CN101546422B - 可超频的显卡及超频方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可超频的显卡。此显卡的主要元件包括了一图形处理单元、一电流电压转换电路、一逻辑判断电路、以及一频率产生电路。其中，图形处理单元可提供一驱动信号，电流电压转换电路则会检测图形处理单元的操作电流，并转换操作电流为一电压信号。逻辑判断电路则根据驱动信号与电压信号，判断图形处理单元的负载状态，并产生一控制信号。频率产生电路会根据控制信号，输出一频率信号至图形处理单元。

Description

可超频的显卡及超频方法

技术领域

本发明是关于一种可超频的显卡及其超频方法，特别是一种通过显卡上的电路与元件，检测显卡的工作状态并自动进行超频的设计。

背景技术

对于早期的计算机来说，由于其大多应用单色屏幕，并且主要的使用功能仅仅是文字、数字或数据的处理，因此对显卡的要求并不很高。然而，随着计算机科技持续的发展与进步，强大的处理效能使得计算机在执行上不但能够绘图，也能够显示复杂的影像或图形等数据。并且，随着计算机所处理的影像与图形数据愈趋逼真且复杂，也导致显卡在计算机中的应用越趋重要。特别是，对于现今流行的在线游戏或多媒体信息，为了讲究画面逼真，除了色彩炫丽繁复外，普遍都会以3D的画面来呈现。因此，为了使画面更加的流畅，现今的计算机玩家往往需要挑选功能较多或效能较佳的显卡，以提升计算机播放高画质影音数据的能力。

此外，为了进一步的提升显卡的操作效能，许多市面上贩卖的显卡并具备了超频的功能，让使用者可以根据其计算机操作的需求，调整显卡的工作状态。然而，以目前各种显卡进行超频工作的方式，仍具有相当的缺点。

以目前最常见的显卡超频方式为例，主要是在显卡的图形处理单元(GPU)内部，制作了倍频电路，再通过计算机软件来控制倍频电路进行超频工作。然而，由于一般显卡的驱动程序都没有超频的功能，因此要通过此种方式来实现超频，使用者尚需要对计算机进行其它超频软件的安装，再通过执行上述超频软件，来达到所需的超频效果。除了需要额外安装软件，在执行相关的程序时，超频软件显然也会占用掉计算机系统的资源，而降低了整体计算机的操作效率。

除了通过软件进行超频的方式外，另外一种超频的方式，则是修改显卡的BIOS设定，而达到使显卡超频的效果。由于显卡的BIOS设定中，规范了显卡的基本输入输出程序，因此通过修改设定，可以控制和管理显卡上的各个设备，例如图形处理芯片、显示内存等等。然而，使用BIOS超频的方式，在每一次要修改或调整工作频率时，都需要对计算机进行重新开机，进入BIOS的设定画面，才能修改相关的设定。对使用者来说，此种超频方式显然也不方便。

因此，如何通过显卡本身的电路设计，来达到纯粹硬件自动超频的效果，以消除软件超频占用计算机系统资源的缺点，并消除需重新开机才能修改BIOS设定的困扰，已成为当前各家厂商研发的重点。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种可超频的显卡。此显卡的主要元件包括了一图形处理单元、一电流电压转换电路、一逻辑判断电路、以及一频率产生电路。其中，图形处理单元可提供一驱动信号，电流电压转换电路则会检测图形处理单元的操作电流，并转换操作电流为一电压信号。逻辑判断电路则根据驱动信号与电压信号，判断图形处理单元的负载状态，并产生一控制信号。频率产生电路会根据控制信号，输出一频率信号至图形处理单元。

此外，本发明并提供了一种显卡超频方法，其中显卡具有一图形处理单元。所述显卡超频方法至少包括下列步骤。首先，判断图形处理单元所处理的数据为2D图形数据或3D图形数据。接着，检测图形处理单元的电压信号。当图形处理单元处理3D图形数据时，根据电压信号判断图形处理单元的操作状态为重负载或轻负载。并且，当操作状态为重负载时，对图形处理单元输入一超频的频率信号。

