JP3246186B2 - 情報処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＬＫ周波数を変更可
能な情報処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、携帯可能なパーソナルコンピュー
タ（以下携帯型ＰＣという）のＣＰＵに対する発熱対策
としては強制的に熱を奪う方法と、消費電力を減らすこ
とにより発熱を押さえる方法が一般的であった。例えば
次のような方法があった。

【０００３】強制的に熱を奪う方法としては、 （１）強制空冷用の扇風機（以下フアンとする）を用い
る （２）放熱板をＣＰＵに装着する事により、熱を分散さ
せて、全体の発熱を均一化させる （３）装置のケースに、空気を取り入れる穴を空け、放
熱する。

【０００４】消費電力を減らす事により発熱を押さえる
方法としては、 （１）ＩＣのデザインルールを変更しチップサイズを変
更することで消費電力を減らす （２）情報処理装置の電源電圧を落として、消費電力を
減らす。これは、現在最も一般的な電源電圧５Ｖを、例
えば３．３Ｖなどに落とし、消費電力を減らす方法など
様々な方法を行なってきた。そして、これらの対策は基
本的に設計上の最大電力時の発熱に対して、機器の安全
性を保証するために行なっている。

【０００５】ところが現在ＣＰＵの処理能力が向上しそ
れに伴って消費電力が多くなってきたために、前記各方
法をもってしても携帯型ＰＣに対する熱対策に限界が見
えてきた。まず強制的に熱を奪う方法としてあげた前記
対策は、携帯型ＰＣに対してはもともと小さくするとい
うことと、空冷ファンをつけなければならない又は放熱
板をつけなければならないということが矛盾するので適
切な放熱効果を得ることは非常に難しい。他に、屋内で
ＡＣアダプタを使用する時のみ空冷ファンのついたユニ
ットを取り付けＣＬＫ周波数をあげて使用し、屋外で電
池動作で使用する場合は空冷ファンのついたユニットを
取りはずしＣＬＫ周波数を落とすものもあるが、携帯型
ＰＣにつく風力に限界があることと、電池動作時にＣＰ
Ｕパワーをフルにいかせないのには大きな問題がある。

【０００６】一方ケースが比較的大きいデスクトップ型
ＰＣにおいても、放熱板の大きさ、空冷ファンによる放
熱効果に限界があり熱対策をおこなうのが徐々に難しく
なってきている。又、空冷ファンによる騒音がオフィス
の環境問題の点で問題視されつつあり今以上の強制空冷
手段を設けるのが難しくなってきている。

【０００７】そこで現在ではいかに消費電力を減らす事
により発熱を押さえられるかということが非常に重要に
なってきている。ところが、消費電力を減らす前述の方
法でも、デザインルールの進歩、電源電圧の低電圧化に
対してあまりにもＣＰＵの処理能力の向上に伴う消費電
力の増加が多いため限界が見えてきている。

【０００８】以上から、従来の延長線上では熱問題のた
めにＣＰＵの処理能力向上に限界がでてきた事がわか
る。そこで、特に携帯型ＰＣにおいて更に処理能力の高
い（従って消費電力の多い）ＣＰＵを使用するために従
来は大別して４つの方法があった。以下に各方法につい
て従来例をもちいながら説明する。

【０００９】（１）．温度センサーをもちＣＰＵが一定
の温度になったらＣＬＫ周波数を落としたりＨＯＬＤ信
号、キャッシュ制御等を行う。

【００１０】この例としては、特開平２−１８１２５２
号公報等がある。特開平２−１８１２５２号公報では、
ＣＰＵのクロック入力装置に供給するクロック信号の周
波数を、周囲温度等により、バスサイクルの実行時間を
制御することを特徴としている。詳しく説明すると、周
囲温度を検出するセンサーを設けて、前記センサーが設
定した温度以上になるとＣＰＵのクロックを遅くする。
この特許の目的自体は、温度に応じてバスサイクルの実
行時間を制御することで最適なパフォーマンスを得ると
ころにあるが機能自体は結果的に温度制御になってい
る。

【００１１】また別の対策としては、温度センサーによ
り設定された阻止破壊温度以上になるとシステム全体を
停止する方法が考えられる。この例としては、特開平３
−１１４０９号公報がある。特開平３−１１４０９号公
報では、２つのセンサー（サーマルスイッチ）を設け
て、検出温度に応じてクロックの発振手段が出力するク
ロック信号の周波数を変化させる手段と、阻止破壊温度
以上になるとシステムの動作を停止させる手段とを備え
ている。 以上の方法では、センサーがあらかじめ
きめられた一定温度になると強制的にＣＬＫ周波数がお
とされるのでそれ以降の処理が実質的に遅くなってしま
うという欠点がある。

【００１２】温度センサーによって、ＣＰＵのクロック
信号ではなくＨＯＬＤ信号、キャッシュ信号を制御する
ことでＣＰＵの温度を落とす実施例として筆者を含む共
同出願の特願平４−３１０５４０号がある。

【００１３】（２）．ＣＰＵが動作する場合だけ高いＣ
ＬＫ周波数にして、動作しない場合には低い周波数とす
る。ただし、これは温度に対するものではなくパワーセ
ーブの為の機能である。

【００１４】本方法は直接的には、ＣＰＵの温度制御を
目的としているのではなくパワーセーブを目的としてい
る機能である。しかし、強制的に熱を奪う方法にも従来
の方法で消費電力を落とすのにも限界が見えた今、パワ
ーセーブに限らずＣＰＵが高速動作を必要としていると
きだけ高速動作し、キーボード入力待ちの時などＣＰＵ
の処理を必要としない時には低速動作することのできる
機能は必要不可欠である。処理量が一定であれば、ＣＰ
Ｕの処理能力があがればあがるほど処理時間は短くて済
むはずでありそれに従えばＣＰＵの処理能力があがって
もパワー及び温度は一定に保つことができるはずであ
る。

【００１５】この例としては、筆者出願の特開平４−３
５４００９号公報、特願平３−１６４６５７号がある。
特開平４−３５４００９号公報ではキーボード、マウ
ス、ＦＤＤ等のアクセス信号を受けてからある特定の時
間だけ高速動作を行い、何もアクセスがおこっていない
時には低速動作をおこなうというものである。特願平３
−１６４６５７号では、低速動作時には同時に電圧も落
とすというものである。

【００１６】他にメモリに対するアドレスを監視するこ
とで現在ＣＰＵが実行中なのか、単純ループで何らかの
割り込みを待っているのかを判別しＣＰＵが実行中でな
いときにはＣＬＫ周波数を落とす方法も考えらている。
又、アプリケーション側からプログラムがアイドル状況
であるということをシステムに対して通知しＣＬＫ周波
数を落とすという方法もある。 上記どの方法によっ
ても、プログラムを限定せずＣＰＵが実行中であるかど
うかを完全に判別するのは難しい。従って当り前の事で
あるが、電池寿命の問題、熱の問題がなければ常に最高
の周波数でＣＰＵを動作させることがパフォーマンスを
損なわない１番の方法である。

