CN101470504B - 弹性供应电力到一高阶绘图卡的方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明描述一种弹性供应电力到一高阶绘图卡的方法与系统。所述绘图系统包括高阶绘图卡以及一可设置的电源供应模块，其实体上独立于所述绘图卡，并连接到所述绘图系统外部的一电源。所述可设置电源供应模块将来自所述电源的一第一电压转换为所述绘图卡的一第二电压，其中所述第二电压满足所述绘图卡所需要的一组电源供应规格。

Description

弹性供应电力到一高阶绘图卡的方法与系统

技术领域

本发明关于一绘图系统的电源管理技术，尤指一种弹性供应电力到一高阶绘图卡的方法与系统。

背景技术

除非在此处另有说明，在此段落中所描述的方法并非在此申请案的权利要求范围的先前技术，且在此段落中的包含并不允许成为先前技术。

由于绘图应用中写实性与互动性的需求日渐增加，需要高阶绘图处理单元(GPU，“Graphics processing unit”)来处理日益复杂的影像处理工作。这些高阶GPU包括的电路组件数目增加，因此消耗大量的电力。在一典型的绘图卡中，两个主要的消耗电力组件为GPU及本地内存单元。为了确保它们可适当地运作，所述绘图卡包括在卡上的一些电源供应电路，以保证这些组件可接收到足够的电量。利用这种电源供应电路放置在相同绘图卡上的GPU与本地内存单元侧，这种绘图卡的大小将会比较大。所述电源供应电路被客制化来仅支持一特定GPU类型及/或一特定本地内存单元类型，使得这个问题更严重。所以，如果需要一不同的GPU类型及/或一本地内存单元类型，则所述电源供应电路需要重新设计，且所述绘图卡的配置亦需要改变。再者，将所述电源供应电路、GPU、及本地内存单元皆在相同的绘图卡上将会使得散热问题更加难以处理。

为了例示起见，图1为一普通高阶绘图系统100的简化的方块图。绘图系统100包括一GPU 102、一本地内存单元104、及其它组件，例如数字到模拟转换器(DAC，“Digital to analog converter”)及一锁相回路装置(PLL，“Phase lock loop”)。所述DAC及PLL共同称之为一转换区块106及一电源供应单元108。电源供应单元108与GPU 102、本地内存单元104、及绘图系统100的转换区块106位于相同的电路板上。绘图系统100基本上放置在一运算装置的周边组件接口快速(PCIe，“Peripheral Component Interface Express”)插槽中。

电源供应单元108用于分别通过NVVDD、FBVDD及DACVDD与PLLVDD信号将电压供应到GPU 102、本地内存单元104及转换区块106。PCIe插槽最大仅供应75瓦的电力，其对于一高阶绘图卡并不足，例如绘图系统100，其消耗约200到300瓦之间。因此，电源供应单元108需要额外的瓦特数来驱动绘图系统100。一种典型的方式为绘图系统100自一外部电源(未示于图1)接收电力，例如绘图系统100所附加的所述运算装置的电源供应。因为来自外部电源的瓦特数会高于所述系统所需要的，在所述电源供应单元108中包括的专属电源供应电路，以处理所需要的转换，其造成电源供应单元108的大小会增加。如上所述，如果绘图系统100重新设计来支持一不同的GPU102，以及与GPU 102不同的本地内存单元104，然后电源供应单元108与绘图系统100的配置亦需要进行重新设计。将电源供应单元108与GPU 102、本地内存单元104、及转换区块106皆置于相同的电路板上，进一步恶化绘图系统100的散热问题。

因此，在本技艺中所需要的一种弹性供应电力到一高阶绘图卡的方法与系统，其成本较低，并可处理至少上述的问题。

发明内容

本发明描述一种弹性供应电力到一高阶绘图卡的方法与系统。所述绘图系统包括高阶绘图卡以及一可设置的电源供应模块，其实体上独立于所述绘图卡，并连接到所述绘图系统外部的一电源。所述可设置电源供应模块将来自所述电源的一第一电压转换为所述绘图卡的一第二电压，其中所述第二电压可满足所述绘图卡所需要的一组电源供应规格。

此处所揭示的本发明至少一个优点为每当所述绘图卡的电源供应规格改变时，不需要重新设计电源供应电路，并藉此缩短这种绘图卡进入市场的时间。

附图说明

所以，可以详细了解本发明上述特征的方式中，本发明的一更为特定的说明简述如上，其可藉由参照到具体实施例来进行，其中一些例示于所附图面中。但是其可注意到，所附图面仅例示本发明的典型具体实施例，因此其并非要做为本发明的范围的限制，其可允许其它同等有效的具体实施例。

