JP2005190294A

JP2005190294A - 電子機器及びその制御方法

Info

Publication number: JP2005190294A
Application number: JP2003432588A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Miyairi; 達也宮入
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2005-07-14

Abstract

【課題】パーソナルコンピュータ（ＰＣ）において、簡易的な構成で発熱部品冷却用のファンによる騒音の発生を抑制する。
【解決手段】ＰＣ１には、ＣＰＵ２を冷却する冷却ファン３の回転速度をユーザが任意に設定するためのユーティリティソフトウェア１５がインストールされている。ＢＩＯＳの一部を構成するＥＣ７は、ユーティリティソフトウェア１５の実行時に入力された回転数で冷却ファン３を駆動制御する。また、ＥＣ７は、温度センサ１７を通じて読み取ったＣＰＵ２の温度に基づいて、ＣＰＵ２のスロットリングを行う。これにより、騒音低減のためにユーザが冷却ファン３の回転速度を比較的低く設定した場合でも、ＣＰＵ２の発熱温度に応じてその動作クロックが低下し、ＣＰＵ２の発熱による誤動作や破損等が抑制される。これにより、冷却ファン３による騒音を結果的に低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばＣＰＵ等の集積回路部品を冷却する冷却ファンが搭載された情報処理端末等を始めとする電子機器及びその制御方法に関する。

近年、パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」と称する）の多機能化や高性能化に伴って、装置内部のＣＰＵの処理スペックも高速化が図られ、これにより、ＣＰＵの動作時の発熱量も上昇する傾向にある。したがって、ＣＰＵ（Central Processing Unit）の動作熱を冷却ファンにより除熱することが一般に行われている。ここで、このような高性能なＣＰＵを冷却する冷却ファンも大型化や回転数の増加が図られる傾向にあり、今日では、この冷却ファンの発生する騒音を如何に低減させるかがＰＣにおける課題の一つになっている。

そこで、装置本体に搭載された集音マイクによりＣＰＵの冷却ファンの騒音を測定し、この測定した騒音値に基づいて冷却ファンの回転数やＣＰＵの動作を制御するＰＣが提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−１９６８４１号公報

しかしながら、このような端末装置では、集音マイクを装置本体に内蔵させる構造を採っているため、その装置構成が複雑となり、製造コストの面等で課題を抱えている。
また、上記ＰＣを含む汎用化された端末装置の多くは、冷却ファンの回転数がシステム側で一意に設定される構成になっている。すなわち、ＣＰＵにあまり負荷のかからない（ＣＰＵの発熱量の低い）ＰＣの使用状況においても、冷却ファンが必要以上の速度で回転し騒音を発生させていることが想定されるため、この場合、ユーザ側にとっては冷却ファンの回転数を下げ騒音の発生を抑えたかたちでＰＣを使用したいところである。

そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、簡易的な構成で、発熱部品冷却用のファンによる騒音を低減できる電子機器及びその制御方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る電子機器は、動作速度を変更可能な集積回路部品と、前記集積回路部品を冷却する冷却ファンと、前記冷却ファンの回転速度を設定するための設定パラメータを入力させる設定パラメータ入力手段と、前記設定パラメータ入力手段を通じて入力された前記設定パラメータに基づいて、前記冷却ファンの回転速度を制御する回転速度制御手段と、前記冷却ファンにより冷却される前記集積回路部品の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出された前記集積回路部品の温度に基づいて、この集積回路部品の動作速度を変更する動作速度変更手段とを具備することを特徴とする。

すなわち、この発明の電子機器は、中央演算処理装置等の集積回路部品を冷却する冷却ファンの回転速度をユーザが任意に設定できるとともに、この速度設定された冷却ファンで冷却される集積回路部品の検出温度に基づいて、発熱部品であるこの集積回路部品の動作速度が変更されるものである。したがって、この発明では、騒音の発生を抑制するために、ユーザが冷却ファンの回転速度を比較的低めに設定した場合でも、集積回路部品の発熱温度に応じてその動作速度が低下し、集積回路部品の発熱による誤動作や破損等が抑制される。これにより、冷却ファンによる騒音を結果的に低減することができる。また、この発明によれば、例えば集音マイク等のハードウェアを搭載するといった複雑な装置構成を必要とすることなく、ソフトウェアを利用して、冷却ファンの回転速度の入力設定や集積回路部品の動作速度の変更制御を部分的に実現できるので、簡易的な構成で電子機器の静音化を図ることができる。