【００１７】（３）．温度センサーを持たず、ある一定
時間のＣＬＫ周波数の高周波数と低周波数の割合から温
度上昇カーブを推定して、あらかじめ決められた温度限
界に達したところでＣＬＫ周波数を低くする。

【００１８】特定のＣＰＵに対するＣＬＫ周波数と動作
時間がわかれば概略の温度上昇カーブが推察できる。こ
れを利用して、ある特定の時間（以下温度カーブ検出時
間とよぶ。ここでは１０分とする）を決めその時間内の
高速と低速の動作の割合をたとえば６０％と決めた場
合、６分は高速動作を行い、後の４分は低速動作を行う
ことでＣＰＵの温度上昇を防ぐ方法も知られている。本
方法と上記（２）で示した方法を組み合わせた場合、何
もアクセスがおこっていない時には低速動作をおこなう
ので、高速動作時間の合計値が６分に達するまで見かけ
上パフォーマンスを落とすことなく温度制御を行うこと
ができる。もちろん１０分を越える連続動作が生じた場
合ＣＰＵは放熱上の観点から６分経過した後４分間は低
速動作となるので平均では６０％〜７０％程度の処理能
力しか発揮できない。しかし、ＭＳ−ＤＯＳ上で動作す
るワープロ等のプログラムでは連続動作がほとんど生じ
ることはないので実際に温度限界によって低速動作にな
ることは少ない。問題が生じるのはＷＩＮＤＯＷＳのよ
うに組み込まれたデバイスドライバが一定間隔でデバイ
スをチェックするプログラムであり、このようなプログ
ラムでは常に連続動作が発生することになり、実際ＣＰ
Ｕパワーが必要なときに温度限界によって低速動作にな
ってしまう。（ＭＳ−ＤＯＳ、ＷＩＮＤＯＷＳはマイク
ロソフト社の商標である） （４）．温度センサーからの出力によりＣＰＵに対し割
り込みを発生させることで、ソフト的にＣＰＵの熱保護
を行う。

【００１９】実施例として筆者を含む共同出願の特願平
４−３１０５４０号がある。温度センサーからの出力に
よりＣＰＵに対し割り込みを発生させることで、ソフト
的に温度制御を行うものでありこの時用いられる割り込
みは、互換性を損なわず透過的に発行できるシステムマ
ネージメントインタラプト（以下ＳＭＩという）という
割り込みであり、アプリケーションに左右されない優先
順位の高い割り込みを発生することができる。ＳＭＩが
ある場合ハードウェアで完全に制御しなくてもよいので
フレキシブルな温度制御が可能となる。

【００２０】さて以上はＣＰＵがあらかじめ実装されて
いるものについて主に述べてきたが、近年ＣＰＵが本体
と脱着可能な構造を持ちＣＰＵ自体をグレードアップす
ることができるデスクトップＰＣ、携帯型ＰＣが増えて
きている。ここでグレードアップされるＣＰＵがまだ現
実にない場合では、従来は温度保証が難しかった。それ
は実際に温度上昇検査をしてみなければＣＰＵ規格を満
たすかどうかわからないからである。ところが、資源活
用の面、コストの面からからできるだけ長くＰＣを使い
たいという欲求と同時に最新のＣＰＵパワーを欲しいと
いう欲求も出てきている。そこで、ＣＰＵがまだ現実に
ない場合でも温度的になんらかの保証手段をＰＣ内にあ
らかじめ備えておくことが求められている。このような
場合に対応する為の従来例を以下に示す。

【００２１】（１）．ＣＰＵソケット部などに温度セン
サーを設けて温度制御する。実施例として前述の特願平
４−３１０５４０号がある。図１０においてＣＰＵが装
着されるＩＣソケット１００１のまん中に温度センサー
１００２を設けることでＣＰＵがグレードアップされて
も温度制御することを可能にしている。

【００２２】（２）．交換可能なＣＰＵモジュールから
周波数、ＣＰＵタイプなどの情報を受けてグレードアッ
プされたＣＰＵ対してそれぞれに最適なパワーセーブ及
び温度制御を実現する。実施例として筆者出願の特願平
５−１５４７８６号がある。本願では、ＰＱＦＰ（ＰＬ
ＡＳＴＩＣ ＱＵＡＤ ＦＬＡＴＰＡＣＫ ＰＡＣＫＡ
ＧＥ）、ＰＧＡ（ＰＩＮ ＧＲＩＤ ＡＲＲＡＹ）など
の外形をもつＣＰＵをプリント基板上に実装して、その
プリント基板上に設けられた周波数、ＣＰＵタイプなど
を設定するハンダジャーパーを変更する事によりＣＰＵ
ごとに異なった情報を本体に通知する。本体はそれを受
けて各ＣＰＵに対して適切なパワーセーブと温度制御を
行なう。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】これまで述べてきたよ
うに、特に携帯型ＰＣにおいてパワーセーブ及び温度制
御についてさまざまな方法が考えられてきた。またそれ
はＣＰＵがグレードアップされることまで考慮され実現
されてきた。ところが従来の方法では、更に処理能力の
高い（従って消費電力の多い）ＣＰＵを使用することの
できうるシステムが構築されたとはいえない。それは、
前述のどの方法によってもＣＰＵの熱保護とその本来の
目的である、更に処理能力の高いＣＰＵを使用すること
のバランスが悪く実現性に乏しいところにある。まず、
ＣＰＵの発熱を温度センサーによって検出し、そのレベ
ルによってＣＬＫ周波数をさげたり、ＨＯＬＤ挿入時間
を変えたり、ＬＣＤ等のバックライトを消すなどして本
体内部の温度上昇を防ぐような機能では、ＣＰＵの発熱
を温度センサーによって検出した後には実質的にはＣＰ
Ｕのパワーをユーザーは使用できなくなってしまう。こ
れでは、ＣＰＵの処理能力が高くなり発熱量が大きくな
っていくと電源を入れてから数１０分しかＰＣをフルパ
ワーで使用できないという本末転倒の状況さえ生まれか
ねない。

【００２４】そこで考えられたのが、前述した温度セン
サーを持たず、ある一定時間のＣＬＫ周波数の高周波数
と低周波数の割合から温度上昇カーブを推定して、あら
かじめ決められた温度限界に達したところでＣＬＫ周波
数を低くする方法である。これは、動作中のプログラム
がＣＰＵパワーを必要としているときのみＣＰＵのＣＬ
Ｋ周波数をあげることを前提に、ある一定時間ごとにＣ
ＬＫ周波数を細かく制御するものなので、ＣＰＵの発熱
を温度センサーによって検出するよりもより長い期間Ｃ
ＰＵパワーを得ることができる。前述したように、この
方法はＭＳ−ＤＯＳ上で動作するワープロ等のような通
常のアプリケーションプログラムの動作ではほとんど連
続動作が生じることはないことを前提としている。本方
法はセンサーを必要としないが問題がいくつかある。

