CN114115488A - 功率上限值调整方法及散热模块 - Google Patents

Abstract

一种功率上限值调整方法，包含：以温度感测器感测图形处理器以取得温度，以控制器判断温度是否落入高温值域，以及当温度落于高温值域之外时，以控制器设定中央处理器的功率上限值为高功率值，当温度落于高温值域之内时，以控制器设定中央处理器的功率上限值为低于高功率值的低功率值。本发明还公开一种散热模块。

Description

功率上限值调整方法及散热模块

技术领域

本发明涉及一种功率上限值调整方法及散热模块，特别涉及一种可以动态调整中央处理器及图形处理器的运行功率的功率上限值调整方法以及用于散热中央处理器及图形处理器的散热模块，以让中央处理器及图形处理器具有足够的运行功率并同时可以有效地散去运行时产生的废热。

背景技术

在现行的技术中，不论是台式电脑的电脑主机或是笔记本电脑都设置有散热模块(thermal module)，且散热模块是设置在中央处理器(central processing unit，CPU)及图形处理器(graphics processing unit，GPU)周边，以散热中央处理器及图形处理器运行时所产生的热能，避免电脑的运行因累积的热能而受到影响。

然而，在轻薄形电脑(例如，电竞笔电)的市场需求越来越高的情况下，厂商亦可能为了降低电脑的整体体积而牺牲了散热模块的装设空间，导致散热模块的装设数量不足，或是为了降低散热模块的装设体积而使用了散热效能较低的散热模块。因此，在电脑运行的过程中，就可能使得中央处理器及图形处理器的运行温度上升过快或过高，进而影响电脑的整体运行状态。此外，尤其是在用户欲将电脑调整为超频状态时，在中央处理器及图形处理器的功率上限值皆被设定为固定值的情况下，不仅无法满足使用者的使用需求，还可能因电脑的散热功率不足而使得电脑的整体效能无法发挥到极致。

此外，尽管可以将散热模块设计为中央处理器及图形处理器具有各自独立的热管传热系统，然而当中央处理器及图形处理器是同时运行(双载)的情况下，并无法确认如何分配中央处理器及图形处理器的热管传热系统的散热功率，且各自独立的热管传热系统并无法克服中央处理器及图形处理器因在制造过程中的闭模高度(Die Height)所导致的压合问题，因此可能无法有效地排掉废热。

发明内容

鉴于上述，本发明提供一种功率上限值调整方法及散热模块以满足上述需求。

依据本发明一实施例的功率上限值调整方法，包含：以一温度感测器感测一图形处理器以取得一温度；以一控制器判断该温度是否落入一高温值域；以及当该温度落于该高温值域之外时，以该控制器设定一中央处理器的一功率上限值为一高功率值；当该温度落于该高温值域之内时，以该控制器设定该中央处理器的该功率上限值为低于该高功率值的一低功率值。

依据本发明一实施例的功率上限值调整方法，包含：以一感测器感测一中央处理器以取得一温度；以一控制器判断该温度是否落入一高温值域；以及当该温度落于该高温值域之外时，以该控制器设定一图形处理器的一功率上限值为一高功率值；当该温度落于该高温值域之内时，以该控制器设定该图形处理器的该功率上限值为低于该高功率值的一低功率值。

依据本发明一实施例的散热模块，用于散热一中央处理器以及一图形处理器，该散热模块包含：一第一热交换管组，结合于该图形处理器上并搭接到该中央处理器；以及一第二热交换管组，结合于该中央处理器上并搭接到该图形处理器，其中于该图形处理器的一功率上限值被设定为一高功率值时，该第一热交换管组及该第二热交换管组共同散热该图形处理器，且于该中央处理器的一功率上限值被设定为该高功率值时，该第一热交换管组及该第二热交换管组共同散热该中央处理器。

