CN102109877B - 具有超/降频控制功能的计算机系统及其相关控制方法 - Google Patents

Abstract

一种具有超/降频控制功能的计算机系统及其相关控制方法。该计算机系统中超/降频控制方法中，此计算机系统加载一进阶组态与电源接口操作系统，该方法包含下列步骤：设定一第一操作电压与一第一时钟频率；根据设定的第一操作电压与第一时钟频率，产生相对应的第一控制信号至电源供应器与第二控制信号至时钟发生器；控制计算机系统进入一睡眠状态(S3)；于一预定时间后恢复计算机系统；于电源供应器与时钟发生器重新启动时，电源供应器根据第一控制信号产生第一操作电压，时钟发生器根据第二控制信号产生第一时钟频率；以及，利用第一时钟频率与第一操作电压，调校计算机系统中北桥芯片内存储器控制器的参数。

Description

具有超/降频控制功能的计算机系统及其相关控制方法

技术领域

本发明涉及一种具有超/降频控制功能的计算机系统，特别是涉及一种在超/降频控制的过程中，采取计算机系统的睡眠(S3，sleep)与恢复(resume)步骤的计算机系统。 

背景技术

一般来说，现今玩家级使用者(power user)可以利用基本输出入系统(BIOS)来控制计算机系统的操作电压(Vocre)或者时钟(Clock)频率，此即为静态超频控制。或者，计算机系统的厂商会自行设计使用者界面让玩家级使用者经由使用者界面的应用程序来控制计算机系统的操作电压(Vcore)或者时钟(Clock)频率，此即为动态超频控制。一般来说，升高操作电压与时钟频率可以增强计算机系统的整体效能，但是会比较耗电；反之，降低操作电压与时钟频率会降低计算机系统的效能，但是会比较省电。因此，玩家级使用者可以根据计算机系统的负载大小来控制计算机系统维持在最佳效率。 

已知的计算机系统中，使用者在进行静态超频控制时必须于基本输出入系统(BIOS)上设定计算机系统的操作电压(Vocre)或者时钟(Clock)频率。并且于设定完成后重新启动(reboot)计算机系统。当启动程序完成且计算机系统成功开机时，即代表操作电压与时钟的频率控制完成。然而，重新启动计算机系统必须耗费许多时间。 

再者，已知动态超频控制可以在不重新启动计算机系统的情况之下进行计算机系统的操作电压(Vocre)或者时钟(Clock)频率的调整。因此，可解决已知静态超频控制过程中使用者耗费过多时间的缺点。然而，动态超频控制所调整的时钟(Clock)频率实际上仅是可使用的时钟频率，并非为最佳化的时钟频率。所以当计算机系统操作时间过久造成系统温度升高时，很容易造成计算机的不稳定或者死机的情形发生。 

由所述可知，已知的静态超频控制过程中计算机系统必须重新启动，而此步骤将产生使用者等待时间过长的问题。再者，已知的动态超频控制常会造成计算机系统稳定性不佳等问题。 

发明内容

本发明的目的在于提出一种具有超/降频控制功能的计算机系统及其相关控制方法，其可快速地完成静态超频控制；以及，在动态超频控制后维持计算机系统的稳定度。 

本发明提出一种计算机系统中超/降频控制方法，该计算机系统加载一进阶组态与电源接口操作系统，该方法包含下列步骤：设定一第一操作电压与一第一时钟频率；根据设定的该第一操作电压与该第一时钟频率，产生相对应的一第一控制信号至一电源供应器与一第二控制信号至一时钟发生器；控制该计算机系统进入一睡眠状态；于一预定时间后恢复该计算机系统；于该电源供应器与该时钟发生器重新启动时，该电源供应器根据该第一控制信号产生该第一操作电压，该时钟发生器根据该第二控制信号产生该第一时钟频率；以及，利用该第一时钟频率与该第一操作电压，调校该计算机系统中一北桥芯片内一内存控制器的延迟时间参数。 

本发明还提出一种计算机系统中超/降频控制方法，该计算机系统加载一进阶组态与电源接口操作系统，该方法包含下列步骤：设定一调整的操作电压与一调整的时钟频率；利用一信号线路实时设定一电源供应器输出该调整的操作电压与并且设定一时钟发生器输出该调整的时钟频率；于确认该调整的操作电压与该调整的时钟频率后，控制该计算机进入一睡眠状态；于一预定时间后恢复该计算机系统；以及，利用该调整的时钟频率与该调整的操作电压，调校该计算机系统中一北桥芯片内一内存控制器的延迟时间参数。 