【００２５】（１）．ＷＩＮＤＯＷＳでは温度限界によ
って低速動作になってしまう。前述したようにＷＩＮＤ
ＯＷＳのように組み込まれたデバイスドライバが一定間
隔でデバイスをチェックするプログラムの場合、結果的
に常に連続動作が発生することになり、実際にＣＰＵパ
ワーが必要なときに温度限界によって低速動作になって
しまう。

【００２６】（２）．温度センサーを持たないため環境
温度の変化に対応できない。ＣＰＵの温度やＣＰＵの周
囲温度をはかるセンサーからの出力によらず、動作時間
とＣＬＫ周波数のみで制御するので、機器の保証上から
もマージンが必要なためどうしても最悪環境下での設定
になりＣＰＵパワーをフルにいかしきれない。

【００２７】（３）．温度カーブ検出時間を越える長時
間の計算を必要とする場合、ＣＰＵのパワーが制限され
てしまう。前述したように、温度カーブ検出時間を１０
分とし温度制限を６０％と設定すると、１０分を越える
連続動作が生じた場合ＣＰＵは放熱上の観点から６分経
過した後４分間は低速動作となるので平均では６０％〜
７０％程度の処理能力しか発揮できない。

【００２８】（４）．ＣＰＵの温度上昇はＣＬＫ周波数
だけで決まらない。ＣＰＵの温度上昇は、ＣＬＫ周波数
だけでなく、発生するサイクル、内部キャッシュなど使
用されている機能によって異なる。又、ＣＰＵ内部の構
成やＣＰＵ内部のトランジスタ数、最小線幅（デザイン
ルール）によっても異なる。したがって本方式では、マ
ージンをもって設計するとＣＰＵのパワーを落とす方向
になってしまう。

【００２９】（５）．ＣＰＵがグレードアップ可能な情
報機器のように数種類のＣＰＵに対応が困難である。Ｃ
ＰＵによって動作時間による温度上昇カーブが異なるた
め、ＣＬＫ周波数のみでは完全には温度上昇カーブをシ
ミュレーションできない。従ってＣＰＵを何段階にもグ
レードアップ可能な情報機器の場合適さない。本方法に
限らずＣＰＵがグレードアップ可能な情報機器に対応す
る発熱対策自体が従来存在していなかった。

【００３０】本発明は上記問題点を解決することを目的
としており、連続動作を続けると発熱によって熱暴走し
てしまうくらいの処理能力をもったＣＰＵを、その処理
能力を損なう事なくまた発熱による熱暴走を起こすこと
のないように温度制御することによって使用可能にする
情報処理装置を提供することを目的とする。結果的に、
本来大型の放熱板を有するＣＰＵを放熱板を取ることで
携帯型のノート型パーソナルコンピュータ（以下ノート
パソコン）に装着することを可能とすることを目的とし
ている。

【００３１】また特に携帯型のノートパソコン等におい
て、グレードアップされるＣＰＵに応じて最適な発熱コ
ントロールを行うことを可能とする情報処理装置を提供
することも目的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本発明の情報処理装置
は、ＣＰＵと、該ＣＰＵを包むケースと、該ＣＰＵを保
持する基板と、該ＣＰＵ、該ケースの内部、および該基
板の少なくとも一つの温度を検出する温度計測部と、該
ＣＰＵに第１のＣＬＫおよび第２のＣＬＫのどちらかを
与えるコントロール部と、を備えていて、該第１のＣＬ
Ｋの周波数は該第２のＣＬＫの周波数より低く、該コン
トロール部は、該ＣＰＵを該第１のＣＬＫで駆動する第
１のモードと、該少なくとも一つの温度が第１の温度に
達した場合に該ＣＰＵへのＣＬＫを停止しするとともに
該少なくとも一つの温度が第２の温度に達した場合に該
ＣＰＵに該第２のＣＬＫを与える第２のモードと、を有
し、該第２の温度は該第１の温度より低く、該コントロ
ール部はさらに、該第２のモードが少なくとも第１の期
間続いた場合に第１のモードを開始し、該第１のモード
が少なくとも第２の期間続いた場合に第２のモードを開
始し、そのことによって上記目的を達成する。

【００３３】好ましくは、第３の温度は前記第２の温度
より低く、前記コントロール部は、該少なくとも一つの
温度が該第３の温度から該第２の温度に達した時点から
該第１の期間該第２のモードが続いた場合に、該第２の
モードから該第１のモードに変更し、該少なくとも一つ
の温度が該第２の温度から該第３の温度に達した時点か
ら第２の期間該第１のモードが続いた場合に、該第１の
モードから該第２のモードに変更する

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】

【００４１】

【００４２】

【００４３】

【００４４】

【００４５】

【００４６】

【００４７】

【００４８】

【００４９】

【００５０】

【００５１】

【００５２】

【００５３】

【実施例】以下、本発明について３つの実施例に基づき
詳細に説明する。実施例１では全体的な構想と説明を行
い、実施例２では実施例１を部分的に具体化した例を示
す。又、実施例３では実施例１の一部の他の例を示す。

【００５４】＜実施例１＞図３に本発明の実施例として
ノートパソコンのブロック図を示す。前記ノートパソコ
ンはＣＰＵモジュール２、メインメモリ２７やＢＩＯＳ
ＲＯＭ２４などをコントロールするメモリ・ＣＰＵコ
ントロール部７、ＬＣＤ２８及びＣＲＴ２９を制御する
ＶＩＤＥＯ回路部３０、キーボード３１を制御するキー
ボードコントロール部２２、ＦＤＤ３２やＩＣカード３
３等の外部記憶装置などを制御するＩ／Ｏコントロール
回路部２５、前記ノートパソコンの外部に別の機器等を
接続するための拡張バス部２６を有する。

【００５５】図３のＣＰＵモジュール２の外形図を図４
に示す。又、図３のＣＰＵモジュール２、メモリ・ＣＰ
Ｕコントロール部７、メインメモリ２７、ＢＩＯＳ Ｒ
ＯＭ２４等が実装されたＣＰＵ基板４６の外形図を図５
に示す。本実施例のノートパソコンは、裏蓋を開けると
図５に示した基板４６を、ユーザーが触れられるように
なっている。ユーザーは裏蓋を開け、自ら増設ＲＡＭモ
ジュール４７を２枚増設することと、ＣＰＵモジュール
２を交換することができる。

