處理器使用率低於目前階層，則將設定階層調整至下一階，以使中央處理器的前端總線操作頻率降低。
本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上技術方案可知，為了達到前述發明目的，本發明的主要技術內容如下本發明提供一種動態調整中央處理器頻率的方法。該方法首先提供一對應關係表，該對應關係表包括多個階層，且每一階層定義一組前端總線操作頻率及相應的中央處理器使用率範圍。接下來，取得中央處理器的目前使用率。最後則根據所取得的目前使用率與對應關係表比對，調整前端總線操作頻率至某一個對應階層，以使目前使用率包含於該對應階層所定義的中央處理器使用率範圍內。
在本發明的一個實施例中，可針對不同的電力供應狀況，提供不同的中央處理器使用率與前端總線操作頻率的對應關係表。在此情況下，在軟體得到目前電力供應狀況的種類之後，就可以根據電力供應狀況的種類而決定採取不同的對應關係表。而每一種對應關係表都是以多個中央處理器使用率範圍相對應多個前端總線的操作頻率。接著，即可根據軟體所偵測到的中央處理器使用率來對應調整前端總線的操作頻率，進而改變中央處理器的運作頻率。
經由上述可知，本發明動態調整中央處理器頻率的方法，是首先提供依照中央處理器使用率與前端總線操作頻率間關係的多個階層所產生的對應關係表。接下來，取得中央處理器的目前使用率。最後則根據該目前使用率來調整前端總線操作頻率至某一個對應階層，以使目前使用率包含於該對應階層所定義的中央處理器使用率範圍內。
藉由上述技術方案，藉由本發明所提供的方法，系統可以根據不同的供電狀況而採用不同的中央處理器使用率與前端總線操作頻率對應關係表，並藉此可以達到不同的處理速度消耗不同的電力，可有效地減少處理器非必要的耗能。尤其是在電池供電模式下，藉由改變中央處理器的操作頻率，就可以達到節省電力的目的。
綜上所述，本發明特殊結構的動態調整中央處理器頻率的方法，使系統可以根據不同的供電狀況，藉由自動調整中央處理器的頻率，而可節省計算機消耗的電力，進而可達到延長計算機系統使用時間的功效。其具有上述諸多的優點及實用價值，並在同類方法中未見有類似的設計公開發表或使用而確屬創新，其不論在方法上或功能上皆有較大的改進，在技術上有較大的進步，並產生了好用及實用的效果，且較現有的動態調整中央處理器頻率的方法具有增進的多項功效，從而更加適於實用，而具有產業的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設計。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，並可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例並配合附圖詳細說明如後。
圖1A是依照本發明較佳實施例的一動態調整中央處理器頻率的方法的流程圖。
圖1B是依照本發明較佳實施例的一中央處理器使用率與前端總線操作頻率的對應關係表。
圖1C是依照本發明較佳實施例的一中央處理器的前端總線的設定表。
圖2是依照本發明較佳實施例的一種動態調整中央處理器頻率的方法的詳細流程圖。
圖3是以降頻為主，依照圖1B所修改的中央處理器使用率與前端總線操作頻率的對應關係表。
圖4是提供中央處理器使用率與前端總線操作頻率的對應關係表前的步驟流程圖。
S102激活動態調整中央處理器頻率的功能S104取得中央處理器的目前使用率S106比較此目前使用率是否符合目前所在階層所對應的中央處理器使用率S108使用自動控制階層設定表，設定中央處理器的前端總線頻率S110偵測動態調整中央處理器頻率的功能是否繼續S150根據所取得的中央處理器使用率來設定前端總線的操作頻率S202偵測目前階層是否為最高階層或最低階層S210偵測中央處理器的目前使用率是否高於目前所在階層所對應的中央處理器使用率S212將前端總線操作頻率減一S220偵測中央處理器的目前使用率是否低於目前所在階層所對應的中央處理器使用率S222將前端總線操作頻率加一S230偵測此階層是否為最高階層S232偵測中央處理器的目前使用率是否低於目前所在階層所對應的中央處理器使用率S234將前端總線操作頻率的階數加一S240偵測此階層是否為最低階層
S242偵測中央處理器的目前使用率是否高於目前所在階層所對應的中央處理器使用率S244將前端總線操作頻率的階數減一S402偵測本發明方法是否首次在機器上執行S404逐步調校找出此機器內處理器所能調整的最大時脈區間S406根據時脈區間規劃出對應關係表具體實施方式
