JP2002529806A - 閉ループ・フィードバック・システムを使用したマイクロプロセッサにおけるパワー・スロットリングのための装置および方法 - Google Patents

閉ループ・フィードバック・システムを使用したマイクロプロセッサにおけるパワー・スロットリングのための装置および方法

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Abstract

(57)【要約】 マイクロプロセッサ（１１０）におけるパワー・スロットリングのための装置および方法が開示されている。電圧ソース（１２０）がマイクロプロセッサ（１１０）に電圧を供給し、クロック・ソース（１３０）がマイクロプロセッサ（１１０）を所望の周波数において動作させる。マイクロプロセッサ（１１０）の短期間消費電力を電力モニタ（１４５）が、あるいはそれに代えてその温度を温度センサが測定するように構成されている。電圧ソース（１２０）およびクロック・ソース（１３０）には、制御ロジック（１４０）が結合されている。この制御ロジック（１４０）は、適宜消費電力または温度の表示を受け取り、あらかじめ決定済みの閾値と比較する。制御ロジック（１４０）は、この比較に応じて供給電圧ならびに周波数を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 １．発明の分野 本発明は、概してコンピュータ・システムのアーキテクチャに関し、より詳細
に述べれば、閉ループ・フィードバック・システムを使用したマイクロプロセッ
サにおけるパワー・スロットリングのための装置および方法に関する。
【０００２】 ２．背景技術の説明 ここ数年でマイクロプロセッサのクロック速度は劇的に高速化した。８０年代
の初頭マイクロプロセッサは、一般的に５ないし１６ＭＨｚの範囲のクロック速
度であったが、当時のコンピュータ・アプリケーションを扱う上ではそれで充分
であった。しかし、年を経て、コンピュータ・ユーザのニーズに応えてコンピュ
ータ・アプリケーションがより複雑になるに従って、過去の遅いプロセッサ速度
ではその要求を満たすことができなくなった。今日のマイクロプロセッサの有す
るクロック速度は、過去のそれをはるか彼方に置いた３００ＭＨｚを超えるもの
となっている。しかもこのクロック速度が頂点に達したという兆しはない。近い
将来においてマイクロプロセッサのクロック速度が、今日のクロック速度標準を
遠く見下ろすことになるとの想像は難くない。このようにより速いクロック速度
を用いるマイクロプロセッサは、より複雑なコンピュータ・アプリケーションを
短時間に処理することが可能であり、コンピュータ・ユーザに本質的な恩恵を提
供する。
【０００３】 この数年間にわたるマイクロプロセッサのクロック速度の劇的な高速化は、コ
ンピュータ・ユーザに、より複雑なコンピュータ・アプリケーションをより高速
に実行できるという恩恵をもたらしたが、コンピュータ・システム設計者にはそ
れが問題となっている。このようなクロック速度における著しい高速化は、マイ
クロプロセッサによる消費電力の実質的な増加を招き、その結果、より大型で強
力な電源が求められることになる。高速化したクロック速度のこの需要に応える
べくマイクロプロセッサのピーク電力が増加するに従って、ピーク電力と、マイ
クロプロセッサによって通常に消費される平均電力の間の隔たりも同様に著しく
広がった。
【０００４】 概してコンピュータ・システムは、ピークの消費電力が生じることはほとんど
ないと見られているにもかかわらず、より高い分配電源およびピーク時の熱を散
逸させる冷却デバイスを使用してピークの消費電力を考慮して設計されている。
この「過剰設計」がコンピュータの電力ならびに温度設計に不必要なガード・バ
ンドを設定し、それがコストを増加させるだけでなく、コンピュータ・ユーザに
対する各種の制限を課する結果を招いている。つまり、より大型の電源は、コン
ピュータの重量ならびにサイズを増加し、たとえばポータブル・コンピュータの
ユーザにとっては特にそれが不利点となる。
【０００５】 マイクロプロセッサによる電力の消費を制御するために使用される１つの方法
は、マイクロプロセッサの有効周波数（つまりクロック速度）を調整して電力を
抑える方法である。電力がクロック速度の線形関数であることから、クロック速
度の低下に比例して電力が抑えられる。