【００５６】図４に示すようにＣＰＵモジュール２はＣ
ＰＵ基板４６から自由な脱着を可能とする為のコネクタ
４０とＣＰＵ１で構成される。ＣＰＵモジュール２上に
つくＣＰＵ１の外形は、ＰＱＦＰ（ＰＬＡＳＴＩＣ Ｑ
ＵＡＤ ＦＬＡＴＰＡＣＫＰＡＣＫＡＧＥ）、ＰＧＡ、
ＬＧＡのいずれでもよく、又それ以外のどのようなパッ
ケージでもよい。パッケージのピン数も自由である。Ｃ
ＰＵの外形がＰＧＡの場合をＣＰＵモジュール４１に、
ＬＧＡの場合をＣＰＵモジュール４２に示す。ＣＰＵモ
ジュール２という形にすることで、安価で小型薄型のＱ
ＦＰ、ＰＱＦＰというパッケージを使用することができ
ると共に、将来的な新パッケージや異なるメーカーのＣ
ＰＵに対しても対応することができる。ノートパソコン
のように限られたスペースしかないものでは特に有効で
ある。

【００５７】本発明の代表的な概略のフローチャートを
図６にブロック図を図１に示す。本発明は、従来のパワ
ーセーブを発熱対策に応用し、ＣＰＵもしくはケース内
温度と、ＣＬＫ周波数及び個々の周波数における動作時
間と、ＣＰＵモジュール２から通知されたＣＰＵタイプ
と、ユーザーによる動作モード設定等により温度制御を
行なうものである。そして、その方法は個々の温度設定
もしくは他の設定値によってＣＰＵのＣＬＫ周波数を切
り換えたり、キャッシュ制御を切り換えたりＣＰＵをＨ
ＯＬＤ状態にしたり、ＣＰＵの電圧を変化させたりする
ことによって行なう。他に、図１１に示すＣＰＵのよう
な場合は、ＣＰＵコアに対するＣＬＫを一時的に停止す
るＳＴＰＣＬＫ端子を利用し、一定時間ごとにＣＰＵコ
アに対するＣＬＫを止めることで見かけ上ＣＰＵのＣＬ
Ｋ周波数を落とすと共にＣＰＵの消費電力を落とす事も
できる。又上記制御条件、方法はすべて行なわれなくと
もよく選択的に応用できる。つまり本発明は、例えばＣ
ＰＵモジュール２でなく図２の（Ｂ）に示すようなＩＣ
ソケット２０を有するデスクトップＰＣにおいて温度上
昇時にＣＬＫ周波数をおとす場合にも有効である。又、
図６のフローチャートにおいても各々のステップをすべ
て必要としない。このように本発明は多くの場合があり
そのすべてを説明するのは難しい。従って以下に図６の
フローチャートを基に各々のステップごとに詳細に説明
するが本発明は各項目のどの組合せによる制御方法にお
いても有効であるに注意されたい。

【００５８】１．ステップ５０ ユーザーはパワースイッチをＯＮにする。

【００５９】２．ステップ５１ 本ステップでは、ＣＰＵのタイプを判別する。本ステッ
プはあらかじめＣＰＵが固定でありグレードアップされ
ない場合必要ない。ＣＰＵの形状、タイプ及びその判別
方法にはいくつか種類があるので以下に説明する。

【００６０】（１）．ＣＰＵの形状 先に述べたようにＣＰＵの形状にはＰＱＦＰ、ＰＧＡ、
ＬＧＡ等がある。グレードアップ可能なＰＣを考えた時
その実装方法として、図４のＣＰＵモジュールの形にす
る場合と、図７のＰＧＡ形状のＣＰＵ６０を基板上に実
装されたＩＣソケットに直接セットする場合、及び図８
に示すように元々基板上に実装されているのはＱＦＰ等
の形状のＣＰＵ６２でグレードアップされる場合にはア
ップグレードソケット６３にＰＧＡ形状等のＣＰＵをセ
ットする場合等がある。

【００６１】（２）．ＣＰＵの判別方法 ＣＰＵにどのようなタイプがあるかは次の項目で詳細に
説明するとして、ここでは上記ＣＰＵの形状ごとにＣＰ
Ｕの判別方法を説明する。

【００６２】ａ）．第１に図４に示すＣＰＵモジュール
２の形態にする場合について図９を用いて説明する。図
９はＣＰＵモジュール２の簡略化した回路図である。Ｃ
ＰＵモジュール２は、基本的には、ＣＰＵ１とコネクタ
４０で構成され、ＣＰＵ１の入出力信号６５は、コネク
タ４と接続されている。ただし、ＣＰＵ１とコネクタ４
の信号数は同じ数ではなく、ＣＰＵ１にある信号で必ず
しも必要でない信号（例えばグランド線など）は省かれ
る。図１のＳＣＫ０信号７６、ＳＣＫ１信号７５、ＳＣ
Ｋ２信号７４がＣＰＵ１のＣＬＫ周波数を示す信号であ
り、ＳＩＮＴ信号７２、Ｓ２ＸＣ信号７３がＣＰＵタイ
プを示す信号である。ＣＰＵモジュール２上では、ハン
ダジャンパー７１によってＣＰＵ１の種類により各々の
信号の値を’Ｈ’か’Ｌ’に選択することができるよう
になっている。又、ＣＬＫ２信号６７はＣＰＵ１の内部
ＣＬＫ周波数どうりのＣＬＫを出力する信号であり、Ｃ
ＬＫ６８はＣＬＫ周波数の倍周波数のＣＬＫを示す信号
である。システムからは、常に両方のＣＬＫ信号が出力
されているので、ＣＰＵタイプによってジャンパー６６
で切り換える。他に、ＣＰＵ１がＳＭＩに対応している
かどうかによって電源オフやポップアップメニュー表
示、ソフトウェアパワーセーブ機能などによるインタラ
プト発生を図９のＳＭＩ６９、ＩＮＴＲ７０のどちらか
に選択的に供給することで、ＣＰＵ１の機能によってそ
れぞれ最適なシステムを構築する。

【００６３】このようにＣＰＵモジュール２の形態にす
る場合、上記意外でもいくつもの設定をＣＰＵモジュー
ル２上のジャンパー７１等で設定できるので応用範囲が
幅広く１番優れた方法である。たとえば、インテル社の
４８６ＳＸからＰＥＮＴＩＵＭにグレードアップする場
合、専用のＩＣソケットを用いる事なく実装可能であ
り、ＣＬＫ周波数ばかりでなくＣＰＵタイプもジャンパ
ーで設定することで本体に通知する事ができる。これは
およそ１２０万トランジスタを有する４８６と３１０万
トランジスタを有するＰＥＮＴＩＵＭのどちらが実装さ
れているかをハード的に本体に通知することで回路の切
り換えを可能とするもので、放熱板ばかりでなく専用の
空冷ファンまで必要とするＰＥＮＴＩＵＭをノートパソ
コンに利用可能とする本発明の重要ポイントの１つであ
る（４８６ＳＸ、ＰＥＮＴＩＵＭはインテル社の商標で
ある）。

