CN100483356C

CN100483356C - 计算机主板噪音和效能平衡控制系统与方法

Info

Publication number: CN100483356C
Application number: CNB2005101329252A
Authority: CN
Inventors: 廖哲贤; 高定国
Original assignee: Giga Byte Technology Co Ltd
Current assignee: Giga Byte Technology Co Ltd
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2009-04-29
Anticipated expiration: 2025-12-28
Also published as: CN1991772A

Abstract

本发明公开了一种平衡计算机主机板的噪音及效能的控制方法和系统，应用在一计算机主机板上中央处理器的输出效能及其冷却风扇的转速控制。该控制方法至少包含下列步骤：(1)将该CPU的工作效能调整到一预定工作效能；(2)根据该CPU的预定工作效能，设定一目标温度值T；(3)监测该CPU实际的操作温度值T’；以及(4)根据该目标温度值T与该操作温度值T’的关系，调整该冷却风扇的转速，藉以达到降低风扇噪音之目的。

Description

计算机主板噪音和效能平衡控制系统与方法

技术领域

本发明涉及一种计算机主机板的噪音和效能平衡控制系统与方法，特别是涉及一种利用计算机效能功能控制来降低风扇噪音产生的控制系统与方法有关。

背景技术

近年来，随着集成电路的设计与制造技术的不断提升，计算机构件上的芯片运算速度与处理效能也不断成倍增长。然而，一般来说，电子芯片的运算速度越快，处理效能越高，电子芯片所产生的热能也就越高；不过，高温的操作环境，却是影响电子芯片生命周期的重要因素。因此，如何有效地提供一个良好的热散环境，将会是计算机系统设计的重要课题之一。

在一般的计算机系统中，使用空气对流的方式来对计算机机壳内部的热源来进行冷却的技术，是目前最常见也最直接的冷却技术。然而，随着电子芯片性能的提升，越来越多的各式风扇必须被置放到计算机系统中，才能产生足够的冷却效果来带走计算机系统中的热量；因而也使计算机系统开始衍生出的恼人的噪音问题。一般来说风扇的噪音大都是风压所造成的，而风压的产生除了与风扇叶片及风扇配置位置的规划设计有关以外，风扇的转速也是造成风压的主要原因之一。

尽管随着计算机运算速度的提升，提高风扇转速以保护电子芯片操作的环境温度是必要的。然而，计算机系统在许多时刻，如上网浏览、文书处理等时候，并不需要使计算机系统全速运行，因此造成大部分的计算机使用者在绝大部分的时候，都在忍受计算机不必要的风扇噪音、过度的热能产生及能源消耗。因此，若能开发出一套可以让计算机使用者手动或自动调整计算机效能，以达到降低噪音产生及节省能源的平衡控制系统与方法，将可有效解决这个恼人的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种平衡计算机主机板的噪音及效能的平衡控制系统与方法，并期望透过良好的使用者接口，让计算机使用者能容易地透过软件来设定计算机中央处理器的效能限制缓存器，并透过搭配中央处理器温度监测及散热风扇的转速控制，以达到降低噪音及节省能源的整体目标。

本发明的第一实施例为提供一种平衡计算机主机板的噪音及效能的方法，该计算机主机板至少包含一中央处理器(CPU)及一冷却风扇，该方法至少包含下列步骤：(1)提供一查找表，纪录该CPU的工作效能与风扇转速变化的关系；(2)将该CPU的工作效能调整到一预定的工作效能；以及(3)根据该查找表，将该冷却风扇转速调整到对应该预定的工作效能时的风扇转速。

根据上述实施例，其中该方法还包含步骤(4)：监测该CPU温度，若该CPU温度超过一特定操作温度，则继续降低该CPU的工作效能；持续监测该风扇的噪音，若该风扇噪音超过一特定噪音值，则继续降低该CPU的工作效能。该CPU工作效能利用全速工作效能的百分比来表示，其调整为通过CPU的节流(throttling)控制来完成。根据上述构想，其中该CPU预定的工作效能利用全速工作效能的百分比来表示。