【０００６】 本発明は、上記問題の１つないしは複数を解決し、あるいは少なくともその影
響を軽減することに向けられている。
【０００７】 （発明の要約） 本発明の１つの側面は、電圧ソースを有し、クロックが供給されるマイクロプ
ロセッサにおけるパワー・スロットリングのための方法を提供する。この方法は
、マイクロプロセッサの短期間消費電力をモニタし、当該消費電力を予め定めた
値と比較し、かつその比較に応答してマイクロプロセッサのクロック速度と供給
電圧を変更する。別の実施態様においては、短期間消費電力に代えて、マイクロ
プロセッサの温度を測定変量として使用する。この種の実施態様の場合、測定温
度を予め定めた値と比較し、それに応答してクロック信号ならびに供給電圧を変
化させる。
【０００８】 本発明の別の側面は、マイクロプロセッサ、マイクロプロセッサに電圧を供給
する電圧ソース、所望の周波数でマイクロプロセッサを動作させるクロック・ソ
ース、マイクロプロセッサの短期間消費電力を測定するように構成された電力モ
ニタを備えたパワー・スロットリング・デバイスを提供する。電圧ソースならび
にクロック・ソースには制御ロジックが結合される。この制御ロジックは、電力
モニタから消費電力の表示を受け取り、当該消費電力と予め定めた値を比較し、
かつその比較に応じて供給電圧と周波数を変化させるようになっている。別の実
施態様においては、電力モニタに代えて温度センサが用いられ、マイクロプロセ
ッサの温度が測定される。制御ロジックは、温度センサから測定温度の表示を受
け取り、予め定めた値とそれを比較する。この比較に応じて、制御ロジックは供
給電圧ならびに周波数を変化させる。
【０００９】 このほかの本発明の目的および利点は、以下の詳細な説明ならびに図面の参照
から明らかなものとなろう。
【００１０】 本発明は、各種の変更や変形を受けやすいが、例示の手段としてその具体的な
実施形態を図面に示し、以下において説明する。しかしながら、これにおける意
図は、具体的な実施形態の説明によって、開示した特定の形式に本発明を限定す
ることにあるのではなく、むしろその逆に、付随する特許請求の範囲の精神なら
びに範囲に含まれる本発明のすべての変更、等価物、および変形を保護すること
にある。
【００１１】 （具体的な実施形態の詳細な説明） 次に、本発明を例証する実施形態について説明する。簡明であることを主眼に
、この明細書においては現実の実装の特徴をすべて説明することはしない。当然
のことながら、こういった実際的な具体化を進める際には、実装ごとに異なった
ものとなる開発者固有の目標を達成するため、たとえばシステム関連あるいはビ
ジネス関連の制約との適合を達成するために膨大な量の実装固有の決定を行わな
ければならないということがもちろん認識されるであろう。さらに、その種の開
発努力は複雑であり、時間も要するが、この開示から恩恵を受ける当業者にとっ
ては、それが日常的な作業を越えるものとならないであろうということが認識さ
れるであろう。
【００１２】 さて図面を参照して説明を続けるが、ここで特に図１を参照すると、本発明の
一実施形態に従ったパワー・スロットリング閉ループ・フィードバック・システ
ム１００のブロック図が示されている。システム１００は、マイクロプロセッサ
１１０を含んでおり、一実施形態によればそれが、カリフォルニア州サンタクラ
ラのＩｎｔｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（インテル・コーポレーション）によ
って製造販売が行われているＰｅｎｔｉｕｍ ＩＩ（商標；ペンティアム・ツー
）プロセッサである。しかしながらマイクロプロセッサ１１０は、ほかの任意タ
イプの市場入手可能なプロセッサとしてよく、したがって１つの具体的なタイプ
に限定する必要がないことが認識されよう。
【００１３】 一実施形態によれば、システム１００は、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）
等のコンピュータ・システム（図示せず）の一部である。しかしながらこの場合
においても、本発明の精神ならびに範囲から逸脱することなく、マイクロプロセ
ッサ１１０を使用してその機能を制御する様々な他の任意のタイプのシステムま
たはデバイス内においてシステム１００の使用が可能であることは、いずれ認識