综上所述，依据本发明一或多个实施例的功率上限值调整方法及散热模块，可以配合使用者的使用需求动态调整中央处理器及图形处理器的运行功率，以提升电脑的整体效能。并且，本发明所示的功率上限值调整方法及散热模块还可以应用于轻超薄的电脑(例如，电竞笔电等)的设计，以在不增加电脑整体尺寸的情况下，仍可以让中央处理器及图形处理器具有足够的运行功率并同时可以有效地散去运行时产生的废热。此外，依据本发明一或多个实施例的功率上限值调整方法及散热模块，还可以有效地降低散热模块的设置成本，并节省散热模块运行时所耗的电力。

并且，依据本发明一或多个实施例的功率上限值调整方法及散热模块，在中央处理器及图形处理器皆在运行(双载)的情况下，中央处理器及图形处理器可以共享散热模块大部分的散热功率以及散热面积；而在仅有中央处理器及图形处理器的其中之一在运行(单载)的情况下，运行中的处理器可以享有散热模块的所有散热功率以及散热面积。

以上的关于本公开内容的说明及以下的实施方式的说明是用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。

附图说明

图1是适用本发明的功率上限值调整方法的系统的示意图。

图2是依据本发明一实施例所示出的功率上限值调整方法的流程图。

图3是依据本发明另一实施例所示出的功率上限值调整方法的流程图。

图4是依据本发明另一实施例所示出的散热模块的示意图。

其中，附图标记说明如下：

TH 散热模块

CPU 中央处理器

GPU 图形处理器

TGPU 第一温感器

TCPU 第二温感器

C 控制器

HP1 第一散热管

HP2 第二散热管

Out1～Out3出风口

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求及附图，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例是进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范围。

请先参考图1，图1示出适用本发明的功率上限值调整方法的系统的示意图。在说明本发明的功率上限值调整方法的一或多个实施例前，需先注意的是，本发明的功率上限值调整方法较佳适用于中央处理器CPU及图形处理器GPU共用一组散热模块TH的系统，然本发明的功率上限值调整方法亦可以是用于多组的散热模块TH的系统，即本发明不对散热模块TH的数量予以限制。所述的散热模块TH优选具有多组热交换管(heat pipe)以进行散热(热交换管的设置方式将于图4的实施例中详加说明)，且散热模块TH 例如为水冷式散热模块、风扇散热模块、或鳍片散热模块等，本发明不对散热模块TH的类型予以限制，且散热模块TH具有一热设计功耗(Thermal Design Power，TDP)，即散热模块TH的最高的可散热功率，其中为方便说明，在下文中散热模块TH的热设计功耗将以散热功率称之。

并且，图形处理器GPU可以具有一温度感测器用以感测图形处理器GPU 的温度；相似地，中央处理器CPU可以具有一温度感测器用以感测中央处理器CPU的温度，其中所述的温度感测器优选是内部温度感测器(Die Temperature Sensor，DTS)以更精准地感测图形处理器GPU及中央处理器 CPU的温度。

以下为方便说明，将称图形处理器GPU的温度感测器为第一温感器 TGPU，并且将第一温感器TGPU感测到的图形处理器GPU的温度称为GPU 温度；以及将中央处理器CPU的温度感测器称为第二温感器TCPU，并且将第二温感器TCPU感测到的中央处理器CPU的温度称为CPU温度。此外，在电脑中可以仅设置用以感测CPU温度的第二温感器TCPU，或是仅设置用以感测GPU温度的第一温感器TGPU，然电脑中亦可以同时设置第一温感器 TGPU及第二温感器TCPU，本发明不以此为限。

简言之，本发明的功率上限值调整方法适用于仅设置有第一温感器 TGPU的系统，以依据GPU温度调整中央处理器CPU的功率上限值；以及适用于仅设置有第二温感器TCPU的系统，以依据CPU温度调整图形处理器GPU的功率上限值。

并且，图1所示的系统还包含一控制器C，信号可传输地连接于第一温感器TGPU及第二温感器TCPU的至少其中一者，以接收GPU温度及/或CPU 温度并据以执行本发明的功率上限值调整方法。此外，控制器C还可以信号可传输地连接于中央处理器CPU以及图形处理器GPU以检测到两处理器的功耗，且控制器C还可以检测包含中央处理器CPU、图形处理器GPU以及面板等多个元件的电脑/笔电的整体功耗(total power consumption)，其中控制器C例如是嵌入式控制器(embedded controller，EC)、微控制器 (microcontroller)等，然本发明不对控制器C的类型予以限制。

