JP2007102323A - 情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストの増大を抑制すると共に、冷却装置の作動音の低減と演算処理装置における演算処理能力の確保とのバランスを取りつつ演算処理装置の温度上昇を低減することができる情報処理装置を提供する。
【解決手段】演算処理の実行速度を低下させることにより消費電力を低減する消費電力低減部２２と演算処理の実行を略停止状態にすることにより消費電力を低減する省電力部２３とを備えたマイクロプロセッサ２と、マイクロプロセッサ２を冷却すると共に当該冷却動作に応じて作動音を発する放熱ファン６と、マイクロプロセッサ２における略停止状態となっていない時間の比率である稼働率を算出する稼働率算出部４と、稼働率に応じて、消費電力低減部２２による実行速度の低下動作と放熱ファン６による冷却動作とを制御する温度制御部２５とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、演算処理装置の冷却機構を備えた情報処理装置に関する。

従来より、パーソナルコンピュータや、プリンター、複写機、ファクシミリ、及びこれらの複合機等、種々の情報処理装置において、制御プログラムを実行したり情報を処理したりする演算処理装置としてマイクロプロセッサが用いられている。そして、マイクロプロセッサは、演算処理動作に伴い発熱し、また、マイクロプロセッサの温度が一定の温度、例えばマイクロプロセッサの仕様として定められた動作温度範囲を超えると正常に安定動作しなくなる。そのため、上述のような情報処理装置において、放熱ファン等の冷却装置を用いてマイクロプロセッサを冷却することが行われている。

しかし、放熱ファンを駆動すると、ファンによる風切り音やモータの駆動音等の作動音を発生するため、住宅やオフィスで使用される情報処理装置においてはその放熱ファンの作動音が騒音となって、ユーザの不快感を招くという不都合があった。

そこで、作動音の大きい放熱ファンを用いず、温度センサ等の温度検知装置を用いてマイクロプロセッサの温度を監視し、動作温度範囲を超えた場合にマイクロプロセッサのクロック周波数を減少させることによりマイクロプロセッサの消費電力を低下させて発熱量を低減し、マイクロプロセッサの温度が一定の温度を超えないようにした情報処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−１４１０５２号公報

しかしながら、上述のように発熱量を低減するためにマイクロプロセッサのクロック周波数を減少させるとマイクロプロセッサの演算処理速度が低下し、演算処理能力が低下するため、マイクロプロセッサの演算処理負荷が増大すると演算処理能力が不足する場合があるという不都合があった。また、マイクロプロセッサの温度を監視するために、温度検知装置が必要となるためコストが増大するという不都合があった。

本発明は、このような問題に鑑みて為された発明であり、コストの増大を抑制すると共に、冷却装置の作動音の低減と演算処理装置における演算処理能力の確保とのバランスを取りつつ演算処理装置の温度上昇を低減することができる情報処理装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明に係る情報処理装置は、所定の演算処理を実行すると共に、当該演算処理の実行速度を低下させることにより当該演算処理において消費される消費電力を低減する第１の消費電力低減状態にする消費電力低減部と、前記第１の消費電力低減状態より消費電力が少ない第２の消費電力低減状態にする省電力部とを備えた演算処理装置を用いた情報処理装置であって、前記演算処理装置を冷却すると共に当該冷却動作に応じて作動音を発する冷却部と、前記演算処理装置における予め設定された所定時間に対する前記第２の消費電力低減状態となっていない時間の比率である稼働率を検出する稼働率検出部と、前記稼働率検出部により検出された稼働率に応じて、前記消費電力低減部による前記実行速度の低下動作と前記冷却部による前記冷却動作とを制御する温度制御部とを備えることを特徴としている。

この構成によれば、稼働率検出部によって、演算処理装置における略停止状態となっていない時間の比率である稼働率が検出される。そして、温度制御部によって、稼働率検出部により検出された稼働率に応じて、消費電力低減部により演算処理装置の実行速度を低下させることによって消費電力を低減して発熱量を低減させる動作と、作動音を発する冷却部による冷却動作とが制御されるので、冷却装置の作動音の低減と演算処理装置における演算処理能力の確保とのバランスを取りつつ演算処理装置の温度上昇を低減することができると共に、温度検知装置を用いる必要がないのでコストの増大を抑制することができる。

また、上述の情報処理装置において、前記温度制御部は、前記稼働率検出部により検出された稼働率が予め設定された閾値に満たない場合に前記消費電力低減部により前記実行速度を低下させる低下動作をさせると共に前記冷却部による前記冷却動作を停止させ、前記稼働率検出部により検出された稼働率が前記閾値を超える場合に前記消費電力低減部による前記低下動作を停止させると共に前記冷却部による前記冷却動作を行わせることを特徴としている。

この構成によれば、稼働率検出部により検出された稼働率が予め設定された閾値に満たない場合に消費電力低減部によって演算処理装置の実行速度が低下されて消費電力が低減され、発熱量が低減されると共に冷却部の冷却動作が停止されて作動音が低減され、稼働率検出部により検出された稼働率が閾値を超える場合に消費電力低減部による演算処理装置の実行速度の低下動作が停止されて演算処理装置による演算処理の実行速度が高められると共に冷却部により冷却動作が行われるので、稼働率が閾値に満たない場合、すなわち演算処理装置の演算処理負荷が軽い場合には演算処理装置の実行速度を低下することにより発熱量を低減し、冷却部の冷却動作を停止することにより作動音を低減することができる。一方、稼働率検出部により検出された稼働率が閾値を超える場合、すなわち演算処理装置の演算処理負荷が重い場合には、演算処理装置の実行速度を低下させないことにより演算処理装置の演算処理能力を確保すると共に冷却部による冷却動作によって演算処理装置の温度上昇を低減することができる。