本发明具有的有益效果：

首先，由于本发明所提供的显卡，是完全以显卡上的电路来达成硬件超频的效果，因此使用者不需要对计算机进行任何超频软件的安装，就可达到所需的超频效果。也因为不需要安装任何的超频软件，因此不会占用掉计算机系统的资源，进而降低了整体计算机的操作效率。

其次，采用本发明的显卡进行超频，也不需要修改显卡的BIOS设定。因此，使用者在决定是否启动超频功能时，不需要对计算机进行重新开机，以修改BIOS的设定。

再者，由于本发明中的显卡，是以其外露于计算机机壳的按键，来开启/关闭自动超频的功能，因此使用者在使用上相当的便利。任何时候，只要使用者觉得显卡可能有超频的需求，通过按压按键就可轻易的开启显卡其自动超频的功能。

此外，本发明所提供的显卡，通过其相关的电路设计，可以通过实时检测操作电流与驱动信号，自动的判断显卡的工作状态，并决定是否超频。因此，只要显卡的工作状态在轻负载时，便回复预设的频率信号，不进入超频状态。一旦工作状态为重负载，则可立即且自动的输入超频的频率信号，进入超频状态。如此一来，除了可确保显卡有最好的操作效能外，并且能达到节能的效果。

附图说明

图1显示了本发明所提供显卡的功能方块图；

图2显示了本发明所采用的逻辑判断方式

图3显示电流电压转换电路与模拟/数字转换电路的电路；

图4显示了逻辑判断电路的电路；

图5显示了构成开关的元件及外围电路；

图6显示了连接于开关的按键元件及外围电路；

图7显示了频率产生电路的元件及外围电路；

图8显示了本发明所提供显卡的实体结构图；

图9显示了本发明所提供的一种显卡超频方法；及

图10显示了本发明中显卡的操作流程。

具体实施方式

请参照图1，此图显示了本发明所提供可超频的显卡1。此显卡的主要元件包括了一图形处理单元(Graphic Processing Unit；GPU)10、一电流电压转换电路11、一逻辑判断电路12、以及一频率产生电路13。

图形处理单元10主要是用来处理图形数据的相关运算，可根据所采用的驱动程序对2D或3D的图形数据进行处理。此图形处理单元10并可对外提供一驱动信号，用来显示其所处理的图形数据为2D或3D的数据。至于，电流电压转换电路11则用以检测图形处理单元10的操作电流，并可将上述操作电流转换为一电压信号。

逻辑判断电路12则分别响应于电流电压转换电路11与图形处理单元10，并根据所接收的驱动信号与电压信号，来判断图形处理单元10的负载状态。当负载状态为一重负载状态时，逻辑判断电路12并会产生并输出一超频控制信号。

频率产生电路13则响应于逻辑判断电路12，并根据控制信号，输出一频率信号至图形处理单元10。其中，通过所输出的频率信号是否为超频的频率信号，可控制图形处理单元10是否进入超频状态。

在一实施例中，所述显卡1还包括一模拟/数字转换电路14，连接于电流电压转换电路11与逻辑判断电路12之间，用以接收由电流电压转换电路11所传送的电压信号，并且可将上述电压信号转换为一数字信号。在此种安排下，前述逻辑判断电路12，由于分别连结模拟/数字转换电路14与图形处理单元10，因此可接收所述的数字信号与驱动信号，并根据接收到的驱动信号与数字信号，综合判断图形处理单元10的负载状态。

在一较佳实施例中，逻辑判断电路12可根据图形处理单元10所输出的驱动信号，判定图形处理单元10所处理的数据为2D图形数据或是3D图形数据。一般来说，当所处理的数据为2D图形数据时，由于图形处理单元10的负载相对较轻，因此可将其视为轻负载的状态。亦即，在处理2D图形数据时，对图形处理单元10而言，并无超频的需求。

至于，当图形处理单元10所处理的数据为3D图形数据时，则需视所处理图形的细腻或复杂程度，来判定图形处理单元10的实际负载状态。因此，当图形处理单元10所处理为3D图形数据时，逻辑判断电路12则会根据电流电压转换电路11所输出的电压信号，来判定图形处理单元10的操作状态，到底为重负载或轻负载。