请一并参考图1及图2，其中图2是依据本发明一实施例所示出的功率上限值调整方法的流程图。换言之，图2的流程图是说明图1中仅设置有第一温感器TGPU而未设置第二温感器TCPU的实施例。

步骤S01：以温度感测器感测图形处理器以取得温度。

亦即，第一温感器TGPU感测图形处理器GPU的温度以取得GPU温度。

步骤S03：判断温度是否落入高温值域。

控制器C在取得GPU温度后，便可判断GPU温度是否落入一高温值域，其中高温值域例如是大于或等于80℃的温度值域，然本发明不对高温值域的实际数值予以限制。

换言之，通过判断GPU温度是否落入高温值域，除了可以用于判断图形处理器GPU是否正在承载电脑大部分的运行功率之外，还可以在判断图形处理器GPU是承载电脑较少的运行功率时，分配较高的运行功率予中央处理器CPU(步骤S05)，以让中央处理器CPU可以有足够的运行功率执行应用程序。

步骤S05：设定中央处理器的功率上限值为高功率值。

当控制器C判断GPU温度落于高温值域外时，表示图形处理器GPU所承载的运行功率应未达其预设的功率上限值，且可能低于中央处理器CPU 承载的运行功率。因此，控制器C可以将中央处理器CPU的功率上限值 (power limit)设定为高功率值。

以上述大于或等于80℃的高温值域为例，当GPU温度例如为70℃时，则控制器C判断GPU温度未落入高温值域。因此，控制器C可以将中央处理器CPU原本例如为25W的功率上限值设定为45W的高功率值。据此，当厂商未开放在出厂后调整图形处理器GPU的功率上限值的权限时，控制器C 可以通过将中央处理器CPU的功率上限值设定为高功率值，进而让图形处理器GPU的功率上限值降低，以在散热模块TH的散热功率不足够支持中央处理器CPU与图形处理器GPU同时以高功率值运行时，中央处理器CPU仍可以具有足够的运行功率可以执行应用程序。

换言之，图形处理器GPU可以具有另一功率上限值，且中央处理器CPU 的功率上限值与图形处理器GPU的该另一功率上限值的和优选为散热模块 TH的散热功率。因此，当中央处理器CPU的功率上限值被调升时，图形处理器GPU的功率上限值可以进而被调降，以使中央处理器CPU可以具有足够的运行功率以正常运行，并且中央处理器CPU与图形处理器GPU二者的功率上限值的和仍不超过散热模块TH的散热功率值。

此外，在判断GPU温度未落入高温值域时，控制器C还可以进一步判断GPU温度是否落在一室温值域内，并且当GPU温度是落在室温值域内时，则表示图形处理器GPU可能未被启动或是处于轻载状态，因此控制器C亦可以将中央处理器CPU的功率上限值设定为散热模块TH的散热功率。举例而言，散热模块TH的整体散热功率例如为85W，当第一温感器TGPU感测到的GPU温度为27℃时，表示图形处理器GPU可能未被启动或是仅承载一小部分的运行功率，因此控制器C可以将中央处理器CPU的功率上限值设定为85W(或是接近85W的功率值)及/或将图形处理器GPU关闭，以让中央处理器CPU可以具有最高的运行功率。

步骤S07：设定中央处理器的功率上限值为低于高功率值的低功率值。

当控制器C于步骤S03判断GPU温度落入高温值域时，则控制器C可以于步骤S07将中央处理器CPU的功率上限值设定为低功率值，且所述的低功率值优选低于前述(步骤S05)的高功率值。