また、上述の情報処理装置において、前記閾値の設定を受け付ける閾値設定受付部をさらに備えることを特徴としている。

この構成によれば、閾値設定受付部によって、閾値の設定が受け付けられるので、ユーザは、閾値設定受付部を用いて閾値を大きな値に設定することにより、作動音を発する冷却部による冷却動作よりも演算処理装置の実行速度を低下することによる発熱量の低減を優先的に行うことができるので、作動音を低減することが容易となる。一方、ユーザは、閾値設定受付部を用いて閾値を小さな値に設定することにより、演算処理装置の実行速度を低下することによる発熱量の低減よりも冷却部による冷却動作を優先的に行うことができるので、演算処理装置の演算処理能力を確保することが容易となる。

また、上述の情報処理装置において、前記演算処理の実行速度の向上を優先する速度優先モードの設定と前記冷却部における作動音の低減を優先する作動音優先モードの設定とを受け付けるモード設定受付部と、前記モード設定受付部により前記速度優先モードの設定が受け付けられた場合に前記閾値を減少させ、前記モード設定受付部により前記作動音優先モードの設定が受け付けられた場合に前記閾値を増大させる閾値設定部とをさらに備えることを特徴としている。

この構成によれば、モード設定受付部によって、演算処理の実行速度の向上を優先する速度優先モードの設定と冷却部における作動音の低減を優先する作動音優先モードの設定とが受け付けられる。そして、閾値設定部によって、モード設定受付部により速度優先モードの設定が受け付けられた場合に閾値が減少され、モード設定受付部により作動音優先モードの設定が受け付けられた場合に閾値が増大されるので、ユーザは、モード設定受付部を用いて速度優先モードを設定することにより閾値が小さな値に設定され、演算処理装置の実行速度を低下することによる発熱量の低減よりも冷却部による冷却動作が優先的に行われるので、演算処理装置の演算処理能力を確保することが容易となる。また、ユーザは、モード設定受付部を用いて作動音優先モードを設定することにより、作動音を発する冷却部による冷却動作よりも演算処理装置の実行速度を低下することによる発熱量の低減を優先的に行うことができるので、作動音を低減することが容易となる。

また、上述の情報処理装置において、前記冷却部は、放熱ファンであることを特徴としている。この構成によれば、演算処理装置を放熱ファンにより空冷することができる。

また、上述の情報処理装置において、前記演算処理装置は、キャッシュメモリを備えたマイクロプロセッサであり、前記消費電力低減部は、前記キャッシュメモリからの命令読みだし速度を増減することにより前記消費電力を増減することを特徴としている。この構成によれば、消費電力低減部によって、キャッシュメモリからの命令読みだし速度を増減することによって演算処理装置の消費電力を増減し、演算処理装置の発熱量を増減することができる。

このような構成の情報処理装置は、稼働率検出部によって、演算処理装置における略停止状態となっていない時間の比率である稼働率が検出される。そして、温度制御部によって、稼働率検出部により検出された稼働率に応じて、消費電力低減部により演算処理装置の実行速度を低下させることによって消費電力を低減して発熱量を低減させる動作と、作動音を発する冷却部による冷却動作とが制御されるので、冷却装置の作動音の低減と演算処理装置における演算処理能力の確保とのバランスを取りつつ演算処理装置の温度上昇を低減することができると共に、温度検知装置を用いる必要がないのでコストの増大を抑制することができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係る情報処理装置の構成の一例を示すブロック図である。図１に示す情報処理装置１は、例えばパーソナルコンピュータや、プリンター、複写機、ファクシミリ、及びこれらの複合機（Multi Functional Peripheral）等の画像形成装置、その他種々のデータを処理する情報処理装置におけるデータ処理部の基本的な構成の一例を示したものである。

図１に示す情報処理装置１は、マイクロプロセッサ２、メモリ３、稼働率算出部４（稼働率検出部）、放熱ファン駆動部５、放熱ファン６、タッチパネル７、及び設定スイッチ８を備えて構成されている。また、マイクロプロセッサ２は、バス９を介してメモリ３、稼働率算出部４、放熱ファン駆動部５、タッチパネル７、及び設定スイッチ８に接続されると共にアクセス可能にされている。

メモリ３は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶素子を用いて構成されており、情報処理装置１の制御プログラムを記憶したり、一時的にデータを記憶する作業領域として用いられる記憶部である。タッチパネル７は、例えば液晶表示パネルの表面に透明の感圧センサを備えており、マイクロプロセッサ２からの制御信号に応じて種々の情報を表示すると共に、ユーザによるモード設定の入力操作を受け付けるモード設定受付部として機能する。設定スイッチ８は、例えば１又は複数のディップスイッチや多接点スイッチの一例であるロータリスイッチであり、閾値設定受付部の一例に相当している。

放熱ファン６は、マイクロプロセッサ２を空冷する冷却用ファンである。なお、冷却部は、冷却動作に応じて作動音を発するものであればよく、例えば液体を循環させることによりマイクロプロセッサ２を冷却する水冷機構のように、冷却動作に応じて液体を循環させるポンプの作動音を発するものであってもよい。

放熱ファン駆動部５は、例えば放熱ファン６を駆動するモータや、モータの回転を制御する制御回路等を備えて構成されており、例えばマイクロプロセッサ２からの制御信号に応じてモータの駆動電流を変化させることにより、モータの回転数を変化させるようになっている。