されることになろう。
【００１４】 またシステム１００には、さらにマイクロプロセッサ１１０に結合され、それ
に対して電力供給を行う供給電圧ソース１２０が備わる。一実施形態においては
、この電圧ソース１２０を従来のスイッチング電圧レギュレータを包含する可変
電圧ソースとする。さらにマイクロプロセッサ１１０にはクロック・ソース１３
０が結合されており、マイクロプロセッサ１１０の周波数（つまりクロック速度
）が制御される。一実施形態によれば、クロック・ソース１３０の周波数が可変
であり、その構成には位相ロック・ループ（ＰＬＬ）を用いることができる。
【００１５】 可変供給電圧ソース１２０および可変周波数クロック・ジェネレータ１３０の
双方に制御ロジック１４０が結合され、それらのデバイスの動作が制御される。
さらにシステム１００は、マイクロプロセッサ１１０の短期間消費電力を測定す
るように構成された電力モニタリング・デバイス１４５を備えている。この短期
間消費電力の測定とは、消費電力の変化レートに比較して短い期間という意味で
ある。一実施形態においては、電力モニタリング・デバイス１４５が、電圧ソー
ス１２０とマイクロプロセッサ１１０の間に結合された既知の抵抗を備えている
。消費電力は、抵抗の端子間電圧および電圧ソース１２０から供給される電圧に
関する知識に基づいて決定される。しかしながらこれは、電力モニタリング・ス
キームの一例に過ぎない。この開示から恩恵を受ける当業者において、マイクロ
プロセッサ１１０の消費電力をモニタするために別の手段を使用することも考え
られる。
【００１６】 図２を参照すると、本発明に従った別の実施形態のシステム１０５が示されて
いる。これにおいて温度センサ１５０は、マイクロプロセッサ１１０の温度Ｔd
をモニタする。特定の実施形態によれば、温度センサ１５０が、マイクロプロセ
ッサ１１０の集積回路を含むシリコン・ダイ（図示せず）の温度測定を行う。そ
れとは別の実施形態において、温度センサ１５０がマイクロプロセッサ１１０の
シリコン・ダイを囲むパッケージ・ケース（図示せず）の温度測定を行うことも
できるように構成されている。マイクロプロセッサ１１０のシリコン・ダイの温
度とパッケージ・ケースの温度の間には直接的な関係があるが、より正確な温度
を読み取るためにはダイの温度測定を行う方が望ましい。
【００１７】 マイクロプロセッサ１１０は、各種タイプの市販コンピュータ・アプリケーシ
ョンをその上で実行する能力を有する。通常、特定アプリケーションの実行時に
おいて、マイクロプロセッサ１１０によって実行されるオペレーションが複雑な
ほど、マイクロプロセッサ１１０による消費電力が増加し、その温度Ｔdが上昇
する。たとえば、マイクロプロセッサ１１０が３次元グラフィックス・アプリケ
ーションを実行しているとすれば、通常、３Ｄグラフィックス・アプリケーショ
ンによって求められる、より複雑なオペレーションを処理するために、より激し
く動作することになる。ところがマイクロプロセッサ１１０が、たとえばワード
・プロセッシング・アプリケーションを実行しているときには、マイクロプロセ
ッサ１１０に複雑な処理（特に３Ｄグラフィックス・アプリケーションにおける
処理と比較して）が強いられることはないと考えられる。このように、より複雑
なオペレーション（複雑な３Ｄグラフィックス等）ほどそれを処理するためのマ
イクロプロセッサ１１０の動作が激しくなり、概してマイクロプロセッサ１１０
の消費電力および温度Ｔdが高くなる。また、マイクロプロセッサ１１０があま
り複雑でないオペレーション（たとえばワード・プロセッシング・アプリケーシ
ョン等）の処理を行うとき、通常はマイクロプロセッサ１１０の消費電力および
温度Ｔdが下がる。
【００１８】 制御ロジック１４０は、マイクロプロセッサの消費電力、あるいは図２に示し
た実施形態であれば温度Ｔdの上昇および降下をモニタする。制御ロジック１４
０は、消費電力または温度Ｔdと予め定めた値を比較し、それに応じて電圧ソー
ス１２０およびクロック・ソース１３０に作用してクロック速度と供給電圧を変
化させる。たとえば、消費電力または温度Ｔdが当該予め定めた値を超え、ある
いはそれに近づいているとき、それに応答してクロック速度と供給電圧を変化さ
せることができる。より詳細に述べれば、マイクロプロセッサ１１０のスロット