また、本発明に係る電子機器は、前記冷却ファンから発生し得る予想騒音値を前記冷却ファンの回転速度に対応付けて記憶する騒音値予測テーブルと、前記騒音値予測テーブルに基づいて、前記設定パラメータ入力手段を通じて設定された前記冷却ファンの回転速度に対応する予想騒音値を求める演算手段と、前記演算手段によって求められた前記予想騒音値を可視的に表示する表示手段とをさらに具備することを特徴とする。
この発明では、冷却ファンの回転速度に応じて変化する騒音の予測値をユーザが把握できるので、ユーザが所望とする静音化の図られた状態で電子機器を快適に操作することができる。

さらに、本発明の電子機器の制御方法は、集積回路部品を冷却する冷却ファンの回転速度の設定パラメータを入力部を通じて入力させるステップと、前記入力された設定パラメータに基づいて、前記冷却ファンの回転速度を制御部により制御するステップと、前記回転速度を制御された前記冷却ファンにより冷却される前記集積回路部品の温度を温度センサにて検出するステップと、前記検出された前記集積回路部品の温度に基づいて、この集積回路部品の動作速度を前記制御部により変更するステップとを有することを特徴とする。

また、本発明の電子機器の制御方法は、前記冷却ファンから発生し得る予想騒音値を前記冷却ファンの回転速度に対応付けて記憶する騒音値予測テーブルに基づいて、入力部からのパラメータの入力により設定された前記冷却ファンの回転速度に対応する予想騒音値を求めるステップと、前記求められた予想騒音値を可視的に表示するステップとをさらに有することを特徴とする。

このように、本発明によれば、簡易的な構成で、発熱部品冷却用のファンによる騒音を低減できる電子機器及びその制御方法を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の電子機器の一実施形態であるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）の構成を示す機能ブロック図である。
同図に示すように、このＰＣ１は、動作速度を変更可能な集積回路部品としてのＣＰＵ２と、ＣＰＵ２を冷却する冷却ファン３と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等で構成されるメインメモリ５と、ハードディスク等で実現されるプログラム記憶部６と、ＢＩＯＳ（Basic Input Output System）の一部を構成するＥＣ（embedded controller）７と、液晶ディスプレイ又はＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等からなる表示部８と、マウス及びキーボード等からなる入力部９とを備えている。これらのデバイスは、直接又はインタフェース１０、１１、１２を通じてシステムバス１４に接続されている。

プログラム記憶部６には、ＰＣ１を操作するユーザが、冷却ファン３の回転数（回転速度数）を設定するためのユーティリティソフトウェア１５がインストールされている。さらに、プログラム記憶部６には、騒音値予測テーブル１６が格納されている。この騒音値予測テーブル１６は、冷却ファン３から発生し得る予想騒音値をこの冷却ファン３の回転速度に対応付けた相関表データとして構成されている。

ＥＣ７は、ユーティリティソフトウェア１５の実行中に入力部９を通じて入力された設定パラメータに基づいて冷却ファン３の回転速度を制御する。つまり、ＥＣ７は、ユーザが入力した回転数で冷却ファン３を回転させる。また、ＥＣ７は、ＣＰＵ２に内蔵された温度センサ１７により検出される当該ＣＰＵ２の温度を読み取り、この読み取った温度に基づいて、ＣＰＵ２のスロットリングを行う。ここで、スロットリングとは、ＣＰＵ２の動作クロック周波数を主にクロックダウンさせる制御である。

詳細には、ＥＣ７は、ＣＰＵ２が例えば５５℃、６０℃、又は７０℃近辺に温度上昇したことを検出した場合に、ＣＰＵ２の動作クロックがそれぞれ２５％、５０％、又は７５％クロックダウンするように、スロットリングをかける。したがって、ＣＰＵ２の標準の動作クロックが、例えば２．４ＧＨｚであって、ＣＰＵ２の温度が６０℃以上で且つ７０℃未満である場合には、ＥＣ７は、ＣＰＵ２の動作クロックを１．２ＧＨｚにクロックダウンさせる。さらに、ＥＣ７は、温度センサ１７を通じてＣＰＵ２の温度が例えば９５℃以上であることを検出した場合にはシステムを強制的にシャットダウンさせる。

また、ＣＰＵ２は、ユーティリティソフトウェア１５の実行時において、メインメモリ５内に作業領域を確保してプログラムを展開する。例えば、ＣＰＵ２は、ＥＣ７が温度センサ１７を通じて読み取みったＣＰＵ２の温度情報と、ＥＣ７によって駆動制御される冷却ファン３の回転速度をモニタした情報と、所定のＣＰＵスロットリングを行えるようにＣＰＵ２のモニタ温度と対比させる比較用温度に相当するしきい値情報等とを、個別のレジスタとしてメインメモリ５内の作業領域に設定する。