マイクロプロセッサ２は、所定の演算処理を実行する演算処理装置の一例であり、キャッシュメモリ２１を備え、メモリ３に記憶されているプログラムやデータをキャッシュメモリ２１に読み込んでから、キャッシュメモリ２１に記憶されたプログラムを実行するようになっている。

また、マイクロプロセッサ２は、演算処理の実行速度を低下させることにより当該演算処理において消費される消費電力を低減する消費電力低減部２２と、当該演算処理の実行を略停止状態にすることにより消費電力を低減する省電力部２３とを備える。そして、マイクロプロセッサ２は、例えばメモリ３に記憶された所定のプログラムを実行することによって、タッチパネル７により速度優先モードの設定が受け付けられた場合に閾値Ａ，Ｂを減少させ、タッチパネル７により作動音優先モードの設定が受け付けられた場合に閾値Ａ，Ｂを増大させる閾値設定部２４として機能する。

さらに、マイクロプロセッサ２は、稼働率算出部４により検出された稼働率に応じて、消費電力低減部２２によるマイクロプロセッサ２の実行速度の低下動作と放熱ファン６によるマイクロプロセッサ２の冷却動作とを制御する温度制御部２５としても機能する。

省電力部２３は、例えば、マイクロプロセッサ２内部の動作クロックＣＬＫを停止させたり、動作電圧を低下させたりすることにより、マイクロプロセッサ２の演算処理動作を略停止状態にする省電力モード（第２の消費電力低減状態）にして消費電力を低減するもので、例えばＩＢＭ社製マイクロプロセッサＰｏｗｅｒＰＣ７５０（登録商標）におけるスリープモードや、インテル社製マイクロプロセッサ モバイルＰｅｎｔｉｕｍ III−Ｍ（登録商標）におけるディーパースリープ・モードを実現する回路部が、省電力部２３の一例に相当している。

また、省電力部２３は、マイクロプロセッサ２が上記省電力モードであるか否かを通知する省電力信号ＳＰを稼働率算出部４へ出力する。

消費電力低減部２２は、例えば、マイクロプロセッサ２における内部の動作クロックＣＬＫのクロック周波数ｆを減少させたり、動作電圧を低下させたりすることにより、演算処理の実行速度を低下させて当該演算処理において消費される消費電力を低減する第１の消費電力低減状態にするもので、例えばＩＢＭ社製マイクロプロセッサＰｏｗｅｒＰＣ７５０（登録商標）における命令キャッシュスロットル制御（Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ−Ｃａｃｈｅ Ｔｈｒｏｔｔｌｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌｌ：以下、ＩＣＴＣと称する）や、インテル社製マイクロプロセッサ モバイルＰｅｎｔｉｕｍ III−Ｍ（登録商標）におけるスリープモードを実現する回路部が、消費電力低減部２２の一例に相当している。

以下、ＩＣＴＣを用いた消費電力低減部２２を例に、説明する。ＩＣＴＣは、キャッシュメモリからの命令読み出し周波数ｆｃを増減することによりマイクロプロセッサ２における消費電力を増減するもので、消費電力低減部２２は、キャッシュメモリからの命令読み出し周波数ｆｃの設定を受け付けるための制御レジスタ２２１を備えている。マイクロプロセッサ２は、制御レジスタ２２１が初期状態の場合、すなわち消費電力低減部２２が動作していない場合には、例えばキャッシュメモリからの命令読みだしを、動作クロックＣＬＫと同期して行うようにされている。

そして、例えばマイクロプロセッサ２が所定の制御プログラムを実行することにより制御レジスタ２２１に命令読み出し周波数ｆｃを指示する設定値Ｎが設定されると、消費電力低減部２２によって、命令読み出し周波数ｆｃが、例えばｆ／Ｎに設定される。これにより、マイクロプロセッサ２におけるキャッシュメモリからの命令読み出し周波数ｆｃが減少し、すなわちマイクロプロセッサ２による演算処理の実行速度を低下させることにより当該演算処理において消費されるマイクロプロセッサ２の消費電力を減少させるようになっている。

稼働率算出部４は、マイクロプロセッサ２における、予め設定された所定時間に対する略停止状態となっていない時間、すなわち上記省電力モードとなっていない時間の比率である稼働率ＯＲを、省電力部２３から出力された省電力信号ＳＰに基づいて検出する回路部である。

次に、上述のように構成された情報処理装置１の動作について説明する。まず、省電力部２３の動作について説明する。図２は、省電力部２３から稼働率算出部４へ出力される省電力信号ＳＰの一例を示す信号波形図である。省電力部２３は、マイクロプロセッサ２が省電力モードになって略停止状態となっている場合に省電力信号ＳＰをハイレベル（Ｈｉ）にさせ、マイクロプロセッサ２が省電力モードではなく動作状態となっている場合に省電力信号ＳＰをロ−レベル（Ｌｏｗ）にさせる。

この場合、図２に示すように、省電力信号ＳＰがハイレベル、すなわちマイクロプロセッサ２が省電力モードになって略停止状態となっている時間をＴ１、省電力信号ＳＰがロ−レベル、すなわちマイクロプロセッサ２が省電力モードではなく動作状態となっている時間をＴ２で表すと、マイクロプロセッサ２が略停止状態となっていない時間の比率である稼働率ＯＲは、以下の式（１）で表される。