リングのために、消費電力または温度Ｔdが当該予め定めた値を超え、あるいは
それに近づいているとき、それに応答してクロック速度と供給電圧が下げられる
。
【００１９】 一部の実施形態においては、あらかじめ予め定めた値に対する比較が、測定変
量をあらかじめ定めた範囲と比較することが含まれる。たとえば図２を参照する
と、マイクロプロセッサ１１０の温度Ｔdがマイクロプロセッサ１１０の最適動
作範囲Ｔ1〜Ｔ2を超えると、制御ロジック１４０が可変周波数クロック・ソース
１３０に制御信号を送り、マイクロプロセッサ１１０の周波数を下げさせる。こ
れが効果的にマイクロプロセッサ１１０のクロック速度を下げさせ、マイクロプ
ロセッサ１１０の温度Ｔdがマイクロプロセッサ１１０の最適温度範囲Ｔ1〜Ｔ2
内になければ、それに近づける。最適温度範囲Ｔ1〜Ｔ2は、システム１０５が一
部を構成するコンピュータのシステム設計者によってあらかじめ決定され、セッ
トされる。
【００２０】 マイクロプロセッサ１１０が抑えられたクロック速度で動作している間にマイ
クロプロセッサ１１０から可変供給電圧ソース１２０に要求される電力は、一般
的により高いクロック速度で動作していたときほど大きくはならない。したがっ
て制御ロジック１４０は、また可変供給電圧ソース１２０にも制御信号を送り、
より低いクロック速度におけるマイクロプロセッサ１１０の動作に充分な電力が
供給されるように、マイクロプロセッサ１１０に対して供給する電力を下げさせ
る。供給電圧を低下させることによって消費電力が下がり、システム１０５が、
たとえばラップトップ・コンピュータ等のモバイルもしくはポータブル環境にお
いて使用されているときには特に利益をもたらす。
【００２１】 電力が周波数の線形関数であることから、マイクロプロセッサのクロック速度
（周波数）を下げた結果、それに比例して消費電力が下がる。しかしながら、消
費電力は供給電圧の自乗に比例するので、クロック速度の変化に加えて供給電圧
をも変化させることによって、周波数を下げるだけのパワー・スロットリングに
比べると著しい省電力効果が得られる。
【００２２】 特定の実施形態においては、温度センサ１５０によってマイクロプロセッサ１
１０の温度Ｔdが最適温度範囲Ｔ1〜Ｔ2の下限値Ｔ1より下がると、制御ロジック
１４０から制御信号が送られ、予測されるマイクロプロセッサ１１０のクロック
速度における上昇に適切に対処するように可変供給電圧ソース１２０に出力の増
加が指示される。それに続いて制御ロジック１４０は、可変周波数クロック・ソ
ース１２０に対しても制御信号を送り、マイクロプロセッサ１１０のクロック速
度を上昇させ、その結果、マイクロプロセッサ１１０の温度Ｔdが上昇し、最適
温度範囲Ｔ1〜Ｔ2内になければ、それに近づく。マイクロプロセッサ１１０のク
ロック速度における上昇の予測から、それに続くクロック速度の上昇に対処する
ように、制御ロジック１４０は、可変供給電圧ソース１２０の供給電圧を上昇さ
せる。
【００２３】 制御ロジック１４０は、マイクロプロセッサ１１０の温度Ｔdを連続的にモニ
タする温度センサを有しており、その結果、最適温度範囲Ｔ1〜Ｔ2内におけるマ
イクロプロセッサ１１０の動作を維持するように、可変周波数クロック・ソース
１３０および可変供給電圧ソース１２０を連続的に調整することができる。この
ように、システムの温度を制御することによって、ピークの消費電力のための追
加の冷却を伴うシステムの過剰設計を行う必要性がなくなることから、システム
のコストを下げることが可能になる。
【００２４】 次に図３および図４を参照すると、それぞれ本発明の一実施形態に従ったパワ
ー・スロットリング閉ループ・フィードバック・システム２００および２０５の
ブロック図が示されている。図３および図４に示した特定の実施形態においては
、電力モニタ１４５（図３）または温度センサ１５０（図４）、可変周波数クロ
ック・ソース１３０、および制御ロジック１４０が、すべてマイクロプロセッサ
１１０のダイ上に集積されている。当然のことながら、可変供給電圧ソース１２
０は、その物理的サイズに起因してマイクロプロセッサ１１０の集積化された部
品とはなり得ず、そのためマイクロプロセッサ１１０とは別体のコンポーネント
となっている。さらにマイクロプロセッサ１１０は、当分野において定着してい
るように、たとえばコンピュータ・システムの各種側面を制御するための別のマ