附图说明

图1所示为具有超/降频控制功能的计算机系统。 

图2所示为本发明的计算机系统实施静态超频控制流程图。 

图3所示为本发明的计算机系统实施动态超频控制流程图。 

具体实施方式

请参见图1，其所示为具有超/降频控制功能的计算机系统。此计算机系统可对中央处理器与北桥芯片组(NB，north-bridge chipset)作升降操作电压(Vcore)与时钟(Clock)频率的控制。计算机系统主要包括中央处理器10、北桥芯片组12、南桥芯片组(SB，south-bridge chipset)14、电源供应器(power supply)16、时钟发生器(clock generator)18、基本输入输出系统与嵌入式控制器(BIOS/EC)20、键盘22、超降频控制单元24与内存(memory)26。再者，北桥芯片组12还包括内存控制器(memorycontroller)120，用以控制北桥芯片组12与内存26间数据的存取；其中，中央处理器10与北桥芯片组12可整合至单一芯片。再者，电源供应器16可根据所接收的第一控制信号(CS-1)来调整输出至中央处理器10的操作电压(Vcore)；时钟发生器18可根据所接收的第二控制信号(CS-2)来调整输出至中央处理器10与北桥芯片组12的时钟(Clock)频率。再者，基本输入输出系统与嵌入式控制器(BIOS/EC)20也可以利用系统管理总线(SMbus)和利用通用输入输出端口(GPIO)来动态的调整输出至中央处理器10与北桥芯片组12的操作电压(Vcore)与时钟(Clock)频率。而键盘22可作为动态超频控制或静态超频控制的启动机制，例如，按下特定热键(hot-key)即可开始启动动态超频控制或静态超频控制的流程。当然，利用计算机系统中的特定按钮(button)或者利用特定的应用软件(application)也可以作为动态超频控制或静态超频控制的启动机制。 

一般来说，在静态超频控制中，第一控制信号(CS-1)与第二控制信号(CS-2)由基本输入输出系统与嵌入式控制器(BIOS/EC)20经由控制超降频控制单元24来输出。 

如图1所示，当使用者欲对计算机系统实施静态超频控制时，使用者利用键盘22的特定热键来启动电压与时钟的控制流程。并且，利用键盘22来设定基本输出入系统(BIOS)内的设定值，而嵌入式控制器(EC)则根据BIOS内的设定值来切换电压(Vcore)与时钟(Clock)控制设定，也就是设定所欲调整的操作电压与时钟频率。当基本输入输出系统与嵌入式控制器(BIOS/EC)20的设定完成后，基本输入输出系统与嵌入式控制器(BIOS/EC)20即经由超降频控制单元24输出第一控制信号(CS_1)与第二控制信号(CS_2)至电源供应器16与时钟发生器18。 

在已知静态超频控制中，使用者需要重新启动(reboot)计算机系统，而重新启动计算机系统时，时钟发生器18即可根据第二控制信号(CS_2)产生新的时钟(Clock)频率，而电源供应器16即可根据第一控制信号(CS_1)产生新的操作电压(Vcore)。而重新启动计算机系统最主要的目的在于计算机系统所执行的启动程序(startup procedure)。计算机系统进行初始化程序时，计算机系统会根据新的操作电压(Vcore)及新的时钟(Clock)频率来重新调校(training)内存控制器120，使得北桥芯片组12与内存26间数据的存取可达到最佳化。而内存控制器120调校时钟的目的是调整时钟的延迟时间参数(delay time parameter)达到最佳的数据正确率。而当启动程序完成且计算机系统成功开机时，即代表操作电压与时钟的频率控制完成。 

反之，如果计算机系统无法成功的调校内存控制器120，则北桥芯片组12将无法与内存26间进行数据存取，因此，将造成计算机系统开机失败，也就是代表操作电压与时钟的频率控制失败。 

在已知动态超频控制中，使用者可利用键盘22的特定热键来启动动态超频控制，或者计算机系统中的特定按钮(button)或者利用特定的应用软件(application)也可以作为动态超频控制的启动机制。接着，使用者直接进行操作电压(Vcore)与时钟(Clock)频率的调整，此时，基本输出入系统(BIOS)内的设定值会改变，而嵌入式控制器(EC)则根据BIOS内的设定值经由通用输入输出端口(GPIO)或者系统管理总线(SMbus)来直接设定时钟发生器18，并实现实时改变时钟(Clock)频率的目的；同理，经由通用输入输出端口(GPIO)来直接设定电源供应器16，并实现实时改变操作电压(Vcore)的目的。因此，中央处理器10与北桥芯片组12即可根据调整后的操作电压(Vcore)与调整后的时钟(Clock)工作。再者，基本输入输出系统与嵌入式控制器(BIOS/EC)20也可以利用系统管理总线(SMbus)来取代通用输入输出端口(GPIO)实现动态超频控制的目的。 

