JP2011176290A - Cpuファンのデューティサイクル制御システム及びその制御方法 - Google Patents

Cpuファンのデューティサイクル制御システム及びその制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、CPUファンのデューティサイクル制御システム及びその制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のCPUファンのデューティサイクル制御システムは、CPUファンの初期デューティサイクル、調整ステップ、温度パラメーターを設定するパラメーター設定モジュールと、CPUファンのデューティサイクルを第一デューティサイクル又は第二デューティサイクルに調整するデューティサイクル調整モジュールと、環境温度、CPUの第一、第二動作温度を獲得する温度獲得モジュールと、CPUの第一、第二最適化温度と、両者の温度差を計算する温度計算モジュールと、CPUファンの最適化デューティサイクル範囲を獲得し、且つCPUファンのデューティサイクルを最適化デューティサイクル範囲内に制御するデューティサイクル制御モジュールと、を備える。本発明は、CPUファンのデューティサイクル制御方法も提供する。
【選択図】図1

Description

本発明は、CPUファンのデューティサイクル制御システム及びその制御方法に関するものである。
環境温度の変化によってコンピューターシステム内のファンのデューティサイクル(Duty cycle)を調整することにより、コンピューターシステムの放熱効果を改善する。しかし、ファンのデューティサイクルが100%であると、騒音が大きくなって、所定の騒音基準を超える。ファンのデューティサイクルを高めるとCPUの温度を改善することができるが、ファンのデューティサイクルが80%より大きければ、CPUの温度の改善状況とファンのデューティサイクルはリニア関係を構成しないため、ファンのデューティサイクルが20%〜80%である時に比べて、CPUの温度の改善状況が明らかではなく、即ちファンのデューティサイクルを高めたとしても、放熱効果が理想的ではなく、反ってファンの騒音を増加する。
本発明の目的は、前記課題を解決し、CPUファンのデューティサイクル制御システム及びその制御方法を提供して、CPUファンが最適化のデューティサイクル範囲内で動作するように制御して、コンピューターシステムの放熱効果とCPUファンの騒音を最適化する。
本発明に係るCPUファンデューティサイクル制御システムは、CPU、CPUファン及び温度センサーを備えるコンピューターに取り付けて動作し、前記CPUファンの初期デューティサイクル、調整ステップ、温度パラメーターを設定するために用いられるパラメーター設定モジュールと、前記初期デューティサイクル及び前記調整ステップによって、前記CPUファンのデューティサイクルを第一デューティサイクルに調整し、且つ前記第一デューティサイクル及び前記調整ステップによって、前記CPUファンのデューティサイクルを第二デューティサイクルに調整するデューティサイクル調整モジュールと、前記温度センサーによって、環境温度、前記CPUファンの第一デューティサイクルに対応する前記CPUの第一動作温度及び前記CPUファンの第二デューティサイクルに対応する前記CPUの第二動作温度を獲得する温度獲得モジュールと、前記CPUの第一動作温度及び前記環境温度に基づいて、前記CPUファンの第一デューティサイクルに対応する前記CPUの第一最適化温度を計算し、且つ前記CPUの第二動作温度及び前記環境温度に基づいて、前記CPUファンの第二デューティサイクルに対応する前記CPUの第二最適化温度を計算し、且つ前記第一最適化温度及び前記第二最適化温度に基づいて温度差を計算する温度計算モジュールと、前記温度差が予定の温度パラメーターより小さければ、前記第一デューティサイクル及び前記第二デューティサイクルによって前記CPUファンの最適化デューティサイクル範囲を獲得し、且つ前記CPUファンのデューティサイクルを前記最適化デューティサイクル範囲内に制御するデューティサイクル制御モジュールと、を備える。