亦即，通过电流电压转换电路11来检测图形处理单元10实际上的操作电流，当操作电流较大时，则转换后的电压信号会较大，反应出图形处理单元10的工作较繁重，而应该视为重负载的状态。相对的，若图形处理单元10的操作电流较小，则转换后的电压信号亦会较小，可反应出图形处理单元10的负载尚未过重，而可视为轻负载的状态。

此外，由于电流电压转换电路11所输出的电压信号，是为一模拟信号，因此为了增加负载状态判断上的精确性，会通过所述模拟/数字转换电路14，先将电压信号转换成数字信号，再传送至后续的逻辑判断电路12，进行负载状态的逻辑分析与判断。

为了方便了解相关的逻辑分析与判断，请参照图2，其显示了在一实施例中，本发明所采用的逻辑判断方式。其中，逻辑因子x代表了图形处理单元10所处理的图形数据为2D或是3D的图形数据。亦即，通过输入逻辑判断电路12的驱动信号来判定图形处理单元10正在处理的数据类型。当所处理为2D的图形数据时，则可得出逻辑因子x＝0，至于当处理3D图形数据时，则逻辑因子x＝1。

至于逻辑因子(y，z)则用来代表由模拟/数字转换电路14所输入的数字信号。也就是用来反应图形处理单元10的操作电流大小。其中，当数字信号超过一预设阀值时，则可得到逻辑因子(y，z)＝(1，1)的数值，代表图形处理单元10的操作电流较大。相反的，当数字信号低于所述预设阀值时，则可得到逻辑因子(y，z)＝(1，0)或(0，1)的数值，代表图形处理单元10的操作电流较小。

如此一来，当逻辑判断电路12得到逻辑因子(x，y，z)＝(1，1，1)时，则显示图形处理单元10正在处理3D的图形数据，并且其操作电流相对较大，而属于重负载的状态。

一旦逻辑判断电路12判定图形处理单元10的操作状态为重负载，则会产生并输出一超频控制信号，并且将超频控制信号传送至频率产生电路13。随后，频率产生电路13便会根据所接收的超频控制信号，产生一超频的频率信号，并将其输出至图形处理单元10，使图形处理单元10进入超频工作状态。

至于，当逻辑判断电路12判定图形处理单元10的操作状态为轻负载时，就不会输出超频控制信号。此时，如图1所示，频率产生电路13会根据所输入的预设控制信号，输出一预设的频率信号，使上述图形处理单元维持预设的工作状态。

在一较佳实施例中，显卡1更包括一开关15，连接于逻辑判断电路12与频率产生电路13之间，用以控制上述控制信号的输出与否。此开关15是设置于显卡1上，并且当显卡1装设于计算机主机板上时，此开关15正好会外露于计算机机壳上，可提供使用者在需要超频的情形下，按压开关15而开启自动超频的功能。一旦使用者按下开关15，由逻辑判断电路12所产生的超频控制信号，即可传送至频率产生电路13，进而调整并输出超频的频率信号。

请参照图3至图7，此部份图标显示了在本发明一实施例中，显卡1的相关电路设计。图3所显示的是电流电压转换电路11与模拟/数字转换电路14的相关电路。其中，元件EU511及外围电路，是用来进行电流/电压的转换，将图形处理单元10的操作电流转换为电压信号。至于，元件EU514及外围电路，则是用以将模拟的电压信号转换为数字信号。图4则显示了逻辑判断电路12的相关电路，通过元件EMU1252及外围电路，可对图形处理单元10传送过来的驱动信号、以及从模拟/数字转换电路14传送过来的数字信号，进行逻辑分析与判断，以决定是否输出超频控制信号。图5显示了构成开关15的元件U1202及外围电路。图6则显示了用来连接于开关15的按键，包括了元件EJ503及外围电路。图7则显示了频率产生电路13的电路，包括了元件EU515及外围电路。

请参照图8，此图即显示了本发明所提供显卡1的实体结构图。在一实施例中，如同前述，显卡1的侧板16上，会设置一按键17，连结于前述开关15的电路，提供使用者按压，以选择开启或关闭显卡1的超频功能。当显卡1安装于计算机中时，其侧板16会曝露于计算机机壳的后侧板面，而露出按键17。此时，若使用者觉得显卡1可能有超频的需求，只要按压按键17以开启开关15，即可让显卡1进入自动超频的状态。此时，显卡1会根据前述各项电路的功能，自动的判断显卡1的工作状态，并决定是否超频。