イクロプロセッサ回路２１０を含んでいる。
【００２５】 図５は、本発明に従ったマイクロプロセッサにおけるパワー・スロットリング
に関するプロセス２５０を示している。これによれば、ステップ２６０において
マイクロプロセッサ１１０の短期間消費電力もしはその温度がモニタされる。ス
テップ２７０においては、消費電力または温度と予め定めた値の比較が行われ、
ステップ２８０においては、ステップ２７０の比較結果に基づいてクロック速度
と供給電圧が変更される。特に、ステップ２７０の比較において測定された変量
が予め定めた値を超えているか、あるいはそれに近づいていると判断されると、
測定変量、すなわち消費電力または温度に影響が及ぶべくクロック速度と供給電
圧が調整される。
【００２６】 次に図６を参照するが、これには制御ロジック１４０によって実行されるもの
としてパワー・スロットリング・テクニックを実行するプロセス３００が例示さ
れている。このプロセス３００がステップ３１０において開始すると、制御ロジ
ック１４０が温度センサ１５０を介してマイクロプロセッサ１１０の温度Ｔdを
決定する。すでに説明したように温度センサ１５０は、温度Ｔdとして直接的な
ダイの温度、もしくはそれに代えてマイクロプロセッサ１１０を囲むパッケージ
・ケースの温度をモニタすることができる。次にステップ３２０において制御ロ
ジック１４０は、マイクロプロセッサ１１０の温度Ｔdがマイクロプロセッサ１
１０の最適温度動作範囲Ｔ1〜Ｔ2から外れているか否かの判断を行う。マイクロ
プロセッサ１１０の温度Ｔdが温度範囲Ｔ1〜Ｔ2内にあれば、プロセス３００が
ステップ３１０に戻り、制御ロジック１４０が再び温度センサ１５０を介してマ
イクロプロセッサ１１０の温度Ｔdを決定する。これに対してマイクロプロセッ
サ１１０の温度Ｔdが最適温度範囲Ｔ1〜Ｔ2から外れているときには、プロセス
３００がステップ３３０に進み、制御ロジック１４０が、マイクロプロセッサ１
１０の温度Ｔdと温度範囲Ｔ1〜Ｔ2の上限（つまりＴ2）の大小を判断する。
【００２７】 マイクロプロセッサ１１０の温度Ｔdが上限の温度Ｔ2を超えているときには、
ステップ３４０において、制御ロジック１４０が可変周波数クロック・ソース１
３０に制御信号を送り、あらかじめ定めた値だけマイクロプロセッサ１１０のク
ロック速度を下げさせる。ステップ３４０におけるクロック速度の低減に続いて
制御ロジック１４０は、ステップ３５０において可変供給電圧ソース１２０に制
御信号を送り、マイクロプロセッサ１１０への供給電圧を下げさせて消費電力を
抑える。可変供給電圧ソース１２０の調整（ステップ３５０）に続いてこのプロ
セス３００はステップ３１０に戻り、再び温度センサ１５０によるマイクロプロ
セッサ１１０の温度Ｔdの測定が行なわれる。
【００２８】 ステップ３３０においてマイクロプロセッサ１１０の温度Ｔdが上限の温度Ｔ2 を超えていなければ、制御ロジック１４０によってマイクロプロセッサ１１０の
温度Ｔdは下限の温度Ｔ1より低いと判断される。温度Ｔdが下限の温度Ｔ1より低
いときには、プロセス３００がステップ３６０に進み、それにおいてマイクロプ
ロセッサ１１０のクロック速度において予測される増加に対処するように可変供
給電圧ソース１２０の供給電圧が上げられる。続いて制御ロジック１４０は、ス
テップ３７０において可変周波数クロック・ソース１３０に制御信号を送ってマ
イクロプロセッサ１１０のクロック速度を上げさせ、それによって温度Ｔdが上
昇し、最適温度範囲Ｔ1〜Ｔ2に近づくか、その範囲内となる。マイクロプロセッ
サ１１０のクロック速度の調整に続いて、プロセス３００はステップ３１０に戻
り、それにおいては再び温度センサ１５０によるマイクロプロセッサ１１０の温
度Ｔdの測定が行われる。以上の図５との関連において開示した２つのスレッシ
ョルド温度を用いる特定のプロセスは、例示に過ぎない。これとは別のフィード
バック・制御・システムを使用しても、本発明の精神から逸脱することなく、図
６に示したパワー・スロットリング・テクニックを達成することはできる。
【００２９】 図７を参照すると、制御ロジック１４０によって実行されるものとしてパワー
・スロットリング・テクニックを実行する別のプロセス４００が示されている。
このプロセス４００は、図６に示したプロセスと類似であるが、マイクロプロセ