本発明に係るCPUファンデューティサイクル制御方法は、CPUファンの初期デューティサイクル、調整ステップ及び温度パラメーターを設定する第一ステップと、環境温度を獲得する第二ステップと、初期デューティサイクル及び前記調整ステップによって、前記CPUファンのデューティサイクルを第一デューティサイクルに調整し、且つ前記CPUファンの第一デューティサイクルに対応するCPUの第一動作温度を獲得する第三ステップと、前記第一動作温度及び前記環境温度に基づいて、前記CPUファンの第一デューティサイクルに対応する前記CPUの第一最適化温度を計算する第四ステップと、前記第一デューティサイクル及び調整ステップによって、前記CPUファンのデューティサイクルを第二デューティサイクルに調整し、且つ前記CPUファンの第二デューティサイクルに対応する前記CPUの第二動作温度を獲得する第五ステップと、前記第二動作温度及び前記環境温度に基づいて、前記CPUファンの第二デューティサイクルに対応する前記CPUの第二最適化温度を計算する第六ステップと、前記第一最適化温度及び前記第二最適化温度に基づいて温度差を計算する第七ステップと、前記温度差が予定の温度パラメーターより小さいか否かを判断する第八ステップと、前記温度差が予定の温度パラメーターより小さければ、前記第一デューティサイクル及び前記第二デューティサイクルによって前記CPUファンの最適化デューティサイクル範囲を獲得し、且つ前記CPUファンのデューティサイクルを前記最適化デューティサイクル範囲内に制御する第九ステップと、備える。
本発明のCPUファンのデューティサイクル制御システム及びその制御方法において、CPUファンのデューティサイクルを最適化デューティサイクル範囲内に制御して、コンピューターシステムの放熱効果とCPUファンの騒音を最適化することができ、従ってコンピューターシステムは最も優れた放熱効果に達することができ、且つ前記CPUファンの騒音を最も小さくすることができる。
本発明の実施形態に係るCPUファンのデューティサイクル制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るCPUファンのデューティサイクル制御方法のフローチャートである。 本発明の実施形態に係るCPUファンのデューティサイクル制御方法のフローチャートである。 CPUファンの異なるデューティサイクルに対応するCPUの温度曲線とCPUファンの異なるデューティサイクルに対応するCPUファンの騒音曲線を示す図である。
図1に示されたように、本発明の実施形態に係るCPU(中央処理装置)ファンのデューティサイクル(Duty cycle)制御システム32は、コンピューター3内で動作する。前記コンピューター3は、パーソナルコンピューター(PC)、ノートブックコンピュータ、サーバー(Server)又は他の電子計算装置であることができる。前記コンピューター3は、CPUファン1、CPU2及び温度センサー31を備える。前記CPUファン1は、前記CPU2に取り付けられて、CPU2が動作する時に生じる熱を放熱する。前記CPUファンのデューティサイクル制御システム32は、前記温度センサー31によって前記CPUファン1及び前記CPU2に接続する。前記温度センサー31は、環境温度及び前記CPU2の動作温度を感知するために用いられる。本実施形態において、前記温度センサー31は、前記CPUファン1に取り付けられるが、他の実施形態において、前記温度センサー31は、前記コンピューター3のマザーボードに取り付けることができる。前記CPUファンのデューティサイクル制御システム32は、パラメーター設定モジュール320、デューティサイクル調整モジュール321、温度獲得モジュール322、温度計算モジュール323及びデューティサイクル制御モジュール324を備える。
前記パラメーター設定モジュール320は、前記CPUファン1の初期デューティサイクルN、調整ステップW、温度パラメーターC及びカウンターAを設定するために用いられ、且つ前記カウンターAを0に初期化する。本実施形態において、前記パラメーター設定モジュール320は、前記初期デューティサイクルNを前記CPUファン1の最大デューティサイクル(Duty cycle=100%)の30%に設定し、即ちN=30%であり、前記調整ステップWを5%に設定し、即ち毎回前記CPUファン1のデューティサイクルを5%調整し、前記温度パラメーターCを2℃に設定する。他の実施形態において、初期デューティサイクルN、調整ステップW、温度パラメーターCは、全て実際の要求によって設定することができ、例えば、Nは20%又は40%であることができ、前記調整ステップWは2%又は10%であることができ、前記温度パラメーターCは1℃又は5℃であることができる。
前記デューティサイクル調整モジュール321は、前記初期デューティサイクルN及び前記調整ステップWによって、前記CPUファン1のデューティサイクルを第一デューティサイクルNに調整し、即ちN=N+A×Wに調整し、さらに、前記第一デューティサイクルN及び前記調整ステップWによって、前記CPUファン1のデューティサイクルを第二デューティサイクルNに調整し、即ちN=N+Wに調整する。