次に、本実施形態のＰＣ１が備える騒音の抑制機能を図１及び図２に基づき詳述する。
ここで、図２は、ユーティリティソフトウェア１５の実行時において、表示部８に表示される操作画面の一例を示す図である。
これらの図に示すように、入力部９からの所定の入力操作によりユーティリティソフトウェア１５が起動された場合には、ＦＡＮ回転数設定表示領域２１、予想騒音値表示領域２２、アップボタン２３、ダウンボタン２４、ＯＫボタン２５、及びＣａｎｃｅｌボタン２６が、表示部８上にオブジェクトとして可視的に表示される。また、ユーティリティソフトウェア１５の起動直後には、実際に駆動制御されている現在の冷却ファン３の回転数がＦＡＮ回転数設定表示領域２１にモニタされる。さらに、上記起動直後では、予想騒音値表示領域２２には、モニタされた冷却ファン３の回転数（回転速度）に対応する予想騒音値が表示される。

ここで、ユーザが、アップボタン２３、ダウンボタン２４を操作して、ＦＡＮ回転数設定表示領域２１に表示されている回転数の値を変更した場合には、回転数の値の変化に連動して、予想騒音値表示領域２２に表示される予想騒音値も変化する。つまり、上記ＣＰＵ２は、騒音値予測テーブル１６に基づいて、ユーザの入力操作により設定された冷却ファンの回転速度に対応する予想騒音値を求めるように機能する。また、ユーザが、入力部９からの入力操作により、ＯＫボタン２５を押下した場合には、ＥＣ７によって実際に回転制御される冷却ファン３の回転速度が設定される。したがって、このようなＯＫボタン２５、アップボタン２３、ダウンボタン２４及び上記入力部９は、冷却ファン３の回転速度をリニアに設定するための設定パラメータ入力手段として機能する。さらに、ユーザが、入力部９からの入力操作により、Ｃａｎｃｅｌボタン２６を押下した場合には、例えば、アップボタン２３、ダウンボタン２４により変更されたＦＡＮ回転数設定表示領域２１上の回転数の値が、ユーティリティソフトウェア１５の起動直後の値にリセットされる。

次に、このように構成されたＰＣ１における冷却ファン３の騒音の抑制するための制御方法を図３に示すフローチャートに基づき説明する。
まず、ユーティリティソフトウェア１５が実行された状態で、冷却ファン３の回転数がＦＡＮ回転数設定表示領域２１に入力され、さらに上記ＯＫボタン２５が押下（図２参照）されたことをＣＰＵ２が検出すると（Ｓ１）、温度センサ１７を通じてＣＰＵ２の温度がＥＣ７によって読み取られる（Ｓ２）。ここで、騒音の低減を所望するユーザが冷却ファン３の回転数を比較的低く設定したこと等により、ＣＰＵ２の温度が例えば５０℃を超えさらに５５℃未満であることをＥＣ７が検出した場合には（Ｓ３のＮＯ）、ＥＣ７は、この時点でＣＰＵ２のスロットリングをかけ始める。つまり、ＣＰＵ２のクロック周波数を、標準の動作クロックに対し、２５％クロックダウンさせる（Ｓ４）。また、ＥＣ７は、ＣＰＵ２の温度が５５℃以上であると判断し（Ｓ３のＹＥＳ）、さらにその温度が６０℃未満であることを検出した場合には（Ｓ５のＮＯ）、ＣＰＵ２のスロットリング率を上げて、基本の動作クロックを５０％にクロックダウンさせる（Ｓ６）。さらに、ＥＣ７は、ＣＰＵ２の温度が６０℃以上であり（Ｓ５のＹＥＳ）、且つ７０℃未満であることを検出した場合には（Ｓ７のＮＯ）、ＣＰＵ２を７５％クロックダウンさせる（Ｓ８）。また、ＣＰＵ２の温度が７０℃以上であり（Ｓ７のＹＥＳ）、しかも９５℃以上であることがＥＣ７によって検出された場合には（Ｓ９のＹＥＳ）、ＣＰＵ２の動作熱による破損等が抑制されるようにシステムがシャットダウンされる（Ｓ１０）。

このように本実施形態に係るＰＣ１は、ＣＰＵ２を冷却する冷却ファン３の回転速度をユーザが任意に設定できるとともに、この回転速度を設定された冷却ファン３により冷却されるＣＰＵ２の検出温度に基づいて、ＣＰＵ２の動作クロックを変更するものである。したがって、ＰＣ１によれば、冷却ファン３の回転速度をユーザが低めに設定した場合でも、ＣＰＵ２の発熱量に応じてその動作クロックがクロックダウンし、ＣＰＵ２の発熱による誤動作や破損等を抑制できる。これにより、冷却ファン３による騒音を結果的に低減することができる。

