CN102890549A - 计算机系统的过热保护方法及相关装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于计算机系统的过热保护方法及相关装置。该计算机系统包含处理器，该过热保护方法包含有：通过计算机系统中的系统固件，监测处理器的温度及工作负载；当系统固件判断处理器的温度超过第一预设值且工作负载超过第二预设值时，取得处理器目前的效能状态等级及至少一可操作的效能状态等级；以及根据处理器目前的效能状态等级及可操作的效能状态等级，设定处理器至可操作的效能状态等级中的第一效能状态等级，其中第一效能状态等级的工作频率低于处理器目前效能状态等级的工作频率。

Description

计算机系统的过热保护方法及相关装置
技术领域
本发明涉及一种用于计算机系统的过热保护方法及相关装置，特别是涉及一种通过软件方式降低计算机系统温度的过热保护方法及相关装置。
背景技术
近年来随着计算机运算技术的发展，带动了3C产品更人性化、更多功能的发展；而数据运算能力提高的同时，处理器(如，中央处理器(centralprocess unit，CPU)、绘图处理器(graphic process unit，GPU))所发出的热量也越来越高。然而，如果让处理器长期处于高温的状态下，不仅会造成操作不稳定，还可能会缩短处理器的使用寿命。因此，随着处理器效能的提高，计算机系统的散热需求及过热保护功能也越来越被重视，目前常被使用的散热方式包含有散热风扇，散热片等等。散热风扇的主要功能为将处理器所产生的热，利用空气对流的原理加以排除。散热片则利用材料的导热原理，将热由处理器导出。然而，无论是散热风扇或是散热片，其使用的方式都会影响散热的效果。以散热风扇为例，假设于密闭不通风的环境使用，不仅无法达到散热的效果，反而会使热气不断的在内部循环，而丧失其作用。而且，散热风扇容易堆积灰尘，若没有定期的去清理，也会影响其效能。散热片需利用散热膏与处理器接合，其紧密程度直接影响其散热的能力。
此外，增加计算机系统散热或避免计算机系统过热的方法还包含有机箱的设计、机箱的大小、机箱进气口与排气孔的位置、电源供应器风扇容量、通风孔及处理器插槽的位置，扩充卡和缆线的排列，然而上述方式仍是以机构设计方式来达到降低计算机系统温度的目的，且其散热效果有限，无法达到使用者的预期。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于提供一种过热保护方法及相关装置，藉以降低计算机系统的温度。
本发明揭示一种用于计算机系统的过热保护方法，计算机系统包含至少一处理器，过热保护方法包含有：通过计算机系统中的系统固件，监测处理器的温度及工作负载；当系统固件判断处理器的温度超过第一预设值且工作负载超过第二预设值时，取得处理器目前的效能状态等级及可操作的效能状态等级，其中效能状态等级是关于处理器的工作频率；以及根据处理器目前的效能状态等级及至少一可操作的效能状态等级，设定处理器至可操作的效能状态等级中的第一效能状态等级，其中第一效能状态等级的工作频率低于处理器目前效能状态等级的工作频率，以降低计算机系统的温度。
本发明还揭示一种具过热保护功能的计算机系统，包含有：至少一处理器，用来控制计算机系统的运作；以及系统固件，耦接处理器，用来监测处理器的温度及工作负载、于判断处理器的温度超过第一预设值且工作负载超过第二预设值时，取得处理器目前的效能状态等级及至少一可操作的效能状态等级，其中效能状态等级是关于处理器的工作频率，以及根据处理器目前的效能状态等级及可操作的效能状态等级，设定处理器至可操作的效能状态等级中的第一效能状态等级，其中第一效能状态等级的工作频率低于处理器目前效能状态等级的工作频率，以降低计算机系统的温度。
附图说明
图1为本发明实施例一计算机系统的功能方块图。
图2为本发明实施例一过热保护流程的示意图。
附图符号说明
100                    计算机系统
102                    操作系统
104                    系统固件
106                    中央处理器
108                    绘图处理器
114                    驱动程序
20                     过热保护流程
200、202、204、206     步骤
208、210、212、214
2l6、218
具体实施方式
请参考图1，图1为本发明实施例一计算机系统100的功能方块图。计算机系统100可为笔记型计算机、桌上型计算机或类似的计算机系统，而不限于此。计算机系统100包含有操作系统102、系统固件(system firmware)104、中央处理器106及绘图处理器108。中央处理器106及绘图处理器108用来控制计算机系统100的运作，其功能为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。系统固件104用来监测中央处理器106及绘图处理器108的温度及工作负载(loading)、于中央处理器106和/或绘图处理器108的温度和/或工作负载超过预设值时，取得目前中央处理器106和/或绘图处理器108的工作频率及可操作的效能状态等级，以及设定中央处理器106和/或绘图处理器108至可操作的效能状态等级中的其中的一效能状态等级。操作系统102包含有一驱动程序114，用来根据系统固件104对中央处理器106和/或绘图处理器108的效能状态等级的设定，控制中央处理器106和/或绘图处理器108的工作频率。