根据上述实施例，其中该方法为整合储存在计算机硬盘中的一个计算机程序(program)。该程序的使用接口为图标(icon)选择接口。

本发明的第二实施例提出另一种平衡计算机主机板的噪音及效能的方法，该计算机主机板至少包含一中央处理器(CPU)及一冷却风扇，该方法至少包含下列步骤：(1)将该CPU的工作效能调整到一预定工作效能：(2)根据该CPU的该预定工作效能，设定一目标温度值T；(3)监测该CPU实际的操作温度值T’；(4)比较该目标温度T与该操作温度值T’间的温度关系；以及(5)根据该温度关系，调整该冷却风扇的转速。其中该CPU工作效能利用全速工作效能的百分比来表示，其调整通过CPU的节流(throttling)控制来完成。设定该目标温度值T是通过读取该CPU内部的温度缓存器所储存的内建温度T0来决定的。其中T0大于该目标温度值T。

根据上述实施例，该方法整合在一计算机程序内(program)，并储存在计算机硬盘中。其中该计算机程序的使用接口是图标(icon)选择接口。

本发明的第三实施例也提出一种平衡计算机主机板的噪音与性能的控制系统，该计算机主机板包含至少一中央处理器(CPU)与一冷却风扇，该控制系统包含一节流(throttling)缓存器、一温度监测器以及一温度监测器；其中该节流(throttling)缓存器用以控制该CPU的工作效能；该温度监测器用以监测该CPU的芯片温度；而该温度监测器，用以控制该冷却风扇的转速。

根据上述实施例，节流缓存器根据一查找表(LUT)数据，控制该CPU的工作效能与该冷却风扇的转速变化。此查找表数据纪录该CPU在一个特定的温度下工作效能与冷却风扇转速之间的关系。其中该温度监测器为一热电偶(thermalcouple)传感器，冷却风扇控制电路为一脉冲宽度调变(PWM)电路或一电压控制电路。

本发明的第四实施例又提出一种平衡计算机主机板的噪音与性能的控制系统，该计算机主机板包含至少一中央处理器(CPU)与一冷却风扇，该控制系统包含一温度控制缓存器、一计算机程序、一节流(throttling)缓存器、一温度监测器以及一冷却风扇控制电路；其中该温度控制缓存器提供该控制系统设定预设的操作温度值；该计算机程序包含使用接口，用以设定该CPU的工作效能；该节流(throttling)缓存器依照该使用接口所设定，用以控制该CPU的工作效能；该温度监测器用以监测该CPU的芯片温度值；以及该冷却风扇控制电路比较该控制系统设定预设的操作温度值与该温度监测器监测的该CPU芯片温度值来控制该冷却风扇的转速。在此实施例中温度控制缓存器为CPU温度控制缓存器；计算机程序储存在计算机硬盘中，其使用接口可以为图标(icon)选择接口；温度监测器为一热电偶(thermal couple)传感器；冷却风扇控制电路为一脉宽调制(PWM)电路。

附图说明

图1是本发明的平衡计算机主机板额度噪音与性能的控制系统的一较佳具体实施例。

图2是一种平衡计算机主机板噪音及效能方法的步骤流程图。

图3是另一种平衡计算机主机板噪音及效能方法的步骤流程图。

具体实施方式

图1是平衡计算机主机板的噪音与性能的控制系统的一较佳具体实施例。其中，该控制系统系由存在一主机板上的各部构件所组成。如图中所示，本发明的平衡计算机主机板的噪音与性能的控制系统100所控制的对象为包含主机板上的一中央处理器(CPU)10及一冷却风扇30，该控制系统100包含一节流(throttling)缓存器12，位在该计算机主机板上，用以控制该CPU 10的工作效能；一温度监测器14，设置在该CPU 10上，用以监测该CPU 10的芯片温度；以及一冷却风扇控制电路32，用以控制该冷却风扇30的转速。在一较佳具体实施例中，上述控制系统100为根据一查找表(LUT)20数据来进行该CPU 10的工作效能与该冷却风扇30的转速变化。而该查找表20可以预设在计算机系统的储存装置中，或储存在基本输入/输出系统(BIOS)的数据中。在一较佳具体实施例中，该查找表20是纪录该CPU 10在一特定温度下，其工作效能与冷却风扇转速之间的关系。此外，在一较佳具体实施例中，上述的温度监测器14系为一热电偶(thermal couple)传感器，其所获取的温度信号，可以直接输入到该风扇30的控制电路32，该控制电路可以是一脉冲宽度调变制(PWM)电路或电压控制电路，根据所监测到的温度变化实时调整该风扇30的转速。在本发明的一较佳具体实施例中，前述查找表20的数据，如下表所示：