ッサの温度ではなく短期間消費電力Ｐdが測定される点が異なる。ステップ４１
０においては、制御ロジック１４０が、前述した電力モニタ１４５等の電力モニ
タリング・デバイスを使用して短期間消費電力Ｐdを決定する。すでに開示した
ように、この短期間消費電力の測定とは、測定される値の変化レートに比較して
短い期間という意味である。ステップ４２０において制御ロジック１４０は、消
費電力Ｐdが最適消費電力範囲Ｐ1〜Ｐ2から外れているか否かの判断を行う。消
費電力Ｐdが最適消費電力範囲Ｐ1〜Ｐ2から外れていれば、プロセス４００がス
テップ４３０に進み、制御ロジック１４０は、マイクロプロセッサ１１０の消費
電力Ｐdが消費電力範囲Ｐ1〜Ｐ2を超えているか否かの判断を行う。このステッ
プ４３０の判断に基づいて、クロック速度および電圧の低減（ステップ４４０お
よび４５０）または増加（ステップ４６０および４７０）が行われる。なおステ
ップ４２０において、マイクロプロセッサ１１０の消費電力Ｐdが消費電力範囲
Ｐ1〜Ｐ2内にあるときには、プロセス４００がステップ４１０に戻る。
【００３０】 本発明の電力モニタリング装置およびプロセスに関する応用例に、ポータブル
ＰＣ用のプログラム可能なバッテリ持続時間が挙げられる。ユーザが希望の時間
（たとえば３時間のフライト）にわたってポータブルＰＣが使用できることを求
めている場合、そのポータブルＰＣのマイクロプロセッサを可能な限りの高速で
動作するようにプログラムし、しかもその全時間を耐えることができる。つまり
、ここに開示したシステムは、ポータブルＰＣのマイクロプロセッサの消費電力
をモニタし、所望のバッテリ持続時間が維持されるようそれを調整し、その一方
で、この制約の下に可能な限りの高速で動作させる。別の応用においては、ここ
に開示したスロットリング・プロセスおよび装置との関連から、より容量の低い
電源および、より低範囲の冷却システムを使用することによってコンピュータ・
システムのコストを削減することが可能になる。
【００３１】 ここに開示した以上の特定の実施形態は例示に過ぎず、ここに示したテクニッ
クの恩恵を受ける当業者にとっては明らかな、手段は異なるが等価である態様に
おいて本発明が修正され、実施されることは充分にあり得る。さらに付随する特
許請求の範囲を除けば、これに示した構成ないしは設計の詳細に対する限定はま
ったく意図されていない。つまり、上記の開示に係る特定の実施形態は変更され
、修正されることもあるが、その種の変形が本発明の範囲ならびに精神の中に含
まれることは明らかである。したがって、これにおける保護の求めは、付随する
特許請求の範囲に示されるとおりとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に従った、閉ループ・フィードバック・システムにおける
測定変量を消費電力とするパワー・スロットリング閉ループ・フィードバック・
システムのブロック図である。
【図２】 本発明の別の実施形態に従った、閉ループ・フィードバック・システムおける
測定変量を温度とするパワー・スロットリング閉ループ・フィードバック・シス
テムのブロック図である。
【図３】 本発明のさらに別の実施形態に従った、システムの各種コンポーネントをマイ
クロプロセッサに集積したパワー・スロットリング閉ループ・フィードバック・
システムのブロック図である。
【図４】 図３に示したパワー・スロットリング閉ループ・フィードバック・システムの
変形実施形態を表している。
【図５】 本発明の一実施形態に従った、図１〜４に示した制御ロジックによる実行が考
えられるパワー・スロットリングに関するプロセスを表している。
【図６】 本発明の具体的な実施形態に従った、閉ループ・フィードバック・システムお
ける測定変量を温度とするパワー・スロットリングに関するプロセスを表してい
る。
【図７】 本発明の別の具体的な実施形態に従った、閉ループ・フィードバック・システ
ムおける測定変量を短期間消費電力とするパワー・スロットリングに関するプロ
セスを表している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｓ Ｌ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ダーマー，グレゴリー・イー アメリカ合衆国・97212・オレゴン州・ポ ートランド・ノースイースト 17ティエイ チ アベニュ・2945 Ｆターム(参考） 5B011 EA08 LL02 LL13 5B079 BA01 BC01