【００６４】ｂ）．第２に図７のＰＧＡ形状のＣＰＵ６
０を基板上に実装されたＩＣソケットに直接セットする
場合について説明する。この場合通常はあらかじめ決め
られたＣＬＫ周波数に一致するＣＰＵのみによりグレー
ドアップする。ＣＰＵ側で内部のＰＬＬによってＣＬＫ
周波数を何倍かにあげるか、ＣＬＫ周波数は同じで内部
回路を変更することで処理能力をあげる。温度制御のた
めに本体がＣＰＵのタイプを知る方法は、ＣＰＵ内部レ
ジスタによって判定するか、基板上に別に用意されたジ
ャンパーをユーザーに変更してもらうことにより判定す
る方法などがある。

【００６５】ｃ）．第３に図８に示すように元々基板上
に実装されているのはＱＦＰ等の形状のＣＰＵ６２で、
グレードアップされる場合にはアップグレードソケット
６３にＰＧＡ形状等のＣＰＵをセットする場合について
説明する。この場合もほとんどｂ）と同じである。通常
図７のＣＰＵ６０が図８のアップグレードソケット６３
にセットされた場合、ＣＰＵ６２の信号を解放するグレ
ードアップ信号が用意されているので本信号を利用すれ
ばグレードアップされるＣＰＵを限定した場合に温度制
御、パワーセーブのためのＣＰＵタイプ判別は容易であ
る。

【００６６】（３）．ＣＰＵのタイプ ＣＰＵのタイプを判別することは本発明に於て非常に重
要である。本発明ではグレードアップされるＣＰＵによ
って温度制御、パワーセーブの手段を最適化することで
より高いパフォーマンスを実現可能とする。温度上昇カ
ーブはＣＰＵによって異なるので、ＣＰＵのタイプを知
ることはＣＰＵをアップグレードする事を可能とする情
報処理装置で温度制御を行なう場合、欠くことができな
い要素である。

【００６７】以下順をおってＣＰＵのタイプについて説
明するが本発明では必ずしもすべてを判別しなくともよ
く選択的に判別する機能を持つことも可能である。 ａ）．ＣＬＫ周波数 最初にグレードアップされるＣＰＵの情報として必要な
のはＣＰＵの最大ＣＬＫ周波数である。これは同じＣＰ
Ｕ（たとえば４８６ＳＸ）でも周波数によっては温度制
御を必要としない場合があるのでその切り分けに使用す
る。

【００６８】ｂ）．ＣＰＵの種類 次に必要なのはＣＰＵの種類である。これは、実装され
ているＣＰＵが４８６ＳＸなのか、４８６ＤＸ２なの
か、ＰＥＮＴＩＵＭなのかを判別する為である。同じＣ
ＬＫ周波数でもＣＰＵが異なれば、温度上昇カーブが異
なる。ＣＬＫ周波数だけではトランジスタの数や構造が
大幅に違うＣＰＵにたいして一律の温度制御を行なうこ
とは不可能である。

【００６９】ｃ）．インタラプトの種類 前述した、ＳＭＩがサポートされているか否かを判別す
る。ＳＭＩがサポートされている場合、ソフトウェアで
温度制御、パワーセーブを行なうことができるためハー
ドウェアで完全にコントロールするよりも幅の広い制御
を行なうことができる。尚、ＳＭＩを使用しなくとも他
のインタラプトを使用してソフトウェアで温度制御等を
行なうことができるが、プログラムによっては該当する
インタラプトを使用している為、温度制御できなくなる
場合がある。従って、通常はＳＭＩがサポートされてい
ない場合はハードウェアで完全にコントロールする。

【００７０】ｄ）．ＣＬＫタイプ 温度制御等では、主にＣＬＫ周波数を切り換える事によ
って行なう。従ってＣＰＵのＣＬＫタイプ、ＣＬＫの切
り換え方の情報を得ることは非常に重要である。 ＣＰ
ＵのＣＬＫタイプ別の内部ブロック図を図１０、１１、
１２に示す。

【００７１】図１０には標準的なＣＰＵのタイプを示
す。まず（Ａ）に３８６ＳＸ等（３８６はインテル社の
商標である）の内部ブロック図を示す。このタイプのＣ
ＰＵではＣＰＵコアに直接ＣＬＫ２信号６７が入力され
る。このように外部ＣＬＫと内部ＣＬＫが同一であるた
めリアルタイムにＣＬＫを切り換えることができる。
（Ｂ）は４８６ＳＸ、４８６ＤＸなどのＣＰＵの内部ブ
ロック図であり、内部に入力周波数を２倍にするＰＬＬ
８１を有しておりＣＬＫ６８の倍周波数のＣＬＫがＣＰ
Ｕコア８０に入力される。（Ｃ）は（Ｂ）のＰＬＬ８１
が入力周波数を２倍にするのに対し、入力周波数をｎ倍
にするＰＬＬ８２を有している。４８６ＤＸ２ではこの
ＰＬＬ８２が入力周波数を４倍にする。（Ｂ）、（Ｃ）
に示すようなＣＰＵではＰＬＬで入力されたＣＬＫ周波
数を数倍に上げるので、ＣＬＫ周波数をリアルタイムに
変化させることはできない。従ってこのようなＣＰＵで
ＣＬＫを切り換える場合、ＣＰＵにＲＥＳＥＴをかけそ
の間にＣＬＫを切り換える等の方法しかない。この為、
ＣＬＫ切り換えに時間がかかるので頻繁にＣＬＫを切り
換えるとパフォーマンスを著しく損なうことになる。こ
のことは温度制御の方法を決定するのに重要な事であ
る。又、（Ｂ）、（Ｃ）の外部ＣＬＫ周波数が同じ場合
（Ｃ）の方が内部ＣＬＫ周波数が高い分だけ消費電力が
増大する。従って、ＣＬＫ６８の周波数ばかりでなく、
内部のＰＬＬ８２が入力周波数を何倍にするかという情
報も温度制御の為には重要である。これらタイプは前述
したＣＰＵモジュール２上のジャンパー７１の設定等で
本体に通知される。

【００７２】図１０の（Ｂ）、（Ｃ）では、前述したよ
うにＣＬＫを切り換える場合特殊な処理を行なう必要が
あるがこの機能をＣＰＵ側にあらかじめ持ったのが、イ
ンテル社のエンハンスドＳＬ ４８６ＤＸ２であり図１
１であらわされる。実際は複雑なロジックであるがここ
では簡略化して示してある。