请继续参阅如图2所示，其为说明执行本发明的平衡计算机主机板噪音及效能方法的步骤流程图。如前所述，本发明的平衡计算机主机板噪音及效能方法是用于控制计算机主机板上的一中央处理器(CPU)的效能输出及其冷却风扇的转速变化。如图中所示，首先，在步骤101中，提供一查找表(LUT)，该查找表纪录了CPU的工作效能与风扇转速变化的关系。接着，在步骤102中，将CPU的工作效能调整到一预定的工作效能，通常，CPU的工作效能都是利用利用该CPU全速工作效能的百分比来表示，因此这里的预定工作效能可以是全速运转的100％、87.5％、75％、62.5％、50％、37.5％、25％、12.5％等。一般来说，前述的CPU效能调整是通过CPU的节流(throttling)控制来完成的。接着，在步骤103中，风扇的控制电路也根据该查找表数据，对应CPU输出的工作效能而将风扇的转速调整到对应的转速，以达到降低风扇噪音的目的。此外，在具体实施例中，上述控制方法的操作步骤可再增设对温度与噪音的测量，如图2中的步骤104所示，透过温度监测器对CPU进行温度的监控，若CPU温度超过某一特定的门限值时，该控制方法会自动回馈到步骤102，重新调整CPU的输出效能，直到温度符合该门限值的要求为止。另外，在步骤105中，上述控制方法也可改为利用监测噪音值大小来回馈。因此，若噪音超过一特定的容忍值后，同样会将信号回馈到步骤102，以重新调降CPU的输出效能。

如图3所示，本发明的平衡计算机主机板噪音及效能方法的另一具体实施例，其中，该实施例整合在一计算机应用程序中，并通过如图标(icon)或其它类似的选择接口，让使用者能够手动或自动的同时对CPU效能及操作温度的设定，使得风扇的转速能够随着CPU效能输出的调整而作修正，以使该CPU能在一恒温条件下达到平衡主机板噪音与效能的目的。如图中所示，在步骤201中，使用者可透过一使用接口来设定该CPU的使用效能(子步骤2011)；其中，该CPU的使用效能除了可以应用如前述全速运转的百分比来表示外，也可以利用图标(icon)或其它类似的选择接口，来对CPU的效能进行设定；例如，该CPU效能的模式选择可以设计成“极速模式”、“经济模式”、“上网模式”及“文书处理模式”等。另一方面，在子步骤2011执行的过程中，该计算机应用程序也同时执行子步骤2012及2013的设定温度程序；其中，在步骤2012中，该计算机应用程序透过CPU的温度控制缓存器读取该CPU内建的设定温度值T1，并接着在步骤2013中根据该内建的设定温度值T1设定另一个目标温度值T2(通常T2小于T1)，作为该CPU预设的操作温度值。在本实施例中，一旦该CPU的目标温度设定完成之后，加上CPU的输出效能已经设定，该CPU的操作温度都会控制在恒温的操作状态下。因此，为了达到恒温控制目的，在步骤202中，设置在该CPU上的温度监测器会随时监测该CPU的实际温度值T3，接着在步骤204中进行该实际温度值T3与该目标温度值T2的比较；最后，在步骤204中，该风扇的控制电路便会根据该实际温度值T3与目标温度值T2间的比较值，来调整风扇的转速。因此，使用者在一般的“文书处理模式”或“上网模式”中，便可设定该CPU的输出效能而降低风扇的转速，达到降低噪音的目的。

综合以上所述，本发明提出一种平衡计算机主机板噪音及效能方法。从前述的实施例说明中可以知道本发明不但能让计算机使用者避免忍受不必要的风扇噪音，而且也可有效地调配计算机的输出效能，避免不必要的资源浪费。

虽然本发明是结合它的具体的实施例进行说明的，但对于熟悉本技术领域的人员来说其他的变化和修改和其他的使用是显而易见的。因此本发明要保护的范围并不受到上述说明的限制，而仅受本发明权利要求的限制。