已知动态超频控制的过程中避免了计算机系统重新开机的步骤，因此可解决已知静态超频控制过程中使用者耗费过多时间的缺点。然而，由于免去了重新启动计算机系统的步骤，新的时钟(Clock)频率虽然可以使北桥芯片12正常的存取内存26内的数据，但是此时的时钟(Clock)频率并未经过内存控制器120的调校，因此并未到达最佳化。也就是，并非最佳的延 迟时间参数。所以当计算机系统操作时间过久造成系统温度升高时，很容易造成计算机的不稳定或者死机的情形发生。 

根据计算机系统的BIOS固件(Firmware)规格，计算机系统重新调校(training)内存控制器120的延迟时间参数不仅发生在计算机系统重新开机后，也发生在计算机系统自睡眠(S3，sleep)中恢复(resume)后；其中，计算机系统在睡眠(S3)状态下，仅有内存(RAM)被供电。由于计算机系统自睡眠(S3)中恢复所需的时间远较计算机系统重新开机所需的时间短，因此，本发明的计算机系统在对中央处理器10与北桥芯片组12实施静态超频控制的过程中，将以计算机系统自睡眠(S3)中恢复来取代惯用的计算机系统重新开机的步骤。 

由于本发明的计算机系统在对中央处理器10与北桥芯片组12实施静态超频控制的过程中，以计算机系统自睡眠(S3)中恢复来取代惯用的计算机系统重新开机的步骤，且由于符合进阶组态与电源接口(ACPI，AdvanceConfiguration and Power Interface)的规格的操作系统(OS)具备有睡眠(S3)功能，因此本发明的计算机系统所加载(load)的操作系统(OS)必须为具有进阶组态与电源接口操作系统(ACPI OS)。 

也就是说，由于电源供应器16与时钟发生器18于恢复后会再次根据第一控制信号(CS_1)与第二控制信号(CS_2)来产生新的操作电压(Vcore)与时钟(Clock)频率。而此时，内存控制器120又可自动根据新的操作电压及新的时钟重新调校(training)内存控制器120的时间延迟参数。因此即可利用控制计算机系统进入睡眠(S3)状态来实现调整操作电压与时钟频率的目的。 

再者，本发明的计算机系统在对中央处理器10与北桥芯片组12实施静态超频控制时，必须同时设定让计算机系统在自睡眠(S3)中恢复的时间，使得在一预定时间后，计算机系统可自睡眠(S3)中自动恢复，其中计算机系统在自睡眠(S3)中恢复的预定时间可于嵌入式控制器(EC)中设定一定时器(timer)，并于预定时间之后恢复计算机系统。 

请参见图2，其所示为本发明计算机系统实施静态超频控制的流程图。启动电压与时钟的控制流程，也就是利用特定热键、应用软件、或特定按钮来启动(S60)。于基本输入输出系统与嵌入式控制器(BIOS/EC)20设定所欲达到的操作电压和时钟频率(S62)。超降频控制单元24根据基本输入输 出系统与嵌入式控制器(BIOS/EC)20的设定产生第一控制信号(CS_1)至电源供应器16以及第二控制信号(CS_2)至时钟发生器18(S64)。之后，利用具备ACPI的操作系统控制计算机系统进入睡眠(S3)状态(步骤S66)，并且于一预定时间，例如1秒钟，后恢复计算机系统(步骤S68)。此时，电源供应器16与时钟发生器18重新启动，并根据第一控制信号(CS_1)产生操作电压(Vcore)以及根据第二控制信号(CS_2)产生时钟(Clock)(S70)。计算机系统根据调整后的操作电压及调整后的时钟重新调校(training)内存控制器120的参数(S72)。最终，完成计算机系统的静态超频控制流程(S74)。 

如图2的流程图所示，本发明的静态超频控制的主要优点在于使用者于基本输出系统中设定完成后，仅须进入睡眠(S3)状态一预定时间后再次恢复计算机系统，即可快速地达到操作电压与时钟频率的调整。 