稼働率ＯＲ＝Ｔ２÷（Ｔ１＋Ｔ２） ・・・（１）
そして、省電力部２３は、マイクロプロセッサ２の演算処理負荷を監視し、演算処理すべき処理内容が減少して演算処理負荷が軽くなると、マイクロプロセッサ２を省電力モードにする時間、すなわち時間Ｔ１の比率を増大させて式（１）における稼働率ＯＲを低下させることにより消費電力を低減し、演算処理すべき処理内容が増大して演算処理負荷が重くなると、マイクロプロセッサ２を省電力モードにする時間、すなわち時間Ｔ１の比率を減少させて式（１）における稼働率ＯＲを増大させることによりマイクロプロセッサ２の演算処理能力を増大させるようになっている。

図３は、情報処理装置１の動作状態と、マイクロプロセッサ２の稼働率ＯＲと、放熱制御の状態との関係を示す説明図である。以下の説明において、情報処理装置１は、複合機である場合の例を示し、「ＩＣＴＣ ＯＦＦ」は消費電力低減部２２によるキャッシュメモリ２１からの命令読み出し周波数ｆｃの低減動作（命令読み出しの間引き動作）が行われていない状態、すなわちクロック周波数ｆと命令読み出し周波数ｆｃとが等しい状態を示し、「ＩＣＴＣ ＯＮ」は、消費電力低減部２２によるキャッシュメモリからの命令読み出し周波数ｆｃの低減動作（命令読み出しの間引き動作）が行われている状態、すなわちクロック周波数ｆよりも命令読み出し周波数ｆｃが低くされ、マイクロプロセッサ２の演算処理の実行速度が低下される状態を示している。また、以下の説明において、「ＦＡＮ ＯＮ」は、放熱ファン６を駆動させている状態を示し、「ＦＡＮ ＯＦＦ」は、放熱ファン６を停止させている状態を示している。

情報処理装置１は、複合機として例えば、印字動作を行っている状態である「Ｐｒｉｎｔ」、すぐに印字動作を開始できる状態である「Ｒｅａｄｙ」、及びすぐには印字動作を開始することができないが例えばユーザの操作を受け付ける等、必要最小限の動作のみ行っている「Ｓｌｅｅｐ」の３種類の動作状態を有している。そして、おおよそ「Ｐｒｉｎｔ」状態の場合に最もマイクロプロセッサ２の演算処理負荷が重く、その次に「Ｒｅａｄｙ」状態の場合にマイクロプロセッサ２の演算処理負荷が重く、「Ｓｌｅｅｐ」状態の場合にマイクロプロセッサ２の演算処理負荷は最も軽くなる。

そうすると、情報処理装置１の動作状態の変化に応じてマイクロプロセッサ２の演算処理負荷が変化するので、省電力部２３によって、マイクロプロセッサ２における演算処理負荷の変化に応じてマイクロプロセッサ２が省電力モードとなる時間Ｔ１の比率、すなわちマイクロプロセッサ２の稼働率ＯＲが変化され、マイクロプロセッサ２が省電力モードか否かを示す省電力信号ＳＰが稼働率算出部４へ出力される。

次に、稼働率算出部４によって、省電力部２３から出力された省電力信号ＳＰに基づいて、放熱ファン駆動部５及び放熱ファン６の機械的な動作の応答時間に基づき予め設定された一定の時間、例えば３０秒毎に稼働率ＯＲが算出される。具体的には、稼働率算出部４は、例えば、タイマ回路を用いて省電力信号ＳＰがハイレベルとなっている時間Ｔ１と、省電力信号ＳＰがローレベルとなっている時間Ｔ２とを計測し、除算器と加算器とを用いて上記式（１）に示す演算処理を行うことにより、マイクロプロセッサ２の稼働率ＯＲを算出する。

図４は、マイクロプロセッサ２の動作の一例を示すフローチャートである。まず、閾値設定部２４によって、マイクロプロセッサ２の実行速度の向上を優先する「速度優先モード」と、放熱ファン６における作動音の低減を優先する「作動音優先モード」とが選択可能にタッチパネル７に表示される。そして、例えば、ユーザがタッチパネル７における「速度優先モード」の表示を押圧することにより、タッチパネル７により「速度優先モード」の設定が受け付けられ、ユーザがタッチパネル７における「作動音優先モード」の表示を押圧することにより、タッチパネル７により「作動音優先モード」の設定が受け付けられる（ステップＳ１）。

次に、閾値設定部２４によって、例えばタッチパネル７で「速度優先モード」の設定が受け付けられた場合、マイクロプロセッサ２の稼働率ＯＲを判定するための閾値Ａ，Ｂが例えば２５％，５０％にそれぞれ設定され、例えばタッチパネル７で「作動音優先モード」の設定が受け付けられた場合、閾値Ａ，Ｂが例えば５０％，７５％にそれぞれ設定される（ステップＳ２）。

次に、温度制御部２５によって、マイクロプロセッサ２の冷却動作を初期状態にするべく放熱ファン駆動部５と消費電力低減部２２とへ制御信号が出力され、放熱ファン駆動部５により放熱ファン６が停止「ＦＡＮ ＯＦＦ」され、消費電力低減部２２によるキャッシュメモリ２１からの命令読み出しの間引き動作が停止「ＩＣＴＣ ＯＦＦ」される（ステップＳ３）。

次に、温度制御部２５によって、稼働率算出部４で算出された稼働率ＯＲが稼働率算出部４から読み出され、閾値Ａと比較される（ステップＳ４）。そして、稼働率ＯＲが閾値Ａ以下であれば、マイクロプロセッサ２の稼働率が十分低く発熱が少ないので、例えば仕様により定められた動作温度範囲を超えることはないと判断され、稼働率ＯＲが上昇して閾値Ａを超えるまでステップＳ４の実行が繰り返される（ステップＳ４でＮＯ）。一方、稼働率ＯＲが閾値Ａを超えていれば、マイクロプロセッサ２の発熱によって、例えば仕様により定められた動作温度範囲を超えるおそれがあるので、マイクロプロセッサ２の発熱を低減させるべくステップＳ５へ移行する（ステップＳ４でＹＥＳ）。