值得注意的是，效能状态(performance state)等级是关于处理器(通常是指中央处理器106)所使用的频率。一般来说，中央处理器106具有多个效能状态等级(即可操作的效能状态等级)，在某些情况下，处理器不须使用最高频率来进行运作，而可以较低的频率来进行运作，在此情况下，处理器可被设定于较低的效能状态等级，藉以降低功耗及温度。另外，在本文中的系统固件104可为基本输入输出系统(basic input output system，BIOS)及嵌入式控制器(embedded controller，EC)中的程序，而不限于此。
请参考图2，图2为本发明实施例一过热保护流程20的示意图。过热保护流程20用于图1所示的计算机系统100，并包含有以下步骤：
步骤200：开始。
步骤202：系统固件104监测处理器温度。
步骤204：系统固件104判断处理器温度是否超过预设值。若处理器温度超过预设值，进行步骤206；若处理器温度未超过预设值，进行步骤214。
步骤206：系统固件104判断处理器工作负载是否超过预设值。若处理器工作负载超过预设值，进行步骤208；若处理器工作负载未超过预设值，进行步骤218。
步骤208：系统固件104读取处理器目前的工作频率及取得处理器可操作的效能状态等级。
步骤210：系统固件104根据处理器目前的工作频率，判断处理器是否在可操作的效能状态等级中最低的效能状态等级。若处理器已在最低的效能状态等级，进行步骤202；若处理器不在最低的效能状态等级，进行步骤212。
步骤212：系统固件104设定处理器至低于目前工作频率的效能状态等级，并进行步骤202。
步骤214：系统固件104判断处理器是否被设定过至较低的效能状态等级。若处理器被设定过至较低的效能状态等级，进行步骤216；若处理未被设定过至较低的效能状态等级，进行步骤218。
步骤216：系统固件104释放处理器于较低效能状态等级的设定。
步骤218：结束。
根据过热保护流程20，系统固件104监测处理器(如，中央处理器106及/或绘图处理器108)的温度，当处理器的温度被判定超过预设值时，例如摄氏70度或80度，系统固件104接着判断处理器的工作负载是否超过预设值。若处理器的工作负载超过预设值时，系统固件104会读取处理器目前的工作频率，以取得处理器目前的效能状态等级，并取得处理器可操作的效能状态等级。接着，系统固件104设定处理器的频率至低于目前效能状态等级的效能状态等级，藉以降低功耗，进而降低处理器及计算机系统的温度。值得注意的是，上述的预设值的设定为处理器被判定过热的温度和/或工作负载过高的临界值，其与软件规格及计算机系统的使用者需求有关，而不局限于特定数值。
另外，系统固件104在根据效能状态等级，调降处理器的工作频率前，需判断处理器目前的效能状态等级是否为可操作的效能状态等级中最低的效能状态等级。若处理器目前的效能状态等级已为最低效能状态等级时，由于系统固件104无法继续调降处理器的效能状态等级，因此，系统固件104维持监测处理器的温度及工作负载。相反地，若处理器目前的效能状态等级不为最低的效能状态等级时，系统固件104调整处理器至低于目前效能状态的效能状态等级，并继续监测处理器的温度。当处理器的温度未超过上述的预设值时，则释放处理器于较低效能状态等级的设定，藉以避免处理器维持在低效能状态等级下，而影响计算机系统的效能。
举例来说，处理器目前的效能状态等级为P0，而其可操作的效能状态等级为P0～P7，其中效能状态等级所表示的处理器的工作频率从高至低为P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7。因此，根据过热保护流程20，当处理器的温度及工作负载超过上述的预设值时，系统固件104会将处理器从效能状态等级P0调整至效能状态等级P1，并继续监测处理器的温度及工作负载，若仍超过预设值时，则将处理器从效能状态等级P1调整至效能状态等级P2，并以此类推。另一方面，若处理器目前的效能状态等级为效能状态等级P7或已调整至效能状态等级P7时，则系统固件104仅维持监测处理器的温度及工作负载。
关于释放处理器于较低效能状态等级的实现方式，根据上述例子说明如下。当系统固件104设定处理器于较低的效能状态等级(如效能状态等级P1)时，系统固件104同时开启一计时器，并根据其计时状态来释放处理器于效能状态等级P1的设定。更详细地来说，假设计时器的设定值为5秒，因此，当计时器计时期满时，系统固件104会释放处理器于效能状态等级P1的设定，使处理器可依据使用需求，调整至不同的效能状态，如较高的效能状态等级P0，藉以避免处理器的工作频率一直限制在某一效能状态等级，造成计算机系统的效能降低。或者，当系统固件104设定处理器于效能状态等级P1后，若系统固件104检测到处理器的温度低于临界值，如40度时，则系统固件104主动释放处理器于效能状态等级P1的设定。