图1为一简化方块图，所示为普通高阶绘图系统与一电源供应单元位在相同电路板上；

图2A为根据本发明一具体实施例的一绘图系统的简化方块图；

图2B为根据本发明一具体实施例中，能够满足不同电源供应需求的一标准化电源供应模块的简化方块图；及

图3为一种供应电力到不同VGA卡的方法的流程图，其具有根据本发明一具体实施例中所揭示的相同标准化电源供应模块。

具体实施方式

图2A为根据本发明一具体实施例的一绘图系统200的简化方块图。绘图系统200包括一绘图卡202及一标准化电源供应模块204，其实体上与绘图卡202隔开。绘图卡202包括一GPU 206、一本地(视频)内存单元208、及其它组件210。因为电源供应模块204并不位在绘图卡202上，由电源供应模块204所产生的电压经由连接绘图卡202与电源供应模块204的一连接装置212传送到绘图卡202。电源供应模块204主要是设计来配合高阶绘图卡，其通常兼容于PCIe接口。如上所述，PCIe接口能够提供的75瓦电力对于一高阶绘图卡并不足，其会消耗至少200到300瓦。在一种实施中，电源供应模块204经由外部PCIe 2x3及2x4连接器连接到绘图系统200外部的一电源(未示出)，藉以取得额外的电源供应。绘图系统200的外部的电源较佳地是为所述计算机系统的电源供应，其中绘图系统200为其一部分。由电源供应模块204由绘图系统200外部的电源所接收到的额外电源供应主要可满足GPU206与本地内存单元208的需求。

在一种实施中，电源供应模块204为一标准化模块，其可设置成支持高阶绘图卡的多种电源供应需求的操作电压范围。电源供应模块204接收来自连接到绘图系统200外部的电源的外部PCIe 2x3及2x4连接器的额外电力。在一种实施中，经由连接装置212，电源供应单元204可传送所述电压到GPU206及本地内存单元208。因为绘图卡202的其它组件210并未消耗很多电力，它们经由绘图卡202及计算机系统的PCIe插槽之间的连接来接收所需要的电力。

在一种实施中，电源供应模块204放置在相邻于PCIe插槽的一PCI插槽，其中插入有绘图卡202。另外，电源供应模块204放置于原先一软盘机的置放位置。连接装置212的种类根据绘图卡202及电源供应模块204置于计算机系统中的地方而改变。如果电源供应模块204相邻于绘图卡202，则耦合所述两个组件可经由具有某种配线的一印刷电路板来达成。另一方面，如果电源供应模块204置于软盘机湾处，则可使用一弹性缆线做为连接装置202来构成电源供应模块204与绘图卡202之间的连接。在任何事件中，连接装置212的一个需求为在由电源供应模块204传送电力到绘图卡202的过程中可保证仅有低的电压降。横跨连接装置212的一较低的电压降不仅有助于维持电源供应模块204的效率，但亦可进一步地减少连接装置212的散热量到更低的程度。

配合图2A，图2B为根据本发明一具体实施例的一电源供应模块250的简化方块图。电源供应模块250包括：一电压转换电路252，用于将来自绘图系统200外部的电源的一第一直流(DC，“Direct current”)电压转换为要由电路本身产生的一第二DC电压；以及一开关254，其连接到电压转换电路252，用于调整要供应到绘图卡202的电压电平。开关254依据一外部输入(如使用者输入)设置，上述的外部输入用来调整电源供应模块250产生的电压电平，所以所述输出电压电平可落在电源供应模块250所支持的绘图卡所需要的某个操作电压范围内。假设电压转换电路252用于支持两张绘图卡所需要的两个不同的操作电压范围。基于开关254所接收的外部输入，相同的电源供应模块250用于满足所选择的绘图卡的电源供应需求。

在绘图卡202上的电压电平会变动，其原因例如是关于连接装置212的大于预期的电压降。如果一输出电压电平发生落在绘图卡202所需要的操作电压范围之外，然后在一种实施中，绘图卡202传回代表这种状况的反馈信号到可设置的电源供应单元250。电源供应模块250依此调整其输出电压电平，并确保可满足绘图卡202的电源供应需求。在一种实施中，绘图卡202亦经由其通用输入/输出端口(GPIO，“General purpose input/output port”)传送一调整信号到电源供应模块250。所述调整信号主要进一步根据绘图卡202的操作模式调整由电源供应模块250所产生的输出电压。例如，当来自绘图卡202的GPIO端口的调整信号为“高”时，由电源供应模块254所产生的电压电平即调整到绘图卡202所需要的操作电压范围的最上端。另一方面，当电源供应模块250接收“低”的调整信号时，其调整所述输出电压电平到所需要的操作电压范围的下端。所以，如果绘图卡202在需要相对较低的电力消耗的二维(2D)下操作，则代表较低紧急需求的一“低”调整信号即经由绘图卡202的GPIO端口传送到电源供应模块250。另一方面，如果绘图卡202另在其需要相对高的电力消耗的3D操作模式下操作，反应此需求的一“高”调整信号即经由绘图卡202的GPIO端口传送到电源供应模块250。

配合于图2B，图3所示为根据本发明一具体实施例中弹性供应电力到一高阶绘图卡的方法300的流程图。在步骤302中，电源转换电路252根据其所支持的绘图卡的电源供应需求以将来自所述绘图系统外部的电源(其中绘图系统为其中一部分的计算机系统的电源)的电压转换到某个操作电压范围。在一种实施中，如果电源转换电路252用于支持两张绘图卡，则电源转换电路252将来自外部电源的电压转换为落在两张绘图卡所需要的操作电压范围内的电压电平。如上所述，基于开关254接收的外部输入，由电源供应模块250所产生的电压可进一步调整。例如，所述输出电压电平可被调整，所以它们可落在所选择绘图卡的需求当中。其必须注意到所述等外部输入并不一定需要调整所述输出电压电平。