次に、ステップＳ５において、温度制御部２５によって、消費電力低減部２２へ制御信号が出力され、消費電力低減部２２によるキャッシュメモリ２１からの命令読み出しの間引き動作が開始「ＩＣＴＣ ＯＮ」されてマイクロプロセッサ２による演算処理の実行速度が低下することにより当該演算処理において消費されるマイクロプロセッサ２の消費電力が減少され、マイクロプロセッサ２の発熱が低減される（ステップＳ５）。この場合、放熱ファン６は停止状態「ＦＡＮ ＯＦＦ」にされているので、放熱ファン６の作動音が発することなくマイクロプロセッサ２の発熱が低減される。

図５は、消費電力低減部２２の動作を説明するための表形式の説明図である。図５は、放熱ファン６が停止している場合における、制御レジスタ２２１の設定値と、マイクロプロセッサ２の演算処理能力と、温度との関係の一例を示している。図５において、「０ｘ」は１６進数であることを示している。

まず、制御レジスタ２２１の設定値が「０ｘ００」（初期値）、及び「０ｘ０１」の場合、キャッシュメモリからの命令読み出しが動作クロックＣＬＫと同期して行われ、動作クロックＣＬＫの１クロック毎に１命令実行される。この場合、マイクロプロセッサ２の演算処理能力及び発熱は最大となり、マイクロプロセッサ２の温度は例えば９５．０℃となる。

また、制御レジスタ２２１の設定値が「０ｘ０２」の場合、マイクロプロセッサ２によって、キャッシュメモリに記憶されている命令が動作クロックＣＬＫの２クロック毎に１命令実行される。この場合、マイクロプロセッサ２の演算処理能力は、制御レジスタ２２１の設定値が「０ｘ０１」の場合の１／２となり、発熱量が低減されてマイクロプロセッサ２の温度は例えば８２．５℃となる。

同様に、制御レジスタ２２１に設定される設定値が増加されるに従って、マイクロプロセッサ２の演算処理能力は低下し、マイクロプロセッサ２の温度も低下する。そして、制御レジスタ２２１の設定値が「０ｘＦＦ」の場合、マイクロプロセッサ２によって、キャッシュメモリに記憶されている命令が動作クロックＣＬＫの２５５クロック毎に１命令実行される。この場合、マイクロプロセッサ２の演算処理能力は、制御レジスタ２２１の設定値が「０ｘ０１」の場合の１／２５５となり、発熱量が最も低くされてマイクロプロセッサ２の温度は例えば７０．０℃となる。

従って、消費電力低減部２２が「ＩＣＴＣ ＯＮ」状態にされることによるマイクロプロセッサ２の発熱量は制御レジスタ２２１の設定値によって異なるので、マイクロプロセッサ２の稼働率ＯＲが、閾値Ａを超え、かつ閾値Ｂ以下である範囲において、放熱ファン６を動作させることなくマイクロプロセッサ２を動作温度範囲内にすることができ、かつマイクロプロセッサ２の稼働率ＯＲが閾値Ｂ以下である場合にマイクロプロセッサ２の演算処理能力が不足しない条件を満たす制御レジスタ２２１の設定値を、予め例えば実験的に、あるいは計算により求めておき、温度制御部２５によってステップＳ５において「ＩＣＴＣ ＯＮ」にされる際に、予め求めた設定値を制御レジスタ２２１に設定するようにすればよい。

これにより、マイクロプロセッサ２の稼働率ＯＲが、閾値Ａを超え、閾値Ｂ以下である範囲において、放熱ファン６を動作させることなくマイクロプロセッサ２の発熱を低減し、例えばマイクロプロセッサ２の仕様で定められた動作温度範囲内にすることができる。

次に、温度制御部２５によって、稼働率算出部４で算出された稼働率ＯＲが稼働率算出部４から読み出され（ステップＳ６）、閾値Ｂと比較されて稼働率ＯＲが閾値Ｂ以下であり（ステップＳ６でＮＯ）、さらに稼働率ＯＲが閾値Ａと比較されて稼働率ＯＲが閾値Ａ以上であれば（ステップＳ７でＮＯ）、すなわち稼働率ＯＲは閾値Ａ〜閾値Ｂの範囲にあるから「ＦＡＮ ＯＦＦ」かつ「ＩＣＴＣ ＯＮ」の状態を維持するべくステップＳ５，Ｓ６が繰り返される。

そして、再び温度制御部２５によって、稼働率算出部４で算出された稼働率ＯＲが稼働率算出部４から読み出され（ステップＳ６）、閾値Ｂと比較されて稼働率ＯＲが閾値Ｂ以下であり（ステップＳ６でＮＯ）、さらに稼働率ＯＲが閾値Ａと比較されて稼働率ＯＲが閾値Ａに満たない場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、マイクロプロセッサ２の演算処理負荷は軽い状態にあると判断でき、あえて「ＩＣＴＣ ＯＦＦ」状態にしてマイクロプロセッサ２の演算処理能力を増大させる必要がないので、「ＦＡＮ ＯＦＦ」かつ「ＩＣＴＣ ＯＮ」の状態を維持したまま（ステップＳ８）、再びステップＳ４〜Ｓ６の処理が繰り返される。なお、ステップＳ８において、マイクロプロセッサ２の稼働率ＯＲは閾値Ａに満たないので、マイクロプロセッサ２の発熱は少ない状態となっており、「ＩＣＴＣ ＯＦＦ」としてもマイクロプロセッサ２の温度は動作温度範囲を超えないと考えられるので、マイクロプロセッサ２の演算処理能力を増大させるべく「ＩＣＴＣ ＯＦＦ」としてもよい。