したがって、例えば、ＣＰＵ２にあまり負荷のかからない（ＣＰＵ２の発熱量の低い）ＰＣ１の使用状況においては、ユーザが冷却ファン３の回転数を下げ騒音の発生を抑えたかたちでＰＣ１を使用することが可能となる。これにより、例えば音楽ＣＤの再生やＤＶＤの鑑賞等を行う場合やまた夜間に端末操作を行う際等に騒音の発生を抑制しつつＰＣ１を快適に利用することができる。また、本実施形態のＰＣ１によれば、例えば集音マイク等のハードウェアを搭載させる等といった複雑な装置構成を必要とすることなく、ソフトウェアを利用して冷却ファン３の回転速度の入力設定やＣＰＵ２の動作速度の変更制御のほとんどを実現できるので、簡易的な構成で装置本体の静音化を図ることができる。

以上、本発明を実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこの実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述した実施形態では、ＣＰＵ２の動作クロックの制御や冷却ファン３の回転数制御を行うものであったが、これに加え、ＶＧＡ（Video Graphics Array）チップやその冷却ファンの制御等にも本発明を適用することが可能である。また、上記実施形態では、ＣＰＵ２の動作クロック周波数を段階的に低下させる制御により、ＣＰＵ２の発熱量を抑制していたが、これに代えて、ＣＰＵを断続的に動作させる（ＣＰＵ動作の周期的な実行、休止の繰り返し）制御により、発熱量を抑制するようにしてもよい。さらに、上記実施形態では、ユーザが冷却ファン３の回転数を設定し静音化を実現するものであったが、これに代えて、ユーザが許容する騒音値を上述したようなユーティリティソフトウェアを通じて設定（入力）できるようにし、この設定された騒音値に基づいて、冷却ファン３の回転数やＣＰＵ２の動作速度を制御して静音化が実現されるようにＰＣ１を構成してもよい。

本発明の一実施形態であるパーソナルコンピュータの構成を示す機能ブロック図。図１のパーソナルコンピュータの表示部に表示される操作画面の一例を示す図。図１のパーソナルコンピュータの制御方法を示すフローチャート。

符号の説明

１…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、２…ＣＰＵ、３…冷却ファン、５…メインメモリ、６…プログラム記憶部、７…ＥＣ（embedded controller）、８…表示部、９…入力部、１５…ユーティリティソフトウェア、１６…騒音値予測テーブル、１７…温度センサ、２１…ＦＡＮ回転数設定表示領域、２２…予想騒音値表示領域、２３…アップボタン、２４…ダウンボタン、２５…ＯＫボタン。

Claims

動作速度を変更可能な集積回路部品と、
前記集積回路部品を冷却する冷却ファンと、
前記冷却ファンの回転速度を設定するための設定パラメータを入力させる設定パラメータ入力手段と、
前記設定パラメータ入力手段を通じて入力された前記設定パラメータに基づいて、前記冷却ファンの回転速度を制御する回転速度制御手段と、
前記冷却ファンにより冷却される前記集積回路部品の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出された前記集積回路部品の温度に基づいて、この集積回路部品の動作速度を変更する動作速度変更手段と
を具備することを特徴とする電子機器。
前記冷却ファンから発生し得る予想騒音値を前記冷却ファンの回転速度に対応付けて記憶する騒音値予測テーブルと、
前記騒音値予測テーブルに基づいて、前記設定パラメータ入力手段を通じて設定された前記冷却ファンの回転速度に対応する予想騒音値を求める演算手段と、
前記演算手段によって求められた前記予想騒音値を可視的に表示する表示手段と
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
前記集積回路部品が、中央演算処理装置であることを特徴とする請求項１又は２記載の電子機器。
集積回路部品を冷却する冷却ファンの回転速度の設定パラメータを入力部を通じて入力させるステップと、
前記入力された設定パラメータに基づいて、前記冷却ファンの回転速度を制御部により制御するステップと、
前記回転速度を制御された前記冷却ファンにより冷却される前記集積回路部品の温度を温度センサにて検出するステップと、
前記検出された前記集積回路部品の温度に基づいて、この集積回路部品の動作速度を前記制御部により変更するステップと
を有することを特徴とする電子機器の制御方法。
前記冷却ファンから発生し得る予想騒音値を前記冷却ファンの回転速度に対応付けて記憶する騒音値予測テーブルに基づいて、入力部からのパラメータの入力により設定された前記冷却ファンの回転速度に対応する予想騒音値を求めるステップと、
前記求められた予想騒音値を可視的に表示するステップと
をさらに有することを特徴とする請求項４記載の電子機器の制御方法。