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 印加されるクロックならびに電圧ソースを備えるマイクロプ
    ロセッサにおけるパワー・スロットリングのための方法であって、 マイクロプロセッサの短期間消費電力をモニタするステップ； 前記消費電力と予め定めた値を比較するステップ；および、 前記比較に応答して前記マイクロプロセッサのクロック速度と供給電圧を変化
    させるステップ； を含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記電圧ソースは既知の電圧を提供するものであって、前記
    短期間消費電力をモニタするステップは： 前記マイクロプロセッサと前記電圧ソースの間に既知の抵抗を設けるステップ
    ；および、 前記既知の抵抗の端子間電圧をモニタするステップ； を含むことを特徴とする前記請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記比較に応答して前記マイクロプロセッサのクロック速度
    と供給電圧を変化させるステップは： 前記消費電力が前記予め定めた値を超えたことに応答して前記マイクロプロセ
    ッサのクロック速度と供給電圧を変化させるステップ； を含むことを特徴とする前記請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記比較に応答して前記マイクロプロセッサのクロック速度
    と供給電圧を変化させるステップは： 前記消費電力が前記予め定めた値に近づきつつあることに応答して前記マイク
    ロプロセッサのクロック速度と供給電圧を変化させるステップ； を含むことを特徴とする前記請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 印加されるクロックならびに電圧ソースを備えるマイクロプ
    ロセッサにおけるパワー・スロットリングのための方法であって、 マイクロプロセッサの温度を決定するステップ； 前記温度と予め定めた値を比較するステップ；および、 前記比較に応答して前記マイクロプロセッサのクロック速度と供給電圧を変化
    させるステップ； を含むことを特徴とする方法。
  6. 【請求項６】 前記温度と予め定めた値を比較するステップは、前記温度が
    あらかじめ決定済みの温度範囲から外れているか否かを決定するステップを含む
    ことを特徴とする前記請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記温度が前記あらかじめ決定済みの温度範囲から外れてい
    るか否かを決定するステップは： 前記温度が前記あらかじめ決定済みの温度範囲の上限値を超えているか否かを
    決定するステップ； を含むことを特徴とする前記請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記温度が前記あらかじめ決定済みの温度範囲から外れてい
    るか否かを決定するステップは、さらに： 前記温度が前記あらかじめ決定済みの温度範囲の下限値を下回っているか否か
    を決定するステップ； を含むことを特徴とする前記請求項６記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記クロック速度と供給電圧を変化させるステップは： 前記温度が前記予め定めた値を超えたことに応答して前記クロック速度と供給
    電圧を下げるステップ； を含むことを特徴とする前記請求項５記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記クロック速度と供給電圧を変化させるステップは： 前記温度が前記予め定めた値に近づきつつあることに応答して前記クロック速
    度と供給電圧を下げるステップ； を含むことを特徴とする前記請求項５記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記クロック速度と供給電圧を変化させるステップは： 前記マイクロプロセッサの前記温度が前記あらかじめ決定済みの温度範囲の下