次に、ステップＳ６において、温度制御部２５によって、稼働率算出部４で算出された稼働率ＯＲが稼働率算出部４から読み出され（ステップＳ６）、閾値Ｂと比較されて稼働率ＯＲが閾値Ｂを超えていれば（ステップＳ６でＹＥＳ）、マイクロプロセッサ２の演算処理負荷が重い状態にあると判断でき、「ＩＣＴＣ ＯＮ」としてマイクロプロセッサ２の演算処理能力を低下させた状態では演算処理能力が不足するおそれがあるので、温度制御部２５によって、消費電力低減部２２が「ＩＣＴＣ ＯＦＦ」状態にされてマイクロプロセッサ２の演算処理能力が増大されると共に、放熱ファン駆動部５へ制御信号が出力されて放熱ファン駆動部５により放熱ファン６が駆動「ＦＡＮ ＯＮ」され、マイクロプロセッサ２が強制的に空冷される（ステップＳ９）。これにより、演算処理装置の演算処理能力が不足することとを抑制しつつ演算処理装置の温度上昇を低減し、マイクロプロセッサ２の温度を例えば仕様で定められた動作温度範囲内にすることができる。

次に、温度制御部２５によって、稼働率算出部４で算出された稼働率ＯＲが稼働率算出部４から読み出されて閾値Ｂと比較され（ステップＳ１０）、稼働率ＯＲが閾値Ｂ以上であれば（ステップＳ１０でＮＯ）、「ＩＣＴＣ ＯＦＦ」かつ「ＦＡＮ ＯＮ」の状態を維持すべくステップＳ１０が繰り返される一方、稼働率ＯＲが閾値Ｂに満たなければ（ステップＳ１０でＹＥＳ）、「ＩＣＴＣ ＯＮ」としてマイクロプロセッサ２の演算処理能力を低下させた状態でも演算処理能力は不足しないので、「ＩＣＴＣ ＯＮ」かつ「ＦＡＮ ＯＦＦ」にして放熱ファン６の作動音を低減するべくステップＳ７へ移行する。

そして、ステップＳ７において、温度制御部２５によって、稼働率ＯＲが閾値Ａと比較されて稼働率ＯＲが閾値Ａ以上であれば（ステップＳ７でＮＯ）すなわち稼働率ＯＲは閾値Ａ〜閾値Ｂの範囲にあるから「ＦＡＮ ＯＦＦ」かつ「ＩＣＴＣ ＯＮ」とするべくステップＳ５へ移行する一方、稼働率ＯＲが閾値Ａに満たない場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、温度制御部２５によって、放熱ファン駆動部５と消費電力低減部２２とへ制御信号が出力され、放熱ファン駆動部５により放熱ファン６が停止「ＦＡＮ ＯＦＦ」され、消費電力低減部２２によるキャッシュメモリ２１からの命令読み出しの間引き動作が開始（ＩＣＴＣ ＯＮ）され（ステップＳ８）、再びステップＳ４へ移行する。

以上、ステップＳ４〜Ｓ１０の処理により、マイクロプロセッサ２の温度を監視するための温度検知装置を用いることなく、稼働率算出部４により検出された稼働率ＯＲが予め設定された閾値Ｂに満たない場合に消費電力低減部２２を「ＩＣＴＣ ＯＮ」状態としてマイクロプロセッサ２の演算処理速度を低下させると共に放熱ファン６の駆動を停止させることにより、放熱ファン６の作動音を低減しつつマイクロプロセッサ２の発熱を低減する一方、稼働率算出部４により検出された稼働率ＯＲが予め設定された閾値Ｂを超える場合に消費電力低減部２２を「ＩＣＴＣ ＯＦＦ」状態としてマイクロプロセッサ２の演算処理速度の低下動作を停止させると共に放熱ファン６を駆動させることにより、マイクロプロセッサ２の演算処理能力が不足することを抑制することができるので、放熱ファン６の作動音の低減とマイクロプロセッサ２における演算処理能力の確保とのバランスを取りつつマイクロプロセッサ２の温度上昇を低減することができ、さらに温度検知装置が不要であることからコストの増大を抑制することができる。この場合、閾値Ｂが、請求項における閾値の一例に相当している。

また、放熱ファン駆動部５及び放熱ファン６は、マイクロプロセッサ２からの制御信号に対する機械的な回転動作の応答時間に満たない短時間の間隔で、駆動と停止とを繰り返すと、騒音を発する場合がある。しかし、稼働率算出部４による稼働率ＯＲの算出は、放熱ファン６の応答時間に基づき予め設定された一定の時間毎に行われるので、稼働率ＯＲが放熱ファン駆動部５及び放熱ファン６の応答時間に満たない短時間で閾値Ｂを挟んで上下することが抑制される結果、ステップＳ５〜Ｓ１０において放熱ファン駆動部５及び放熱ファン６の応答時間に満たない時間間隔で「ＦＡＮ ＯＮ」と「ＦＡＮ ＯＦＦ」とが繰り返されることが抑制され、マイクロプロセッサ２からの制御信号に放熱ファン駆動部５及び放熱ファン６が応答できないことによる騒音の発生を抑制することができる。