另外，请参照图9，本发明并提供了一种显卡的超频方法。如同前述，显卡1具有一图形处理单元10，用以处理图形数据的相关运算，并对外提供驱动信号，显示其所处理的图形数据为2D或是3D的图形数据。所述显卡的超频方法，主要包括下列步骤。首先，进行步骤S20，判断图形处理单元所处理的数据为2D图形数据或是3D图形数据。随后，进行步骤S22，检测图形处理单元10的电压信号。接着，进行步骤S24，当图形处理单元10处理3D图形数据时，根据电压信号判断图形处理单元的操作状态为重负载或轻负载。并且，进行步骤S26，当操作状态为重负载时，对图形处理单元10输入一超频的频率信号。

在一实施例中，上述步骤S20还包括下列步骤。其中，步骤S200：检测图形处理单元10的一驱动信号，步骤S202：根据驱动信号判断图形处理单元10所处理数据为2D图形数据或3D图形数据。至于上述步骤S22则还更包括步骤S220：检测图形处理单元10的操作电流，以及步骤S222：转换操作电流为电压信号。

另外，所述显卡的超频方法，在进行上述步骤S22后，可进一步进行下列的步骤。首先，进行步骤S224，转换电压信号为一数字信号。接着，进行步骤S226，当图形处理单元10处理为3D图形数据时，根据数字信号判断图形处理单元10的操作状态为重负载或轻负载。再进行步骤S228，当操作状态为轻负载时，对图形处理单元10输入一预设的频率信号。

请参照图10，此图显示了本发明中显卡1的操作流程。如同前述，当显卡1安装于计算机主机板上时，显卡1上的按键17，会露于计算机机壳外，而允许使用者进行按压，以打开或关闭显卡1的超频功能。因此，在本发明中，显卡1其自动超频流程的第一个动作，即由使用者决定是否将自动超频的开关打开(S30)。若使用者未开启自动超频的开关，或是通过按键将开关关闭，便会以预设的频率信号输入图形处理单元10(S31)，使图形处理单元10依据预设的频率信号处理图像(S32)。

若使用者选择开启自动超频的开关，则图形处理单元10在处理图像时(S32)，显卡1会进一步判定其所处理的数据是否为3D图形数据(S33)。若确定为3D图形数据，则检测图形处理单元10的操作电流，并将其转为电压信号，以进一步判定电压信号是否高于一预定值(S34)。相反的，若确定图形处理单元10所处理者并非是3D的图形数据，则以预设的频率信号输入图形处理单元10(S31)。

另一方面，若在流程S34中，判定电压信号是高于一预定值，则可根据电压信号提升输入图形处理单元10的频率信号频率，以实现超频的功能(S35)。

本发明具有相当的优点。首先，由于本发明所提供的显卡，是完全以显卡上的电路来达成硬件超频的效果，因此使用者不需要对计算机进行任何超频软件的安装，就可达到所需的超频效果。也因为不需要安装任何的超频软件，因此不会占用掉计算机系统的资源，进而降低了整体计算机的操作效率。

其次，采用本发明的显卡进行超频，也不需要修改显卡的BIOS设定。因此，使用者在决定是否启动超频功能时，不需要对计算机进行重新开机，以修改BIOS的设定。

再者，由于本发明中的显卡，是以其外露于计算机机壳的按键，来开启/关闭自动超频的功能，因此使用者在使用上相当的便利。任何时候，只要使用者觉得显卡可能有超频的需求，通过按压按键就可轻易的开启显卡其自动超频的功能。

此外，本发明所提供的显卡，通过其相关的电路设计，可以通过实时检测操作电流与驱动信号，自动的判断显卡的工作状态，并决定是否超频。因此，只要显卡的工作状态在轻负载时，便回复预设的频率信号，不进入超频状态。一旦工作状态为重负载，则可立即且自动的输入超频的频率信号，进入超频状态。如此一来，除了可确保显卡有最好的操作效能外，并且能达到节能的效果。