换言之，以上述大于或等于80℃的高温值域为例，当GPU温度例如为 90℃时，则控制器C判断GPU温度落入高温值域。因此，控制器C可以将中央处理器CPU原本例如为45W的功率上限值设定为25W的低功率值。据此，当厂商未开放在出厂后调整图形处理器GPU的功率上限值的权限时，控制器C可以通过将中央处理器CPU的功率上限值设定为低功率值，进而让图形处理器GPU的功率上限值上升，以在散热模块TH的散热功率不足够支持中央处理器CPU与图形处理器GPU同时以高功率值运行时，图形处理器GPU仍可以具有足够的运行功率可以执行应用程序。

需特别说明的是，此述的功率值的数值仅为示例，本发明不对各功率值的实际数值予以限制。

请一并参考图1及图3，其中图3是依据本发明另一实施例所示出的功率上限值调整方法的流程图。相似于图2，图3的流程图是说明图1中仅设置有第二温感器TCPU而未设置第一温感器TGPU的实施例。

步骤S01’：以温度感测器感测中央处理器以取得温度。

亦即，第二温感器TCPU感测中央处理器CPU的温度以取得CPU温度。

步骤S03’：判断温度是否落入高温值域。

控制器C在取得CPU温度后，便可判断CPU温度是否落入一高温值域，其中高温值域例如是大于或等于80℃的温度值域，然本发明不对高温值域的实际数值予以限制。

换言之，相似于前述，通过判断CPU温度是否落入高温值域，除了可以用于判断中央处理器CPU是否正在承载电脑大部分的运行功率之外，还可以在判断中央处理器CPU是承载电脑较少的运行功率时，分配较高的运行功率予图形处理器GPU(步骤S05’)，以让图形处理器GPU可以有足够的运行功率执行应用程序。

步骤S05’：设定图形处理器的功率上限值为高功率值。

当控制器C判断CPU温度落于高温值域外时，中央处理器CPU所承载的运行功率应未达其预设的功率上限值，且可能低于图形处理器GPU承载的运行功率。因此，控制器C可以将图形处理器GPU的功率上限值设定为高功率值。

以上述大于或等于80℃的高温值域为例，当CPU温度例如为70℃时，则控制器C判断CPU温度未落入高温值域。因此，控制器C可以将图形处理器GPU原本例如为50W的功率上限值设定为80W的高功率值。据此，控制器C可以通过将图形处理器GPU的功率上限值设定为高功率值，进而让中央处理器CPU的功率上限值降低，以在散热模块TH的散热功率不足够支持中央处理器CPU与图形处理器GPU同时以高功率值运行时，图形处理器 GPU仍可以具有足够的运行功率可以执行应用程序。

换言之，中央处理器CPU可以具有另一功率上限值，且图形处理器GPU 的功率上限值与中央处理器CPU的该另一功率上限值的和优选为散热模块TH的散热功率。因此，当图形处理器GPU的功率上限值被调升时，中央处理器CPU的功率上限值可以进而被调降，以使图形处理器GPU可以具有足够的运行功率以正常运行，并且中央处理器CPU与图形处理器GPU二者的功率上限值的和仍不超过散热模块TH的散热功率。

此外，相似于前述的实施例，在判断CPU温度未落入高温值域时，控制器C还可以进一步判断CPU温度是否落在一室温值域内，并且当CPU温度是落在室温值域内时，则表示图形处理器GPU可能未被启动，因此控制器C 亦可以将中央处理器CPU的功率上限值设定为散热模块TH的散热功率值。举例而言，散热模块TH的整体散热功率值例如为85W，当第二温感器TCPU 感测到的CPU温度为27℃时，表示中央处理器CPU可能未被启动或是仅承载一小部分的运行功率，因此控制器C可以将图形处理器GPU的功率上限值设定为85W(或是接近85W的功率值)及/或将中央处理器CPU关闭，以让图形处理器GPU可以具有最高的运行功率。

步骤S07’：设定图形处理器的功率上限值为低于高功率值的低功率值。

相似于图2的步骤S07，当控制器C于步骤S03’判断CPU温度落入高温值域时，则控制器C可以于步骤S07’将图形处理器GPU的功率上限值设定为低功率值，且所述的低功率值优选低于前述(步骤S05’)的高功率值。