また、ステップＳ１，Ｓ２において、タッチパネル７により速度優先モードの設定が受け付けられた場合に閾値Ａ，Ｂが減少され、タッチパネル７により作動音優先モードの設定が受け付けられた場合に閾値Ａ，Ｂが増大されるので、ユーザが作動音の低減よりも演算処理速度の増大を望む場合にはタッチパネル７を用いて速度優先モードを選択することにより、作動音優先モードを選択した場合よりも稼働率ＯＲが低い状態でステップＳ６，Ｓ９において消費電力低減部２２が「ＩＣＴＣ ＯＮ」状態から「ＩＣＴＣ ＯＦＦ」状態に切り替えられ、マイクロプロセッサ２の演算処理速度を優先的に高めることができる。

一方、ステップＳ１，Ｓ２において、タッチパネル７により作動音優先モードの設定が受け付けられた場合に閾値Ａ，Ｂが増大されるので、ユーザが演算処理速度の増大よりも作動音の低減を望む場合にはタッチパネル７を用いて作動音優先モードを選択することにより、速度優先モードを選択した場合よりも稼働率ＯＲが高くならないとステップＳ６，Ｓ９において「ＦＡＮ ＯＦＦ」状態から「ＦＡＮ ＯＮ」状態に切り替えられて放熱ファン６の作動音が生じることがないので、放熱ファン６の作動音によりユーザの不快感を招くことを低減することができる。

また、閾値設定部２４は、ステップＳ２において、タッチパネル７により受け付けられたモード設定に応じて閾値Ａと閾値Ｂとを設定する例を示したが、例えば図６に示すフローチャートのように、ステップＳ２１において、タッチパネル７により受け付けられたモード設定に応じて閾値Ｂのみを設定するようにしてもよい。この場合、図４に示すステップＳ３，Ｓ４，Ｓ７，Ｓ８を省略し、温度制御部２５は、閾値Ｂのみに基づいて、稼働率ＯＲが閾値Ｂに満たない場合に「ＦＡＮ ＯＦＦ」かつ「ＩＣＴＣ ＯＮ」状態とし、稼働率ＯＲが閾値Ｂ以上の場合に「ＦＡＮ ＯＮ」かつ「ＩＣＴＣ ＯＦＦ」状態としてもよい。

また、温度制御部２５は、「ＦＡＮ ＯＦＦ」かつ「ＩＣＴＣ ＯＮ」の状態と、「ＦＡＮ ＯＮ」かつ「ＩＣＴＣ ＯＦＦ」の状態とを切り替える例を示したが、例えばユーザの設定により、「ＦＡＮ ＯＦＦ」かつ「ＩＣＴＣ ＯＦＦ」の状態と、「ＦＡＮ ＯＦＦ」かつ「ＩＣＴＣ ＯＮ」の状態とを切り替えるようにしてもよい。この場合、放熱ファン６が駆動されることがないので放熱ファン６による作動音の発生が抑制される。

また、温度制御部２５は、例えばユーザの設定により、「ＦＡＮ ＯＦＦ」かつ「ＩＣＴＣ ＯＦＦ」の状態と、「ＦＡＮ ＯＮ」かつ「ＩＣＴＣ ＯＦＦ」の状態とを切り替えるようにしてもよい。この場合、「ＩＣＴＣ ＯＮ」とされることがないので、マイクロプロセッサ２による命令実行速度が低下されることがなく、マイクロプロセッサ２は、常時最大の命令実行速度で動作することができる。

また、温度制御部２５は、二つの閾値Ａ，Ｂに基づき、稼働率ＯＲに応じて「ＦＡＮ ＯＦＦ」と「ＦＡＮ ＯＮ」との切り替え、及び「ＩＣＴＣ ＯＮ」と「ＩＣＴＣ ＯＦＦ」との切り替えを行う例を示したが、例えば三つ以上の閾値を用いて放熱ファン６の駆動電流を調節したり、制御レジスタ２２１の設定値を変更してマイクロプロセッサ２の命令実行速度を調節したりすることにより、消費電力低減部２２による発熱量の低減と、放熱ファン６による放熱動作とをよりきめ細かく制御するようにしてもよい。

また、例えば、図７に示すように、マイクロプロセッサ２の演算処理性能を最大にする「パフォーマンス最大」モード、マイクロプロセッサ２の演算処理性能と放熱ファン６の作動音とのバランスを取る「バランス」モード、放熱ファン６の作動音の低減を最優先する「騒音防止」モードのように、ユーザのニーズに応じた複数のモードを設け、ユーザがタッチパネル７を用いて各モードを選択することにより、選択されたモードに応じて制御レジスタ２２１の設定値（マイクロプロセッサ２の命令実行速度）と放熱ファン６の駆動電流とが設定されるようにしてもよい。これにより、情報処理装置１を、ユーザのニーズに合わせて動作させることができる。

また、ユーザがタッチパネル７を用いてモードを設定する例を示したが、例えば設定スイッチ８を用いて閾値Ａ，Ｂを設定するようにしてもよい。

また、例えば、図８に示すように、マイクロプロセッサ２の演算処理性能の優先度を複数のレベルにより表した「パフォーマンスレベル」と、騒音防止の優先度を複数のレベルで表した「騒音防止レベル」とを、例えばユーザがタッチパネル７を用いて選択することにより、ユーザが選択した「パフォーマンスレベル」と「騒音防止レベル」との組合せに応じて制御レジスタ２２１の設定値と放熱ファン６の駆動電流とが設定されるようにしてもよい。これにより、マイクロプロセッサ２の命令実行速度と放熱ファン６の作動音とをきめ細かく設定し、ユーザのニーズに応じて調節することができる。