本发明虽以较佳实例阐明如上，然其并非用以限定本发明的精神与发明实体仅限于上述实施例。因此，在不脱离本发明的精神与范围内所作的修改，均应包括在权利要求书的范围内。

Claims (13)

1.一种可超频的显卡，其特征在于包括：

图形处理单元，可提供驱动信号；

电流电压转换电路，检测上述图形处理单元的操作电流，并转换上述操作电流为电压信号；

逻辑判断电路，根据上述驱动信号与上述电压信号，判断上述图形处理单元的负载状态，并产生控制信号；及

频率产生电路，根据上述控制信号，输出频率信号至上述图形处理单元。

2.根据权利要求1所述的可超频的显卡，其特征在于，还包括开关，分别连接上述逻辑判断电路与上述频率产生电路，用以控制上述控制信号的输出与否。

3.根据权利要求1所述的可超频的显卡，其特征在于，上述逻辑判断电路可根据上述图形处理单元所输出的上述驱动信号，判定上述图形处理单元所处理的数据为2D图形数据或3D图形数据。

4.根据权利要求3所述的可超频的显卡，其特征在于，当上述图形处理单元所处理的数据为3D图形数据时，上述逻辑判断电路根据上述电压信号，判定上述图形处理单元的操作状态为重负载或轻负载。

5.根据权利要求4所述的可超频的显卡，其特征在于，当上述逻辑判断电路判定上述图形处理单元的操作状态为重负载，则产生的上述控制信号为超频控制信号。

6.根据权利要求5所述的可超频的显卡，其特征在于，上述频率产生电路根据上述超频控制信号，输出超频的上述频率信号，使上述图形处理单元进入超频工作状态。

7.根据权利要求4所述的可超频的显卡，其特征在于，当上述逻辑判断电路判定上述图形处理单元的操作状态为轻负载，则上述频率产生电路会输出预设的上述频率信号，使上述图形处理单元维持预设工作状态。

8.一种可超频的显卡，其特征在于包括：

图形处理单元，可提供驱动信号；

电流电压转换电路，检测上述图形处理单元的操作电流，并转换上述操作电流为电压信号；

模拟/数字转换电路，连接于上述电流电压转换电路，用以将上述电压信号转换为数字信号；

逻辑判断电路，分别连结于上述模拟/数字转换电路与上述图形处理单元，根据上述驱动信号与上述数字信号，判断上述图形处理单元的负载状态，并产生控制信号；及

频率产生电路，根据上述控制信号，输出频率信号至上述图形处理单元。

9.一种显卡超频方法，其中上述显卡具有一图形处理单元，所述方法包括下列步骤：

判断上述图形处理单元所处理的数据为2D图形数据或3D图形数据；

检测上述图形处理单元的电压信号；

当上述图形处理单元处理3D图形数据时，根据上述电压信号判断上述图形处理单元的操作状态为重负载或轻负载；

当上述操作状态为重负载时，对上述图形处理单元输入超频的频率信号。

10.根据权利要求9所述的显卡超频方法，其特征在于，上述判断上述图形处理单元所处理数据为2D图形数据或3D图形数据的步骤，还包括下列步骤：

检测上述图形处理单元的一驱动信号；及

根据上述驱动信号判断上述图形处理单元所处理数据为2D图形数据或3D图形数据。

11.根据权利要求9所述的显卡超频方法，其特征在于，上述检测上述图形处理单元的电压信号的步骤，还包括下列步骤：

检测上述图形处理单元的操作电流；及

转换上述操作电流为上述电压信号。

12.根据权利要求9所述的显卡超频方法，其特征在于，当上述操作状态为轻负载时，对上述图形处理单元输入预设的频率信号。

13.一种显卡超频方法，其中上述显卡具有一图形处理单元，所述方法包括下列步骤：

判断上述图形处理单元所处理的数据为2D图形数据或3D图形数据；

检测上述图形处理单元的电压信号；

转换上述电压信号为数字信号；

当上述图形处理单元处理3D图形数据时，根据上述数字信号判断上述图形处理单元的操作状态为重负载或轻负载；

当上述操作状态为重负载时，对上述图形处理单元输入超频的频率信号。

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