换言之，以上述大于或等于80℃的高温值域为例，当CPU温度例如为 90℃时，则控制器C判断CPU温度落入高温值域。因此，控制器C可以将图形处理器GPU原本例如为80W的功率上限值设定为50W的低功率值。据此，控制器C可以通过将图形处理器GPU的功率上限值设定为低功率值，进而让中央处理器CPU的功率上限值上升，以在散热模块TH的散热功率不足够支持中央处理器CPU与图形处理器GPU同时以高功率值运行时，中央处理器CPU仍可以具有足够的运行功率可以执行应用程序。

请一并参考图1及图4，其中图4是依据本发明另一实施例所示出的散热模块的示意图。依据图4，散热模块TH可以包含第一热交换管组HP1以及第二热交换管组HP2，且第一热交换管组HP1结合到图形处理器GPU上，第二热交换管组HP2结合到中央处理器CPU上。此外，第一热交换管组HP1 优选更搭接到中央处理器CPU，并且第二热交换管组HP2优选更搭接到图形处理器GPU，其中第一热交换管组HP1具有例如一个出风口Out1而第二热交换管组HP2具有例如两个出风口Out2、Out3。需特别注意的是，图4 所示的热交换管组及出风口的设置数量及设置位置仅为示例，本发明不对热交换管组及出风口的设置数量及设置位置予以限制。

详细而言，当中央处理器CPU与图形处理器GPU是同时运行(双载)，且第一温感器TGPU测得的GPU温度落入高温值域时，表示图形处理器GPU 的运行功率较高，故可以通过将图形处理器GPU的功率上限值调整为第一高功率值，或是将中央处理器CPU的功率上限值调整为第一低功率值，以使图形处理器GPU独自享有第一热交换管组HP1并同时与中央处理器CPU 共享其第二热交换管组HP2。换言之，当GPU温度落入高温值域时，第一热交换管组HP1以及第二热交换管组HP2可以用以共同散热图形处理器 GPU且第二热交换管组HP2可以是完全地用以散热图形处理器GPU(即三个出风口Out1-3皆用以散热图形处理器GPU)，或是同时散热图形处理器 GPU以及中央处理器CPU(即出风口Out1用以散热图形处理器GPU而出风口Out2、Out3用以同时散热图形处理器GPU以及中央处理器CPU)。据此，图形处理器GPU例如原本只享有10W的散热功率，而通过本发明所示的共享热交换管组的设置方式，图形处理器GPU可以再多享有例如3～4W 的散热功率。

相似地，若第二温感器TCPU测得的CPU温度落入高温值域时，表示中央处理器CPU的运行功率较高，故可以通过将中央处理器CPU的功率上限值调整为第二高功率值，或是将图形处理器GPU的功率上限值调整为第二低功率值，以使中央处理器CPU独自享有第二热交换管组HP2并同时享有结合于图形处理器GPU上的第一热交换管组HP1，其中图形处理器GPU的第一高功率值可以相同于或不同于中央处理器CPU的第二高功率值；第一低功率值可以相同于或不同于第二低功率值，本发明不以此为限。换言之，当CPU温度落入高温值域时，第一热交换管组HP1以及第二热交换管组HP2 可以用以共同散热中央处理器CPU，且第一热交换管组HP1可以是完全地用以散热中央处理器CPU(即三个出风口Out1-3皆用以散热中央处理器 CPU)，或是同时散热图形处理器GPU以及中央处理器CPU(即出风口Out2、 Out3用以散热中央处理器CPU，而出风口Out1用以同时散热图形处理器 GPU以及中央处理器CPU)。

此外，在中央处理器CPU与图形处理器GPU中仅有一者运行(单载) 时，则运行中的处理器除了可以利用原有的第一热交换管组HP1及第二热交换管组HP2之外，当散热模块TH额外设有另一组热交换管时，运行中的处理器还可以利用所述的另一组热交换管。