前記温度獲得モジュール322は、前記温度センサー31によって環境温度Tを獲得する。例えば、室内温度が30℃である場合、前記温度センサー31は、環境温度Tが30℃であることを感知することができ、且つ前記環境温度を前記温度獲得モジュール322に伝送する。前記温度獲得モジュール322は、前記温度センサー31によって、前記CPUファン1の異なるデューティサイクルに対応する前記CPU2の動作温度を獲得する。例えば、前記温度獲得モジュール322は、前記温度センサー31によって、前記CPUファン1の第一デューティサイクルNに対応する前記CPU2の第一動作温度TN1及び前記CPUファン1の第二デューティサイクルNに対応する前記CPU2の第二動作温度TN2を獲得する。
前記温度計算モジュール323は、前記CPU2の第一動作温度TN1及び前記環境温度Tに基づいて、前記CPUファン1の第一デューティサイクルNに対応する前記CPU2の第一最適化温度dT=TN1−Tを計算し、且つ前記CPU2の第二動作温度TN2及び前記環境温度Tに基づいて、前記CPUファン1の第二デューティサイクルNに対応する前記CPU2の第二最適化温度dT=TN2−Tを計算する。前記温度計算モジュール323は、前記第一最適化温度dT及び前記第二最適化温度dTに基づいて温度差△Tを計算、即ち△T=dT−dTを計算する。
前記デューティサイクル制御モジュール324は、前記温度差△Tが予定の温度パラメーターCより小さいか否かを判断し、例えば、△Tが2℃より小さいか否かを判断する。前記デューティサイクル制御モジュール324は、△Tが予定の温度パラメーターCより大きいか又は予定の温度パラメーターCと等しければ、前記カウンターに1をプラスする。すなわち、A=A+1とする。。△Tが予定の温度パラメーターCより小さければ、前記第一デューティサイクルN及び前記第二デューティサイクルNによって最適化デューティサイクル範囲Nを獲得し、且つ前記CPUファン1のデューティサイクルを前記最適化デューティサイクル範囲N内に制御する。本実施形態において、前記CPUファン1の最適化デューティサイクル範囲Nは、前記第一デューティサイクルN〜前記第二デューティサイクルNであり、即ちN≦N≦Nであり、例えば、80%≦N≦85%である。前記CPUファン1が最適化デューティサイクル範囲N内で動作すると、コンピューターシステムは最も優れる放熱効果に達することができ、且つ前記CPUファン1の騒音を最も小さくすることができる。
図2A及び図2Bに示されたように、本発明のCPUファンのデューティサイクル制御方法は、以下のステップを備える。本実施形態において、図1に示すCPUファンのデューティサイクル制御システム32を介して、本発明のCPUファンのデューティサイクル制御方法を説明する。
ステップS20:前記パラメーター設定モジュール320によって、前記CPUファン1の初期デューティサイクルN、調整ステップW、温度パラメーターC及びカウンターAを設定し、且つ前記カウンターAを0に初期化する。すなわち、本実施形態において、前記記パラメーター設定モジュール320は、前記初期デューティサイクルNを前記CPUファン1の最大デューティサイクル(Duty cycle=100%)の30%に設定し、即ちN=30%であり、前記調整ステップWを5%に設定し、即ち毎回前記CPUファン1のデューティサイクルを5%調整し、前記温度パラメーターCを2℃に設定し、即ちC=2℃である。他の実施形態において、前記CPUファン1の初期デューティサイクルN、調整ステップW及び温度パラメーターCは、全て実際の要求によって設定することができ、例えば、前記初期デューティサイクルNを20%又は40%に設定することができ、前記調整ステップWを2%又は10%に設定することができ、前記温度パラメーターCを1℃又は5℃に設定することができる。
ステップS21:前記温度獲得モジュール322は、前記温度センサー31によって環境温度Tを獲得する。例えば、室内温度が30℃である場合、前記温度センサー31は、環境温度Tが30℃であることを感知することができ、且つ前記環境温度を前記温度獲得モジュール322に伝送する。
ステップS22:前記デューティサイクル調整モジュール321は、前記初期デューティサイクルN及び前記調整ステップWによって、前記CPUファン1のデューティサイクルを第一デューティサイクルNに調整し、即ちN=N+A×Wである。
ステップS23:前記温度獲得モジュール322は、前記温度センサー31によって、前記CPUファン1の第一デューティサイクルNに対応する前記CPU2の第一動作温度TN1を獲得し、前記温度計算モジュール323は、前記第一動作温度TN1及び前記環境温度Tに基づいて、前記CPUファン1の第一デューティサイクルNに対応する前記CPU2の第一最適化温度dTを計算し、即ちdT=TN1−である。