Claims

1.一种平衡计算机主机板的噪音及效能的方法，其特征在于，该计算机主机板至少包含一中央处理器CPU及一冷却风扇，该方法至少包含下列步骤：

(1)提供一查找表，记录该CPU在一特定温度下，其工作效能与风扇转速变化的关系；

(2)将该CPU的工作效能调整到一预定的工作效能；以及

(3)根据该查找表，将该冷却风扇转速调整到对应该预定的工作效能时的风扇转速。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包含步骤(4)：监测该CPU温度，若该CPU温度超过一特定操作温度，则继续调整该CPU的工作效能。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包含步骤(4)：持续监测该冷却风扇的噪音，若该冷却风扇噪音超过一特定噪音值，则继续调整该CPU的工作效能。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该CPU工作效能的调整是通过CPU的节流控制来完成的。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该CPU预定的工作效能是利用全速工作效能的百分比来表示的。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法整合于一计算机程序。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该计算机程序储存在计算机硬盘中。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该计算机程序的使用接口为图标选择接口。

9.一种平衡计算机主机板的噪音及效能的方法，其特征在于，该计算机主机板至少包含一中央处理器CPU及一冷却风扇，该方法至少包含下列步骤：

(1)将该CPU的工作效能调整到一预定工作效能；

(2)根据该CPU的该预定工作效能，通过读取该CPU内部的温度控制缓存器所储存的内建温度值T₀，设定一目标温度值T，该内建温度值T₀大于该目标温度值T；

(3)监测该CPU实际的操作温度值T’；

(4)比较该目标温度值T与该操作温度值T’间的温度关系；以及

(5)根据该温度关系，调整该冷却风扇的转速。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该CPU工作效能的调整是通过CPU的节流控制来完成的。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该CPU预定的工作效能是利用全速工作效能的百分比来表示的。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法整合于一计算机程序。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该计算机程序储存于计算机硬盘中。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该计算机程序的使用接口为图标选择接口。

15.一种平衡计算机主机板的噪音与性能的控制系统，其特征在于，该计算机主机板包含至少一中央处理器CPU与一冷却风扇，该控制系统包含：

一节流缓存器，用以控制该CPU的工作效能；

一温度监测器，用以监测该CPU的芯片温度；以及

一冷却风扇控制电路，用以控制该冷却风扇的转速；

其中，根据一查找表数据，该节流缓存器控制该CPU的工作效能以及该冷却风扇控制电路控制该冷却风扇的转速变化，该查找表数据是记录该CPU在一特定温度下，其工作效能与风扇转速变化的关系。

16.如权利要求15所述的控制系统，其特征在于，该温度监测器为一热电偶传感器。

17.如权利要求15所述的控制系统，其特征在于，该冷却风扇控制电路为一脉宽调制电路。

18.如权利要求15所述的控制系统，其特征在于，该冷却风扇控制电路为一电压控制电路。

19.一种平衡计算机主机板的噪音与性能的控制系统，其特征在于，该计算机主机板包含至少一中央处理器CPU与一冷却风扇，该控制系统包含：

一温度控制缓存器，储存该CPU内建温度值T₀；

一设定温度程序，读取该CPU内建温度值T₀，设定一目标温度值T，该内建温度值T₀大于该目标温度值T；

一计算机程序，包含使用接口，用以设定该CPU的工作效能；

一节流缓存器，依照使用接口设定，用以控制该CPU的工作效能；

一温度监测器，用以监测该CPU的芯片温度值；以及

一冷却风扇控制电路，根据该目标温度值T与该温度监测器监测的该CPU芯片温度值的比较，用以控制该冷却风扇的转速。

20.如权利要求19所述的控制系统，其特征在于，该温度控制缓存器为CPU温度控制缓存器。

21.如权利要求19所述的控制系统，其特征在于，该计算机程序的使用界面为图标选择接口。

22.如权利要求19所述的控制系统，其特征在于，该计算机程序储存在计算机硬盘中。

23.如权利要求19所述的控制系统，其特征在于，该温度监测器为一热电偶传感器。

24.如权利要求19所述的控制系统，其特征在于，该冷却风扇控制电路为一脉宽调制电路。

25.如权利要求19所述的控制系统，其特征在于，该冷却风扇控制电路为一电压控制电路。