以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的動態調整中央處理器頻率的方法其具體方法、步驟、特徵及其功效，詳細說明如後。
請參閱圖1A所示，是依照本發明較佳實施例的一動態調整中央處理器頻率的方法的流程圖。本發明較佳實施例的動態調整中央處理器頻率的方法，主要包括以下步驟首先，激活本發明所提供的軟體之後，亦即激活動態調整中央處理器頻率的功能後，系統將可取得至少一個中央處理器使用率與前端總線操作頻率的對應表(如步驟S102)。接下來，該軟體會先通過中央處理器或作業系統取得目前中央處理器的使用率(如步驟S104)，並根據所取得的中央處理器使用率來設定前端總線的操作頻率(如步驟S150)。最後再偵測此軟體是否要繼續進行，並在不繼續進行的時候停止此軟體的運作(如步驟S110)。
其中，中央處理器使用率與前端總線操作頻率的對應表如圖1B所示，其包含了多個階層(1～4)，而且每一個階層各自定義了一個前端總線操作頻率以及與此前端總線操作頻率相對應的中央處理器使用率的範圍。舉例來說，在第1階層中所定義的前端總線操作頻率是133百萬赫茲(MHZ)，而相對應的中央處理器使用率的範圍則是100％～70％。此種對應表可以是由此軟體所預先設定，也可以是在開機之後藉由偵測系統的硬設備所分析而得。再者，一臺機器中所使用的中央處理器使用率與前端總線操作頻率的對應表可以不只一個，換句話說，對於不同的供電狀態，可以提供不同的中央處理器使用率與前端總線操作頻率的對應表，以分別達成省電或快速操作的不同效果。
此外，為了簡化對應表的內容，在圖1B中是以簡單數字階層(如0、2、4、6)來表示前端總線的操作頻率，而實際的操作頻率則存放在如圖1C所示的設定表中。如此一來，藉由更改圖1C中各數字階層(如SMBW，0)所對應的操作頻率(133MHZ)，就可以很輕易的在不變更對應表的狀況下更改實際的對應關係。
在本發明的一個實施例中，在取得目前中央處理器的使用率之後(如步驟S104)，可以將設定前端總線的操作頻率(步驟S150)以下列方式進行首先，以該中央處理器使用率和中央處理器使用率與前端總線操作頻率的對應關係表作比較，比較中央處理器使用率是否符合目前所在階層所對應的中央處理器的使用率(如步驟S106)。如果中央處理器使用率符合目前所在階層所對應的中央處理器的使用率，則進行步驟S110；如果不符合，則依據中央處理器使用率與操作頻率的對應關係表以及根據中央處理器的前端總線的設定表，設定中央處理器的前端總線操作頻率(如步驟S108)。
請參閱圖2所示，是依照本發明較佳實施例在步驟S150所進行的一詳細流程圖。首先，取得中央處理器目前的使用率之後，偵測目前階層是否為最高階層或最低階層(如步驟S202)。如果目前階層為最高階層或最低階層，則進行步驟S230；反之，則繼續偵測中央處理器目前的使用率是否高於目前階層所對應的中央處理器使用率的上限(如步驟S210)。接著，如果高於目前階層所對應的中央處理器的使用率，則將前端總線操作頻率向上提升一階(或將階數減一，如步驟S212)；反之，則偵測中央處理器目前使用率是否低於目前階層所對應的中央處理器的使用率的下限(如步驟S220)。在步驟S220中，如果所偵測到的中央處理器目前使用率低於目前階層所對應的中央處理器使用率的下限，則將前端總線頻率向下降一階(或將階數加一，如步驟S222)；反之，則繼續進行步驟S230。
在完成步驟S212、S222、或者在步驟S202中偵測到目前階層為最高或最低階層後，此實施例的流程就會進入步驟S230以偵測目前階層是否為最高階層。如果目前階層為最高階層，則偵測中央處理器目前的使用率是否低於目前階層所對應的中央處理器使用率的下限(如步驟S232)；反之，則偵測目前階層是否為最低階層(如步驟S240)。在步驟S232中，如果先前所測得的中央處理器目前使用率低於目前階層所對應的中央處理器使用率的下限，則將前端總線頻率向下降一階(或將階數加一，如步驟S234)；反之，則結束整個流程。在步驟S240中，如果不是最低階層，結束整個流程；如果為最低階層，則偵測中央處理器目前的使用率是否高於目前階層所對應的中央處理器使用率的上限(如步驟S242)。在步驟S242中，如果高於目前階層所對應的中央處理器使用率的上限，則將則將前端總線頻率向上提升一階(或將階數減一，如步驟S244)；反之，則結束整個流程。