ステップS24:前記デューティサイクル調整モジュール321は、前記第一デューティサイクルN及び調整ステップWによって、前記CPUファン1のデューティサイクルを第二デューティサイクルNに調整し、即ちN=N+Wである
ステップS25:前記温度獲得モジュール322は、前記温度センサー31によって、前記CPUファン1の第二デューティサイクルNに対応する前記CPU2の第二動作温度TN2を獲得し、前記温度計算モジュール323は、前記第二動作温度TN2及び前記環境温度Tに基づいて、前記CPUファン1の第二デューティサイクルNに対応する前記CPU2の第二最適化温度dTを計算し、即ちdT=TN2−である。
ステップS26:前記温度計算モジュール323は、前記第一最適化温度dT及び前記第二最適化温度dTに基づいて温度差△Tを計算し、即ち△T=dT−dTである。
ステップS27:前記デューティサイクル制御モジュール324は、前記温度差△Tが予定の温度パラメーターCより小さいか否かを判断し、例えば、△Tが2℃より小さいか否かを判断する。
△Tが予定の温度パラメーターCより大きいか又は△Tが予定の温度パラメーターCと等しければ、ステップS28に入り、前記デューティサイクル制御モジュール324は、前記カウンターA=A+1を計算してから、ステップS22に戻る。△Tが予定の温度パラメーターCより小さければ、ステップS29に入り、前記デューティサイクル制御モジュール324は、前記第一デューティサイクルN及び前記第二デューティサイクルNによって最適化デューティサイクル範囲Nを獲得し、N≦N≦Nであり、即ち前記CPUファン1の最適化デューティサイクル範囲Nが前記第一デューティサイクルN〜前記第二デューティサイクルNであることを表示し、例えば、80%≦N≦85%であり、且つ前記CPUファン1のデューティサイクルを前記最適化デューティサイクル範囲N内に制御する。前記CPUファン1が最適化デューティサイクル範囲N内で動作すると、コンピューターシステムの放熱効果とCPUファンの騒音を最適化することができ、従って最も優れた放熱効果に達することができ、且つCPUファンの騒音を最も低くすることができる。
図3は、CPUファンの異なるデューティサイクルに対応するCPUの温度曲線と、CPUファンの異なるデューティサイクルに対応するCPUファンの騒音曲線と、を示す図である。図3に示されたように、CPUファンの騒音とCPUファンのデューティサイクルはリニア関係を構成し、即ちCPUファンのデューティサイクルを高めると、CPUファンの騒音もそのデューティサイクルにしたがって正比例に増加する。しかし、CPUファンのデューティサイクルとCPUの温度はリニア関係を構成しない。例えば、CPUファンのデューティサイクルが最大デューティサイクルの80%より大きければ、CPUの温度とCPUファンのデューティサイクルはリニア関係を構成しなく、CPUファンのデューティサイクルが20%〜80%である時に比べて、CPUの温度の変化状況が明らかではない。本実施形態において、CPUファンのデューティサイクルが最大デューティサイクルの80%である場合、CPUファンの騒音は52dBであり、CPUの温度は65℃である。CPUファンのデューティサイクルが最大デューティサイクル100%である場合、CPUファンの騒音は60dBであり、CPUの温度は66.5℃前後である。従って、CPUファンのデューティサイクルが最大デューティサイクルの80%を超えると、コンピューターシステムの放熱効果はほぼ改善されなく、即ち改善温度はただ66.5℃−65℃=1.5℃であるが、CPUファンの騒音は8dB増加する。
上述したように、本発明のCPUファンのデューティサイクル制御システム及び制御方法は、CPUファンのデューティサイクルを最適化デューティサイクル範囲内に制御することができ、従ってコンピューターシステムの放熱効果とファンの騒音を最適化する目的に達する。
以上、本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能であることは勿論であって、本発明の技術的範囲は、以下の特許請求の範囲から決まる。
1 CPUファン
2 CPU
3 コンピューター
31 温度センサー
32 CPUファンのデューティサイクル制御システム
320 パラメーター設定モジュール
321 デューティサイクル調整モジュール
322 温度獲得モジュール
323 温度計算モジュール
324 デューティサイクル制御モジュール

Claims (7)

  1. CPU、CPUファン及び温度センサーを備えるコンピューターに取り付けて動作するCPUファンのデューティサイクル制御システムであって、