在步骤306中，电源供应模块250可接收反馈信号，其代表由电源供应模块250产生的输出电压电平是否适当地落在由所选择绘图卡所需要的操作电压范围内，以及所述输出电压电平是否必须进一步调整到由相同绘图卡所支持的操作电压范围的上端或下端。如果所述输出电压电平无法落在所述操作电压范围内，则电源供应模块250被通知，并进行调整所述输出电压电平，以满足所述绘图卡的需求。此外，当所述绘图卡在一待机模式或2D模式下运作时，其经由所述绘图卡的GPIO端口确立一“低”调整信号到电源供应模块250。电源供应模块250藉由调整所述输出电压电平朝向所述操作电压范围的下端来响应于所述调整信号。另一方面，当绘图卡切换到一3D操作模式时，其经由所述绘图卡的GPIO端口确立一“高”调整信号到电源供应模块250。电源供应模块250在此调整所述输出电压电平朝向所述操作电压范围的上端。简言之，所述的反馈机制使得电源供应模块250的一种实施可根据绘图卡的变化的需要来动态地调整所述输出电压电平。在步骤308中，电源供应模块250的一种实施仅负责供应电力到GPU与本地内存单元，并使得其它组件接收通过计算机系统的PCIe插槽提供的电力。

根据本发明一具体实施例，一绘图系统包括一实体上分离的电源供应模块，其能够供应不同的操作电压以满足由所述电源供应模块所支持的一或多张绘图卡的需求。所述电源供应模块的开关与由所述绘图卡所产生的反馈信号可使得此可设置电源供应模块来支持一张以上的高阶绘图卡。因此，不同的高阶绘图卡可在一相当短的时间内实施，而不需要客制化一电源供应电路以满足每一组操作电压需求。此外，藉由将所述电源供应模块实体与所述绘图卡分离，所述高阶绘图卡的大小可以降低，而散热问题的处理可更为简单。

以上的说明例示了本发明的多种具体实施例，以及如何实施本发明的态样的范例。以上的范例、具体实施例、指令语意及图面不能够视为唯一的具体实施例，并用于例示由以下申请专利范围所定义的本发明的弹性及优点。

Claims (11)

1.一种绘图系统，其包含：

一绘图卡，所述绘图卡包括一绘图处理单元、一本地内存单元及其它组件；及

一可设置的电源供应模块，其实体上与所述绘图卡分开，并连接到所述绘图系统外部的一电源，其将来自所述电源的一第一电压转换为所述绘图卡的一第二电压，其中所述第二电压满足所述绘图卡所需要的一组电源供应规格；

其中所述可设置的电源供应模块用于供应所述第二电压到所述绘图卡上的所述绘图处理单元与所述本地内存单元，一单独的电压被供应到所述其它组件，其中所述可设置的电源供应模块另包含转换所述第一电压的电压转换电路、以及一开关，其基于由所述开关接收的外部输入调整所述第二电压。

2.如权利要求1所述的绘图系统，其中所述绘图卡另包含一输入/输出端口，其传送一反馈信号到所述电压转换电路，以进一步调整所述第二电压。

3.如权利要求2所述的绘图系统，其中所述输入/输出端口为一通用输入/输出端口，且所述反馈信号代表所述绘图卡的电力消耗电平。

4.如权利要求1所述的绘图系统，其中所述可设置的电源供应模块经由一连接装置连接到所述绘图卡。

5.如权利要求4所述的绘图系统，其中所述连接装置是唯一低电压降的连接装置。

6.如权利要求1所述的绘图系统，其中所述可设置的电源供应模块置于一周边组件接口插槽中。

7.如权利要求1所述的绘图系统，其中所述可设置的电源供应模块置于包含有一磁盘驱动器的一计算机系统的所述磁盘驱动器设置处。

8.一种弹性供应电力到一高阶绘图卡的方法，所述绘图卡包括一绘图处理单元、一本地内存单元及其它组件，所述方法包含：

藉由实体上与所述绘图卡分离的一可设置电源供应模块以将来自所述绘图卡外部的一电源的一第一电压转换为所述绘图卡的一第二电压，其中所述第二电压可满足由所述绘图卡所需要的一组电源供应规格；及

基于外部输入及由所述绘图卡所产生的一反馈信号而有可能调整所述第二电压；

其中所述可设置的电源供应模块用于供应所述第二电压到所述绘图卡上的，所述绘图处理单元与所述本地内存单元，一单独的电压被供应到所述其它组件。

9.如权利要求8所述的方法，另包含经由一周边组件接口快速插槽供应所述单独的电压到所述其它组件。

10.如权利要求8所述的方法，其中所述反馈信号代表所述绘图卡的一电力消耗电平。

11.如权利要求8所述的方法，其中所述反馈信号代表所述第二电压是否满足所述绘图卡所需要的所述组电源供应规格。

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