此外，在不同的供電狀態下，各階的對應範圍也可有不同的調整。舉例來說，雖然在圖1B中的對應關係在階層3(中央處理器使用率介於60％～30％之間)的時候對應到前端總線頻率110MHz，而在階層4(中央處理器使用率介於40％～0％之間)的時候對應到前端總線頻率90MHz，但若在以電池供應電力的狀態下，該對應關係表可以修改為以降低頻率為主，以藉此達到省電的目的。舉例來說，在電池供電的時候，可以使中央處理器使用率60％～0％的時候都對應到前端總線頻率90MHz(請參閱圖3所示)。相反的，當以外部電源(如市電)供應電力的時候，若無須考量電力的消耗，則可以以操作頻率為主要考量，儘量將操作頻率維持在高點，藉此保持原有的最高處理效率。
根據本發明較佳實施例的根據對應關係表調整前端總線操作頻率，其中各階之間的時脈差距調整區間以1百萬赫茲為間距，逐步調升處理器的時脈，以維持系統本身的穩定。
請參閱圖4所示，是提供中央處理器使用率與前端總線操作頻率的對應關係表前的步驟流程圖。如圖4所示，本發明另設有保護功能，本發明會先偵測本方法是否為首次在機器上執行(如步驟S402)。如果不是首次執行，則結束流程；如果是為首次執行，則必須先進行測試，以了解中央處理器所能進行調整的最大時脈區間(如步驟S404)。接著，根據該間距進行時脈區間的劃分，規劃出中央處理器使用率與前端總線操作頻率的對應關係表(如步驟S406)，以確保本發明所調整的時脈區間均是在安全範圍內。此一保護功能主要是因應每顆中央處理器可調整的範圍均不相同，如果是用硬體方式控制，可能無法適用於每一顆中央處理器。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的方法及技術內容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種動態調整中央處理器頻率的方法，其特徵在於該方法包括以下步驟(a)、提供一對應關係表，該對應關係表包括多個階層，且每一該些階層定義一組前端總線操作頻率及相應的中央處理器使用率範圍；(b)、取得中央處理器的一目前使用率；以及(c)、根據該目前使用率與該對應關係表比對，調整中央處理器的前端總線操作頻率至一對應階層，以使該目前使用率包含於該對應階層所定義的中央處理器使用率範圍內。
2.根據權利要求1所述的動態調整中央處理器頻率的方法，其特徵在於其中所述的a步驟包括(a1)、偵測該方法是否首次在一機器上執行；(a2)、逐步調校找出該機器內處理器所能調整的最大時脈區間；以及(a3)、根據該時脈區間規劃出各階層，由該階層定義出中央處理器前端總線操作頻率與使用率的對應關係表。
3.根據權利要求2所述的動態調整中央處理器頻率的方法，其特徵在於其中以電池供應電力時，所述的a3步驟的對應關係表則降低頻率規劃；以外部電源供電時，則調升頻率規劃。
4.根據權利要求1所述的動態調整中央處理器頻率的方法，其特徵在於其中各階層之間的時脈差距調整區間以1百萬赫茲為間距。
5.根據權利要求1所述的動態調整中央處理器頻率的方法，其特徵在於其中所述的b步驟是通過軟體量測中央處理器目前使用率。
6.根據權利要求1所述的動態調整中央處理器頻率的方法，其特徵在於其中所述的b步驟是通過作業系統量測中央處理器目前使用率。
7.根據權利要求1所述的動態調整中央處理器頻率的方法，其特徵在於其中所述的c步驟是根據中央處理器使用率與對應關係表比對，當中央處理器使用率高於目前階層，則將設定階層調整至上一階，以使中央處理器的前端總線操作頻率升高。
8.根據權利要求1所述的動態調整中央處理器頻率的方法，其特徵在於其中所述的c步驟是根據中央處理器使用率與對應關係表比對，當中央處理器使用率低於目前階層，則將設定階層調整至下一階，以使中央處理器的前端總線操作頻率降低。
全文摘要
本發明是關於一種動態調整中央處理器頻率的方法。該方法包括以下步驟(a)提供一對應關係表，該對應關係表包括多個階層，且每一該些階層定義一組前端總線操作頻率及相應的中央處理器使用率範圍；(b)取得中央處理器的一目前使用率；以及(c)根據該目前使用率與該對應關係表比對，調整中央處理器的前端總線操作頻率至一對應階層，以使該目前使用率包含於該對應階層所定義的中央處理器使用率範圍內。藉由發明的方法，系統可根據不同供電狀況採用不同的中央處理器使用率與前端總線操作頻率對應關係表，並藉此可達到不同的處理速度消耗不同的電力，可有效減少處理器非必要的耗能。尤其是在電池供電模式下，藉由改變中央處理器的操作頻率，就可達到節省電力的目的。
文檔編號G06F1/32GK1629773SQ200310121239
公開日2005年6月22日 申請日期2003年12月15日 優先權日2003年12月15日
發明者鄭志銓, 黃清彬, 簡銘傑 申請人:仁寶電腦工業股份有限公司