【００７３】ＰＬＬ８２から出力されるＣＬＫを切り換
える場合、まずＳＴＰＣＬＫ８３を’Ｌ’にしてＣＰＵ
コア８０に出力するＣＬＫを止める。次にＣＬＫ６８の
ＣＬＫ周波数を変更して、ＰＬＬ８２が安定するまで一
定期間待つ。その後ＳＴＰＣＬＫ８３を’Ｈ’にしてＣ
ＰＵコア８０に再びＣＬＫを出力する。

【００７４】ところが、この場合でもＰＬＬを内蔵して
いるＣＰＵでは、ＣＬＫ切り替えの際にＰＬＬの安定待
ち時間分だけパフォーマンスを損なう。

【００７５】そこで、このタイプのＣＰＵではＳＴＰＣ
ＬＫ８３を一定周期で所定時間ＣＰＵに入力することで
見かけ上のＣＬＫ周波数を落とす方法も考えられてい
る。そうすれば、外部ＣＬＫ周波数を変化することなく
ＣＰＵの消費電力を下げることができ、リアルタイムに
見かけ上のＣＰＵのＣＬＫ周波数を変化することができ
る。実際には、ＳＴＰＣＬＫ８３をある一定周期（周期
は、レジスタなどで幾通りにも設定可能である）でＣＰ
Ｕに対して入力する回路をもち、ＳＴＰＣＬＫ８３の幅
（時間）もレジスタなどで幾通りにも設定可能にするこ
とで実現できる。ただし本方法はＣＰＵのコアを止める
タイミングを考慮しなければならず回路が複雑になる欠
点がある。詳細は後述する実施例２で説明するが、ＣＰ
ＵがＳＴＰＳＬＫ８３を受け実際に内部ＣＬＫを止める
ことを許可する信号を待たなければならない。そこで、
現在のＣＰＵでは図１０、図１１の構造しかないが、本
特許は将来的なＣＰＵに対しても有効であることを示す
ために、ＣＬＫ切り替えの際にパフォーマンスを損なわ
ない構造を持ちかつ外部ＣＬＫ周波数を落とす為にＰＬ
Ｌを内蔵したＣＰＵの内部ブロック図の例を図１２に示
す。本例は一部を説明するだけで本発明は図１２に示し
た以外の構造に対してももちろん有効である。

【００７６】図１２で３例を示す。（Ａ）は外部からセ
レクト信号のＳＥＬ８６を与えることにより、ＰＬＬ８
２から出力されるＣＬＫをＣＬＫＢ８５とセレクタ８４
で切り換えてＣＰＵコア８０にＣＬＫを供給する方法で
ある。ＣＬＫＢ８５が選択されたときは直接ＣＰＵコア
８０に入力されるのでＣＬＫ周波数をダイナミックに切
り換えることができる。こうすればＣＰＵコア８０はＣ
ＬＫ切り替えの際にも処理し続けるのでパフォーマンス
を損なうことはない。また、ＣＬＫ６８の周波数を固定
にしておき単純にＣＬＫ６８とＣＬＫＢ８５を切り換え
ることも可能である。

【００７７】（Ｂ）は（Ａ）のＣＬＫＢ８５にＰＬＬ８
７を追加したものである。２つのＰＬＬを有すること
で、ＣＰＵコア８０のＣＬＫ周波数が高い場合で、切り
換えるＣＬＫ周波数が両者とも高い場合でもＣＬＫ６
８、ＣＬＫＢ８５の両方のＣＬＫ周波数を落とすことが
できる。（Ａ）に比べてＣＬＫＢ８５側の周波数もおと
すことができるのである。

【００７８】（Ｃ）は（Ａ）のＣＬＫＢ８５を持たず、
ＰＬＬ８２の出力とＣＬＫ６８の出力をセレクタ８４で
切り換えるものである。図１１に比べ、同じ端子数にも
関わらず本方法に従えばＣＬＫ切り換え時にＣＰＵコア
８０の動作を停止する必要がない。

【００７９】以上のように、本発明では上記のさまざま
なＣＰＵタイプを判別しそのＣＰＵに適した温度制御、
パワーセーブを行なうことができる。当然のことながら
本発明は、ＣＩＳＣベースのインテル製ＣＰＵのみなら
ず、ＲＩＳＣベースのＣＰＵなど全てのＣＰＵに対して
も有効である。

【００８０】２．ステップ５２ 本ステップでユーザーは温度制御、パワーセーブについ
ての動作モードを設定する。尚、本ステップは電源投入
時の一連の初期化作業の中で行なわれなくともよく、動
作中にポップアップメニュー（本発明でいうポップアッ
プメニューとは、キーボードのキーコンビネーションも
しくは専用キーを叩くことによって、アプリケーション
を表示している画面に上書きされる形で現われる各種設
定画面のことである。）内等で設定が行なわれてもよ
い。また本ステップを省略しシステム側で自動的に制御
を行なうことも可能である。

【００８１】各動作モードの詳細な説明はステップ５
３、５４で説明する事として、ここでは概略の動作説明
と、その動作モードの切り換えについてその必要性を説
明する。 図１３に連続動作時のＣＰＵをノートパソコ
ンに使用した場合の表面温度上昇カーブを示す。温度上
昇カーブ９０、９１、９２、９３の順でそれぞれ対応す
るＣＰＵの消費電力が高くなって行く。従来のノートパ
ソコン等で使用されているＣＰＵでは温度上昇カーブ９
０、９１のように連続動作をし続けても温度限界９４
（この場合８０℃とする）には達しない。ところが放熱
板と空冷ファン等の強制的な空冷手段を必要とするＣＰ
Ｕをノートパソコンに使用した場合は、温度限界を越え
てしまう。そして、温度上昇カーブ９２、９３を比較し
て分かるようにＣＰＵの消費電力が大きくなればなるほ
ど短時間で温度限界を越える。

【００８２】そこで従来では図１４に示すように温度制
御ポイント９５（この場合７０℃とする）を設けて、設
定値に達したところでＣＬＫ周波数をおとしそれでも温
度上昇を続けて温度限界９４に達したときにはシャット
ダウンすることでＣＰＵを熱暴走から保護していた。こ
の場合の温度上昇カーブを９６に示す。

【００８３】次に図１５に本発明の温度制御、パワーセ
ーブを取り込んだ温度上昇カーブ例を示す。本発明の温
度制御、パワーセーブについてはいろいろなモードが存
在するので詳細はステップ５３、５４で説明するが、温
度上昇カーブとしては概略図１５に示すカーブを描く。
本発明では、環境温度、システムの動作状態、ＣＰＵの
タイプ、ＣＬＫ周波数、そして本ステップ５２で設定さ
れる動作モードによってリアルタイムにかつ細かく温度
を制御するので図１３、１４と比べ温度上昇カーブは絶
えず上下する。

【００８４】ここで上記の温度上昇カーブを比較しなが
ら動作モードについて説明する。ユーザーは以下に述べ
る動作モードを電源投入時や、ハード的なディップスイ
ッチ、キーボードコンビネーションなどによって画面に
表示されるポップアップメニュー内等で設定を行なう。