简单来说，当处理器(如，中央处理器106和/或绘图处理器108)的温度及工作负载过高时，本发明实施利用系统固件104动态调降中央处理器106和/或绘图处理器108的效能状态等级，以降低处理器的频率，进而节省功耗并降低计算机系统温度。
综上所述，本发明利用软件/固件方式在计算机系统效能与散热间取得平衡，避免计算机系统因高效能而导致过热、造成损坏，并进而提升计算机系统的省电功能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (13)

1.一种用于一计算机系统的过热保护方法，该计算机系统包含至少一处理器，该过热保护方法包含有：
通过该计算机系统中的一系统固件，监测该处理器的一温度及一工作负载；
当该系统固件判断该处理器的该温度超过一第一预设值且该工作负载超过一第二预设值时，取得该处理器目前的一效能状态等级及至少一可操作的效能状态等级，其中该效能状态等级是关于该处理器的工作频率；以及
根据该效能状态等级及这些可操作的效能状态等级，设定该处理器于这些可操作的效能状态等级中的一第一效能状态等级，其中该第一效能状态等级的工作频率低于该效能状态等级的工作频率，以降低该计算机系统的温度。
2.如权利要求1所述的过热保护方法，还包含有：
判断该效能状态等级是否为这些可操作的效能状态等级中工作频率最低的；以及
当该效能状态等级为这些可操作的效能状态等级中工作频率最低的时，维持监测该处理器的该温度及该工作负载；其中
根据该效能状态等级及这些可操作的效能状态等级，设定该处理器于这些可操作的效能状态等级中的该第一效能状态等级的步骤包含有：
当该效能状态等级不为这些可操作的效能状态等级中工作频率最低的时，设定该处理器于该第一效能状态等级。
3.如权利要求1所述的过热保护方法，还包含有：
当该处理器的该温度未超过该第一预设值时，判断该处理器是否被设定于该第一效能状态等级；以及
当该处理器的该温度未超过该第一预设值且该处理器被设定于该第一效能状态等级时，释放该处理器于该第一效能状态等级的设定。
4.如权利要求3所述的过热保护方法，其中当该处理器的该温度未超过该第一预设值且该处理器被设定于该第一效能状态等级时，释放该处理器于该第一效能状态等级的设定的步骤包含有：
当该处理器被设定于该第一效能状态等级时，通过一计时器的计时状态，释放该处理器于该第一效能状态等级的设定；或
当该处理器被设定于该第一效能状态等级且该处理器的该温度低于一临界值时，主动释放该处理器于该第一效能状态等级的设定。
5.如权利要求1所述的过热保护方法，其中这些可操作的效能状态等级中的每一效能状态等级是关于处理器不同高低的工作频率。
6.一种具有过热保护功能的一计算机系统，包含有：
至少一处理器，用来控制该计算机系统的运作；以及
一系统固件，耦接该处理器，用来监测该处理器的一温度及一工作负载、于判断该温度超过一第一预设值且该工作负载超过一第二预设值时，取得该处理器目前的一效能状态等级及至少一可操作的效能状态等级，其中该效能状态等级是关于该处理器的工作频率，以及根据该效能状态等级及这些可操作的效能状态等级，设定该处理器于这些可操作的效能状态等级中的一第一效能状态等级，其中该第一效能状态等级的工作频率低于该效能状态等级的工作频率，以降低该计算机系统的温度。
7.如权利要求6所述的计算机系统，该系统固件还用来判断该效能状态等级是否为这些可操作的效能状态等级中工作频率最低的。
8.如权利要求7所述的计算机系统，其中该系统固件还用来于该效能状态等级为工作频率最低时，维持监测该处理器的该温度及该工作负载。
9.如权利要求7所述的计算机系统，其中该系统固件还用来当该效能状态等级不为最低的效能状态等级时，设定该处理器于该第一效能状态等级。
10.如权利要求6所述的计算机系统，该系统固件还用来于该处理器的该温度未超过该第一预设值时，判断该处理器是否被设定于该第一效能状态等级，以及于该处理器的该温度未超过该第一预设值且该处理器被设定于该第一效能状态等级时，释放该处理器于该第一效能状态等级的设定。
11.如权利要求10所述的计算机系统，其中该系统固件还用来于该处理器被设定于第一效能状态等级时，通过一计时器的计时状态，释放该处理器于该第一效能状态等级的设定，或于该处理器被设定于该第一效能状态等级且该处理器的该温度低于一临界值时，主动释放该处理器于该第一效能状态等级的设定。
12.如权利要求6所述的计算机系统，其中该系统固件包含有一基本输入输出系统及嵌入式控制器。
13.如权利要求6所述的计算机系统，其中这些可操作的效能状态等级中的每一效能状态等级是关于处理器不同高低的工作频率。
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