同理，本发明的计算机系统在实施动态超频控制的过程中，加入控制计算机系统进入睡眠(S3)状态以及恢复的步骤，如此计算机系统在自睡眠(S3)状态恢复后，计算机系统将随之根据调整后的操作电压及调整后的时钟自动重新调校(training)内存控制器120的参数，如此将可解决已知计算机系统对中央处理器10与北桥芯片组12实施动态超频控制后常有稳定性不佳的问题。 

请参见图3，其所示为本发明计算机系统的动态超频控制的流程图。首先，启动电压与时钟的控制流程(利用应用软件，按钮或热键来启动)(步骤S80)。使用者于基本输入输出系统与嵌入式控制器(BIOS/EC)中设定新的操作电压与时钟频率(S82)。实时利用GPIO设定电源供应器16和利用GPIO或SMbus设定时钟发生器18来输出调整后的操作电压与时钟(S84)。当新的操作电压(Vcore)与时钟频率符合使用者的要求时，使用者不再继续调整(S86)。之后，利用具备ACPI的操作系统控制计算机系统进入睡眠(S3)状态(步骤S88)，并且于一预定时间，例如1秒钟，后恢复计算机系统(步骤S90)。而计算机系统利用调整后的操作电压(Vcore)与时钟来重新调校内存控制器的参数(步骤S92)。最后，完成电压与时钟的控制流程(S94)。当新的操作电压(Vcore)与时钟频率不符合使用者的要求时，使用者将继续进行操作电压与时钟频率的调整(S82)。 

如图3的流程图所示，本发明动态超频控制的过程中由于进入睡眠(S3)状态，因此计算机系统恢复之后计算机系统及可根据调整后的操作电压及 调整后的时钟重新调校(training)内存控制器120的延迟时间参数，达到内存控制器120与内存26间数据的存取最佳化。因此可以防止计算机系统的不稳定情况发生。 

综上所述，由于本发明的计算机系统在对中央处理器10与北桥芯片组12实施静态超频控制的过程中，是控制计算机系统进入睡眠(S3)状态并自动恢复来取代惯用静态超频控制中的重新启动(reboot)的步骤，如此将可节省使用者的等待时间。再者，由于本发明的计算机系统在对中央处理器10与北桥芯片组12实施动态超频控制的过程中，加入了使计算机系统进入睡眠(S3)状态并自动恢复的步骤，虽然此步骤增加了动态超频控制所需的时间，但是计算机系统自睡眠(S3)中恢复后将使得本发明的计算机系统可根据调整后的操作电压及调整后的时钟重新调校(training)内存控制器120的延迟时间参数，如此将可解决已知计算机系统稳定性不佳的问题。 

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求书为准。 

Claims (8)

1.一种计算机系统中超/降频控制方法，所述计算机系统加载进阶组态与电源接口操作系统，其特征是，所述方法包含下列步骤：

设定第一操作电压与第一时钟频率；

根据设定的所述第一操作电压与所述第一时钟频率，产生相对应的第一控制信号至电源供应器与第二控制信号至时钟发生器；

控制所述计算机系统进入睡眠状态；

于预定时间后恢复所述计算机系统；

于所述电源供应器与所述时钟发生器重新启动时，所述电源供应器根据所述第一控制信号产生所述第一操作电压，所述时钟发生器根据所述第二控制信号产生所述第一时钟频率；以及

利用所述第一时钟频率与所述第一操作电压，调校所述计算机系统中北桥芯片内内存控制器的延迟时间参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述第一操作电压与所述第一时钟频率设定于基本输入输出系统中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述第一控制信号与所述第二控制信号由超降频控制单元所产生。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述计算机系统中的嵌入式控制器内包括计数器用以计数所述预定时间。

5.一种计算机系统中超/降频控制方法，所述计算机系统加载进阶组态与电源接口操作系统，其特征是，所述方法包含下列步骤：

设定调整的操作电压与调整的时钟频率；

利用信号线路实时设定电源供应器输出所述调整的操作电压并且设定时钟发生器输出所述调整的时钟频率；

于确认所述调整的操作电压与所述调整的时钟频率后，控制所述计算机进入睡眠状态；

于预定时间后恢复所述计算机系统；以及

利用所述调整的时钟频率与所述调整的操作电压，调校所述计算机系统中北桥芯片内内存控制器的延迟时间参数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述调整的操作电压与所述调整的时钟频率设定于基本输入输出系统中。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述信号线路为系统管理总线或者通用输入输出端口。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述计算机系统中的嵌入式控制器内包括计数器用以计数所述预定时间。

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