综上所述，依据本发明一或多个实施例的功率上限值调整方法及散热模块，可以配合使用者的使用需求动态调整中央处理器及图形处理器的运行功率，以提升电脑的整体效能。并且，本发明所示的功率上限值调整方法及散热模块还可以应用于轻超薄的电脑(例如，电竞笔电等)的设计，以在不增加电脑整体尺寸的情况下，仍可以让中央处理器及图形处理器具有足够的运行功率并同时可以有效地散去运行时产生的废热。此外，依据本发明一或多个实施例的功率上限值调整方法及散热模块，还可以有效地降低散热模块的设置成本，并节省散热模块运行时所耗的电力。简言之，依据本发明一或多个实施例的功率上限值调整方法及散热模块，不论是在散热模块的散热功率不足够排掉中央处理器与图形处理器同时运行时所产生的热能的情况，或是在中央处理器与图形处理器共用一个散热模块的情况，都可以让中央处理器及图形处理器有足够的功率执行应用程序。

并且，依据本发明一或多个实施例的功率上限值调整方法及散热模块，在中央处理器及图形处理器皆在运行(双载)的情况下，中央处理器及图形处理器可以共享散热模块大部分的散热功率以及散热面积；而在仅有中央处理器及图形处理器的其中之一在运行(单载)的情况下，运行中的处理器可以享有散热模块的所有散热功率以及散热面积。

虽然本发明以前述的实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所为的变动与润饰，均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考所附的权利要求。

Claims (9)

1.一种功率上限值调整方法，包含：

以一温度感测器感测一图形处理器以取得一温度；

以一控制器判断该温度是否落入一高温值域；以及

当该温度落于该高温值域之外时，以该控制器设定一中央处理器的一功率上限值为一高功率值；

当该温度落于该高温值域之内时，以该控制器设定该中央处理器的该功率上限值为低于该高功率值的一低功率值。

2.如权利要求1所述的功率上限值调整方法，其中，该图形处理器具有另一功率上限值，且该图形处理器的功率上限值与该中央处理器的功率上限值的和为一散热模块的一散热功率。

3.如权利要求1所述的功率上限值调整方法，其中，当该温度落于该高温值域之外时，该方法还包含：

以该控制器判断该温度是否落入一室温值域；以及

当该温度落入该室温值域时，以该控制器设定该中央处理器的该功率上限值为一散热模块的一散热功率。

4.一种功率上限值调整方法，包含：

以一温度感测器感测一中央处理器以取得一温度；

以一控制器判断该温度是否落入一高温值域；以及

当该温度落于该高温值域之外时，以该控制器设定一图形处理器的一功率上限值为一高功率值；

当该温度落于该高温值域之内时，以该控制器设定该图形处理器的该功率上限值为低于该高功率值的一低功率值。

5.如权利要求4所述的功率上限值调整方法，其中，该图形处理器具有另一功率上限值，且该图形处理器的功率上限值与该中央处理器的功率上限值的和为一散热模块的一散热功率。

6.如权利要求4所述的功率上限值调整方法，其中，当该温度落于该高温值域之外时，该方法还包含：

以该控制器判断该温度是否落入一室温值域；以及

当该温度落入该室温值域时，以该控制器设定该图形处理器的该功率上限值为一散热模块的一散热功率。

7.一种散热模块，用于散热一中央处理器以及一图形处理器，该散热模块包含：

一第一热交换管组，结合于该图形处理器上并搭接到该中央处理器；以及

一第二热交换管组，结合于该中央处理器上并搭接到该图形处理器，

其中，于该图形处理器的一功率上限值被设定为一第一高功率值时，该第一热交换管组及该第二热交换管组共同散热该图形处理器，且

于该中央处理器的一功率上限值被设定为一第二高功率值时，该第一热交换管组及该第二热交换管组共同散热该中央处理器。

8.如权利要求7所述的散热模块，其中，该第一高功率值相同于该第二高功率值。

9.如权利要求7所述的散热模块，其中，该第一高功率值异于该第二高功率值。

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