【００８５】（１）．自動温度制御モード まず本発明のポイントである自動温度制御モードがあ
る。本モードについての詳細はステップ５４で説明する
ので、ここでは概略を説明するにとどめる。ここでいう
自動温度制御モードとは、従来の技術の項ですでに述べ
た筆者出願の特開平４−３５４００９号公報、特願平３
−１６４６５７号に示したパワーセーブの手段を温度制
御に応用したものである。特開平４−３５４００９号公
報の技術を応用した温度制御方法をダイナミック温度制
御、特願平３−１６４６５７号の技術を応用した温度制
御方法を電圧可変型ダイナミック温度制御と名付けここ
で簡単に説明する。

【００８６】（ａ）．ダイナミック温度制御 ダイナミック温度制御とは従来例のようにＣＰＵの温度
が上がってから制御するのではなく、電源投入時からＣ
ＰＵの温度上昇を極力抑えることにより長時間ＣＰＵの
パワーを引きだせるようにしたものであり、特開平４−
３５４００９号公報に示されているパワーセーブの方法
（ここではダイナミックパワーセーブと呼ぶ）と密接な
関係がある。

【００８７】ダイナミックパワーセーブとは、ある特定
の要因（特定のＩＯアクセス、特定のインタラプト）が
生じた場合、ＣＰＵ１のＣＬＫ１３の周波数はあらかじ
め決められた時間、高周波数になり、要因が無い場合低
周波数になるパワーセーブの方法である。ダイナミック
温度制御では温度制御が必要なＣＰＵの場合まずダイナ
ミックパワーセーブに入る。これにより、ＣＰＵが処理
を行っているときのみＣＬＫ周波数を高速とするので次
に述べるノーマルモードよりも温度上昇が抑えられる。

【００８８】ダイナミック温度制御では、ステップ５３
で得られた温度とステップ５１で得られたＣＰＵタイプ
等から、温度上昇率を抑えるようあらかじめ決められた
一定期間内のＣＬＫ周波数の高周波数時間を制御する。
詳細はステップ５４で説明するが、ダイナミック温度制
御では一部パフォーマンスを損なうことがあることに注
意されたい。

【００８９】（ｂ）．電圧可変型ダイナミック温度制御 電圧可変型ダイナミック温度制御とは、上記ダイナミッ
ク温度制御がＣＬＫ周波数を制御するのに加えて電圧も
変化させる温度制御方法である。パワーセーブにおいて
ダイナミックパワーセーブに対して電圧も変化させるパ
ワーセーブ法は特願平３−１６４６５７号にある。この
パワーセーブ手段を電圧可変型ダイナミックパワーセー
ブと呼ぶ。

【００９０】電圧可変型ダイナミック温度制御では温度
制御が必要なＣＰＵの場合まず電圧可変型ダイナミック
パワーセーブに入る。そして、ステップ５３で得られた
温度とステップ５１で得られたＣＰＵタイプ等から、温
度上昇率を抑えるようあらかじめ決められた一定期間内
のＣＬＫ周波数の高周波数時間及び電圧を制御する。詳
細はステップ５４で説明するが、ダイナミック温度制御
と同じく一部パフォーマンスを損なうことがあることに
注意されたい。

【００９１】（２）．ノーマルモード ノーマルモードとは、パワーセーブ、温度制御を行わな
わずＣＬＫ周波数を該当するＣＰＵの最大ＣＬＫ周波数
に固定する通常のモードの事をいう。本実施例の自動温
度制御は一部分必ずパフォーマンスを損なう。ＳＴＥＰ
５４で後に詳しく説明するが、たとえば、長時間の計算
を行うプログラムを走らせた場合前述の自動温度制御モ
ードは必ずＣＬＫ周波数が低周波数になる。なぜなら
ば、単純ループの場合でも高速になるような要因（たと
えばメインメモリアクセスやＶＩＤＥＯ ＲＡＭアクセ
ス）を、ＣＬＫを高速にする要因に入れてしまうとＷＩ
ＮＤＯＷＳばかりでなくＭＳ−ＤＯＳ上のプログラムで
さえ常に高周波数のＣＬＫで動作してしまう。結果とし
て、温度限界が短時間で訪れ温度制限のためにＣＬＫ周
波数を落とさざるを得ない。それを回避するため本発明
の自動温度制御は、キーボード、マウスなど外部から物
理的な信号が加わった場合のみを要因として温度制御を
行なうことで温度限界が短時間で訪れるのを防ぐ。従っ
て長時間の計算を行うプログラムを走らせた場合、自動
温度制御モードによってＣＬＫ周波数が落とされてしま
う。

【００９２】このことは一部のユーザーにとって非常に
困ることである。自動温度制御モードは一般的なアプリ
ケーションプログラムではパフォーマンスを損なわない
ことを前提に設計しているので、一般的なアプリケーシ
ョンプログラムでは自動温度制御モードによってＣＬＫ
周波数が落とされることはまずないといえるが、科学計
算など自作のプログラムを作成し実行しようとしたとき
に自動温度制御モードによってＣＬＫ周波数が落とされ
てしまうのはＣＰＵパワーを有効に使用できるとはいえ
ず、せっかくのＣＰＵパワーがむだになってしまう。そ
こで、キーボードのキーコンビネーションもしくは、キ
ーコンビネーションか専用キーの殴打によって現われる
ポップアップメニューによって、ノーマルモードにする
手段を用意する。キーコンビネーションとは、たとえば
ＣＴＲＬキーとＧＲＰＨキーとＰキーを同時に押すこと
を意味する。ノーマルモードでは、ステップ５３で計測
されるＣＰＵの温度が限界に達したら、ＣＬＫ周波数を
おとすなどしてＣＰＵの温度上昇を自動的に防ぐ。一度
温度が上昇すると冷えるのに時間がかかるので、その後
のパフォーマンスは自動温度制御モードの時に比べて落
ちる。

【００９３】このように、両モードともメリット、デメ
リットがあるので必ずユーザーに選択する手段を設ける
ことが必要である。これは本発明の重要なポイントの１
つである。他にたとえば１０分〜１時間をこえるような
計算の場合上記両モードで動作させるよりも常に温度限
界点で動作させるのがよい場合もある。この場合、あら
かじめ計算されたＣＬＫ周波数以下にＣＬＫ周波数を落
とすことによってそれを実現する。すなわち、本発明の
情報処理装置では、ＣＬＫの周波数を落とした場合、そ
れが連続動作可能な周波数の場合は自動的に温度制御を
はずす機構も備えている。これは、ＢＩＯＳがＣＬＫ周
波数を設定する時に温度制御をはずすことによって行
う。前記ＳＴＰＣＬＫ８３を有するＣＰＵの場合でＣＬ
Ｋ周波数を変化させずＳＴＰＣＬＫ８３を制御する時
は、ＳＴＰＣＬＫ８３の周期およびパルス幅がある一定
条件（ＣＬＫ周波数の平均値が連続動作可能な周波数と
同じ時に相当する）にあった時、自動的に温度制御をは
ずす。尚、本モードは上記２モードで代替可能なので必
ず必要であるわけではない。ＣＬＫの周波数を落とした
場合、自動的に温度制御をはずす機構を備えることも本
発明の重要なポイントの１つである。ここで以上のこと
を分かりやすく下記に示す。