    限値を下回っていることに応答して前記クロック速度と供給電圧を上げるステッ
    プ； を含むことを特徴とする前記請求項６記載の方法。
  12. 【請求項１２】 マイクロプロセッサ； 前記マイクロプロセッサに電圧を供給する電圧ソース； 所望の周波数で前記マイクロプロセッサを動作させるクロック・ソース； 前記マイクロプロセッサの短期間消費電力を測定するように構成された電力モ
    ニタ；および、 前記電圧ソースと前記クロック・ソースに結合された制御ロジックであって、
    前記電力モニタから前記消費電力の表示を受け取り、前記消費電力と予め定めた
    値を比較し、かつその比較に応答して前記供給電圧ならびに前記周波数を変化さ
    せる制御ロジック； を備えることを特徴とするパワー・スロットリング・デバイス。
  13. 【請求項１３】 前記制御ロジックは、さらに、前記消費電力が前記予め定
    めた値を超えたことに応答して前記供給電圧と周波数を下げるように動作可能で
    あることを特徴とする前記請求項１２記載のパワー・スロットリング・デバイス
    。
  14. 【請求項１４】 前記制御ロジックは、さらに、前記消費電力が前記予め定
    めた値に近づきつつあることに応答して前記供給電圧と周波数を下げるように動
    作可能であることを特徴とする前記請求項１２記載のパワー・スロットリング・
    デバイス。
  15. 【請求項１５】 前記クロック・ソース、前記電力モニタ、および前記制御
    ロジックは、すべて前記マイクロプロセッサの集積化された部品であることを特
    徴とする前記請求項１２記載のパワー・スロットリング・デバイス。
  16. 【請求項１６】 前記クロック・ソースは、位相ロック・ループを含むこと
    を特徴とする前記請求項１２記載のパワー・スロットリング・デバイス。
  17. 【請求項１７】 前記電圧ソースは、スイッチング電圧レギュレータを含む
    ことを特徴とする前記請求項１２記載のパワー・スロットリング・デバイス。
  18. 【請求項１８】 前記電力モニタは、前記電圧ソースと前記マイクロプロセ
    ッサの間に結合される既知の抵抗を含むことを特徴とする前記請求項１２記載の
    パワー・スロットリング・デバイス。
  19. 【請求項１９】 マイクロプロセッサ； 前記マイクロプロセッサに電圧を供給する電圧ソース； 所望の周波数で前記マイクロプロセッサを動作させるクロック・ソース； 前記マイクロプロセッサの温度を測定する温度センサ；および、 前記電圧ソースと前記クロック・ソースとに結合された制御ロジックであって
    、前記温度センサから測定済みの温度の表示を受け取り、前記温度と予め定めた
    値を比較し、かつその比較に応答して前記供給電圧と周波数を変化させるよう適
    合されている制御ロジック； を備えることを特徴とするパワー・スロットリング・デバイス。
  20. 【請求項２０】 前記制御ロジックは、さらに、前記温度が前記予め定めた
    値を超えたことに応答して前記供給電圧と周波数を下げるべく動作可能であるこ
    とを特徴とする前記請求項１９記載のパワー・スロットリング・デバイス。
  21. 【請求項２１】 前記制御ロジックは、さらに、前記温度が前記予め定めた
    値に近づきつつあることに応答して前記供給電圧と周波数を下げるように動作可
    能であることを特徴とする前記請求項１９記載のパワー・スロットリング・デバ
    イス。
  22. 【請求項２２】 前記クロック・ソース、前記温度センサ、および前記制御
    ロジックは、すべて前記マイクロプロセッサの集積化された部品であることを特
    徴とする前記請求項１９記載のパワー・スロットリング・デバイス。
  23. 【請求項２３】 前記クロック・ソースは、位相ロック・ループを含むこと
    を特徴とする前記請求項１９記載のパワー・スロットリング・デバイス。
  24. 【請求項２４】 前記電圧ソースは、スイッチング電圧レギュレータを含む
    ことを特徴とする前記請求項１９記載のパワー・スロットリング・デバイス。
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