また、例えば複合機、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置における画像形成動作のように、作動音を発する動作を行う装置においては、装置の動作に伴う作動音の発生中には放熱ファン等の冷却装置の作動音が発生してもユーザの不快感を招くことが少なく、あまり問題とならない。そこで、このような作動音を発する動作を行う装置において、作動音を発する動作を行う際には例えば閾値Ｂを減少させて放熱ファン６等の作動音を発する冷却装置を優先的に動作させることにより、マイクロプロセッサ２を冷却するようにしてもよい。

また、例えば複合機やファクシミリ等の通信機能を有する装置において、例えばＬＡＮ（Local Area Network）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、パラレルインターフェース等を用いた通信処理を行う際には作動音を発することがないため、放熱ファン等の冷却装置の作動音が発生すると、ユーザの不快感を招く場合が多い。そこで、このような作動音を発しない動作を行う際には例えば閾値Ｂを増大させて放熱ファン６等の作動音を発する冷却装置による冷却動作よりも、消費電力低減部２２を用いたマイクロプロセッサ２の動作速度低減による発熱量の低減を優先させるようにしてもよい。

また、上述の通信処理、例えば各種設定を行うためのツールとの通信処理や、コンピュータウィルスの影響による通信集中が発生した場合、あるいはＷｅｂへのアクセス機能等による通信処理を行う際には作動音を発しないため、放熱ファン等の冷却装置の作動音が発生するとユーザの不快感を招く場合が多く、冷却装置の作動音を低減することが望ましいが、一方でマイクロプロセッサ２の演算処理負荷が増大し、消費電力低減部２２を用いてマイクロプロセッサ２の動作速度低減により発熱量を低減させることが困難な場合がある。このような場合、ユーザがタッチパネル７や設定スイッチ８を用いて、上述の「速度優先モード」、「作動音優先モード」のようなモード設定や、「パフォーマンスレベル」、「騒音防止レベル」のようなレベル設定を可能とすることで、ユーザの要求に応じて放熱ファン６の作動音の低減とマイクロプロセッサ２における演算処理能力の確保とのバランスを取りつつマイクロプロセッサ２の温度上昇を低減することができる。

本発明の一実施形態に係る情報処理装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１に示す省電力部から稼働率算出部へ出力される省電力信号の一例を示す信号波形図である。 図１に示す情報処理装置の動作状態と、マイクロプロセッサの稼働率と、放熱制御の状態との関係を示す説明図である。 図１に示すマイクロプロセッサの動作の一例を示すフローチャートである。 図１に示す消費電力低減部の動作を説明するための表形式の説明図である。 図４に示すマイクロプロセッサの動作の変形例を示すフローチャートである。 モード設定の一例を示す表形式の説明図である。 レベル設定の一例を示す表形式の説明図である。

符号の説明

１ 情報処理装置
２ マイクロプロセッサ
３ メモリ
４ 稼働率算出部
５ 放熱ファン駆動部
６ 放熱ファン
７ タッチパネル
８ 設定スイッチ
９ バス
２１ キャッシュメモリ
２２ 消費電力低減部
２３ 省電力部
２４ 閾値設定部
２５ 温度制御部
２２１ 制御レジスタ

Claims (6)

1. 所定の演算処理を実行すると共に、当該演算処理の実行速度を低下させることにより当該演算処理において消費される消費電力を低減する第１の消費電力低減状態にする消費電力低減部と、前記第１の消費電力低減状態より消費電力が少ない第２の消費電力低減状態にする省電力部とを備えた演算処理装置を用いた情報処理装置であって、
   前記演算処理装置を冷却すると共に当該冷却動作に応じて作動音を発する冷却部と、
   前記演算処理装置における予め設定された所定時間に対する前記第２の消費電力低減状態となっていない時間の比率である稼働率を検出する稼働率検出部と、
   前記稼働率検出部により検出された稼働率に応じて、前記消費電力低減部による前記実行速度の低下動作と前記冷却部による前記冷却動作とを制御する温度制御部と
   を備えることを特徴とする情報処理装置。
2. 前記温度制御部は、
   前記稼働率検出部により検出された稼働率が予め設定された閾値に満たない場合に前記消費電力低減部により前記実行速度を低下させる低下動作をさせると共に前記冷却部による前記冷却動作を停止させ、
   前記稼働率検出部により検出された稼働率が前記閾値を超える場合に前記消費電力低減部による前記低下動作を停止させると共に前記冷却部による前記冷却動作を行わせること
   を特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
3. 前記閾値の設定を受け付ける閾値設定受付部をさらに備えること
   を特徴とする請求項２記載の情報処理装置。
4. 前記演算処理の実行速度の向上を優先する速度優先モードの設定と前記冷却部における作動音の低減を優先する作動音優先モードの設定とを受け付けるモード設定受付部と、
   前記モード設定受付部により前記速度優先モードの設定が受け付けられた場合に前記閾値を減少させ、前記モード設定受付部により前記作動音優先モードの設定が受け付けられた場合に前記閾値を増大させる閾値設定部と
   をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の情報処理装置。
5. 前記冷却部は、放熱ファンであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の情報処理装置。
6. 前記演算処理装置は、キャッシュメモリを備えたマイクロプロセッサであり、
   前記消費電力低減部は、前記キャッシュメモリからの命令読みだし速度を増減することにより前記消費電力を増減すること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の情報処理装置。

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