    前記CPUファンの初期デューティサイクル、調整ステップ、温度パラメーターを設定するために用いられるパラメーター設定モジュールと、
    前記初期デューティサイクル及び前記調整ステップによって、前記CPUファンのデューティサイクルを第一デューティサイクルに調整し、さらに前記第一デューティサイクル及び前記調整ステップによって、前記CPUファンのデューティサイクルを第二デューティサイクルに調整するデューティサイクル調整モジュールと、
    前記温度センサーによって、環境温度、前記CPUファンの第一デューティサイクルに対応する前記CPUの第一動作温度及び前記CPUファンの第二デューティサイクルに対応する前記CPUの第二動作温度を獲得する温度獲得モジュールと、
    前記CPUの第一動作温度及び前記環境温度に基づいて、前記CPUファンの第一デューティサイクルに対応する前記CPUの第一最適化温度を計算し、且つ前記CPUの第二動作温度及び前記環境温度に基づいて、前記CPUファンの第二デューティサイクルに対応する前記CPUの第二最適化温度を計算し、且つ前記第一最適化温度及び前記第二最適化温度に基づいて温度差を計算する温度計算モジュールと、
    前記温度差が予定の温度パラメーターより小さければ、前記第一デューティサイクル及び前記第二デューティサイクルによって前記CPUファンの最適化デューティサイクル範囲を獲得し、且つ前記CPUファンのデューティサイクルを前記最適化デューティサイクル範囲内に制御するデューティサイクル制御モジュールと、
    を備えることを特徴とするCPUファンのデューティサイクル制御システム。
  2. 前記パラメーター設定モジュールは、さらにカウンターを設定するために用いられ、且つ前記カウンターを0に初期化することを特徴とする請求項1に記載のCPUファンのデューティサイクル制御システム。
  3. 前記デューティサイクル制御モジュールは、前記温度差が予定の温度パラメーターより小さいか否かを判断し、前記温度差が予定の温度パラメーターより大きいか又は予定の温度パラメーターと等しければ、前記カウンターに1をプラスすることを特徴とする請求項2に記載のCPUファンのデューティサイクル制御システム。
  4. 前記CPUファンの最適化デューティサイクル範囲は、前記CPUファンの第一デューティサイクルと前記CPUファンの第二デューティサイクルとの間であることを特徴とする請求項3に記載のCPUファンのデューティサイクル制御システム。
  5. CPUファンの初期デューティサイクル、調整ステップ及び温度パラメーターを設定する第一ステップと、
    環境温度を獲得する第二ステップと、
    初期デューティサイクル及び前記調整ステップによって、前記CPUファンのデューティサイクルを第一デューティサイクルに調整し、且つ前記CPUファンの第一デューティサイクルに対応するCPUの第一動作温度を獲得する第三ステップと、
    前記第一動作温度及び前記環境温度に基づいて、前記CPUファンの第一デューティサイクルに対応する前記CPUの第一最適化温度を計算する第四ステップと、
    前記第一デューティサイクル及び調整ステップによって、前記CPUファンのデューティサイクルを第二デューティサイクルに調整し、且つ前記CPUファンの第二デューティサイクルに対応する前記CPUの第二動作温度を獲得する第五ステップと、
    前記第二動作温度及び前記環境温度に基づいて、前記CPUファンの第二デューティサイクルに対応する前記CPUの第二最適化温度を計算する第六ステップと、
    前記第一最適化温度及び前記第二最適化温度に基づいて温度差を計算する第七ステップと、
    前記温度差が予定の温度パラメーターより小さいか否かを判断する第八ステップと、
    前記温度差が予定の温度パラメーターより小さければ、前記第一デューティサイクル及び前記第二デューティサイクルによって前記CPUファンの最適化デューティサイクル範囲を獲得し、且つ前記CPUファンのデューティサイクルを前記最適化デューティサイクル範囲内に制御する第九ステップと、
    備えることを特徴とするCPUファンのデューティサイクル制御方法。
  6. カウンターを設定し、且つ前記カウンターを0に初期化するステップをさらに備えることを特徴とする請求項5に記載のCPUファンのデューティサイクル制御方法。
  7. 前記温度差が予定の温度パラメーターより大きいか又は予定の温度パラメーターと等しければ、前記カウンターに1をプラスし、前記第三ステップに戻るステップをさらに備えることを特徴とする請求項6に記載のCPUファンのデューティサイクル制御方法。
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