【００９４】（ａ）．通常アプリケーションの場合 自動温度制御モードを使用 （ｂ）．１秒程度〜１０分程度の処理の場合 ノーマルモードを使用 ユーザーは処理後、自動温度制御モードにもどす。 （ｃ）．１０分程度以上の処理の場合 ＣＬＫ周波数を落とし温度制御を解除して使用する。

【００９５】尚、後述する実施例３では、上記（ａ）〜
（ｃ）までを自動的に切り換える手段を説明する。実施
例１では、ユーザーがメニュー等でモードを切り換える
ことを前提に説明する。

【００９６】３．ステップ５３ 本ステップでは温度を計測する。本発明の温度計測方法
には、ＣＰＵの表面温度を直接計測する方法と、ケース
内部の温度を計測する方法及び、ケース外部の温度を計
測する方法がある。他に、センサーを設けず電源投入時
からのＣＬＫ周波数の割合から温度カーブを推定するこ
とも可能である。この場合はＣＬＫ１３を生成、制御を
行うメモリ・ＣＰＵコントロール部７内にカウンターを
設け、あらかじめ決められた一定時間でＣＬＫ周波数も
しくはＣＬＫ停止信号を監視しカウントすることで行う
事が出来る。 たとえば、自動温度制御時にはＣＬＫ周
波数保持時間が１ｍＳ〜数Ｓ単位で変化するので、１０
０μＳごとに周波数を監視して、最大周波数時はカウン
トアップし最低周波数時はカウントダウンするようにす
る。そしてカウント値が１００００００に達すると（高
周波が１００Ｓ連続することに相等する）温度が上昇し
たと判断できる。

【００９７】この手段が、請求の範囲で示した周波数別
動作時間に相当する。概要は従来の技術の項でも述べた
が、本実施例ではＣＰＵのタイプ、動作周波数がわかる
ようになっているので、各々のＣＰＵに対して何％の動
作により温度限界に達するかをしることができる。（そ
の％を動作限界％とする）常にスピードが動作限界％に
達しないよう制御すれば温度限界が訪れない事になる。
自動温度制御時などＣＰＵは常時高周波数で動作してい
るわけではないので、上記カウンタが動作限界％になる
ことはまれである。ＣＬＫを高速にする要因が連続に発
生したときには動作限界％を守るよう自動的に動作周波
数を制御する。（ただし、従来技術の項で述べたように
環境温度等の考慮が不十分である）又、実際の計測した
温度と上記カウンタ利用による、動作限界％を守るよう
自動的に動作周波数を制御する手段を組み合わせて、あ
る温度に達するとカウンタ制御である動作％におさえる
こともできる。

【００９８】尚、本ステップ５３は実際には図６に示す
ようなシリアルな処理ではなくリアルタイムに処理を行
なっていることに注意されたい。以下それぞれの温度計
測方法について説明を行なう。

【００９９】（１）．ＣＰＵの温度を直接計測する 本発明は、ＣＰＵの温度を制御するのだから、ＣＰＵの
温度を直接計測する方法がいちばん適している。この場
合２つの方法が考えられる。１つ目はＣＰＵ自身が内部
に温度センサーを持ち自らが保護するか、警告信号とし
てあらかじめ決められた信号を出力する方法がある。も
う１つはＣＰＵの表面にセンサーを付ける方法である。

【０１００】（ａ）．ＣＰＵの内部にセンサーがある場
合 ＣＰＵの内部にセンサーを設けて自らの温度限界時にＣ
ＬＫ周波数を強制的に下げるなどして保護する方法が考
えられる。この場合当然のことながらこのような構造を
有するＣＰＵのみしか対応できない。ＣＰＵは自らの温
度限界を知ることはできるが、現在の処理がプログラム
がどのようなことを意図して処理を行なっているかを知
ることはできない。したがってＣＰＵの内部にセンサー
を設ける場合、熱暴走のための保護をかけることはでき
るが動作途中で細かい温度制御を行なうことは難しい。
尚、外部からの温度制御信号を取り込み制御するのであ
ればセンサーがどこにあるかの違いだけで外部にあるの
とかわらないので細かい温度制御を行なうこともでき
る。ＣＰＵ内部にセンサーがあると（ｂ）で述べる方法
よりも高さを抑えられると考えられるので実装上は適し
ている。

【０１０１】（ｂ）．ＣＰＵの表面にセンサーを付ける
方法 本実施例を図２に示した。（Ａ）はＱＦＰ等のフラット
パッケージのＣＰＵ１の上にサーミスタ３を付けた方法
である。（Ｂ）はＰＧＡのＩＣソケット２０のまん中に
サーミスタ３をあらかじめセットし、図７のようなＰＧ
ＡのＣＰＵ６０をセットするとＣＰＵにサーミスタ３が
接触する（もしくは近傍に配置される）ようになってい
る。

【０１０２】ノートパソコンのようにケース内部の高さ
制限が厳しい場合（Ｂ）の形よりも（Ａ）のようなフラ
ットパッケージのＣＰＵが使用される。そしてこのＣＰ
Ｕがグレードアップされる場合、図４に示したＣＰＵモ
ジュール２の形になる。故にサーミスタ３がＣＰＵモジ
ュール２上のＣＰＵ１の上にセットされる事になるので
（Ｂ）の場合よりは高さは低くなるものの、サーミスタ
３の分だけ高さが高くなるという欠点がある。また、ユ
ーザーが交換するＣＰＵモジュール２上にセンサーがく
ることで物理的に不安定であるという問題もある。

【０１０３】この問題を解決する一手段を図５に示し
た。ＣＰＵモジュール２上のサーミスタ３はＣＰＵ１の
端子からでたグランドパターン４８（電源パターンでも
可）上にセットされる。ＣＰＵ１の発熱が端子からグラ
ンドパターン４８に伝わりサーミスタ３で関知される。
サーミスタ３は熱電対など他の温度センサーでもよい。
本方法は本発明のポイントの１つである。

【０１０４】さて、上記問題点を解決するもう１つの方
法として、ＣＰＵの表面温度ではなくケース内部温度を
計測する方法を次に示す。

【０１０５】（２）．ケース内部温度を計測する ＣＰＵの表面温度を計測するのが一番よい方法である
が、高さ及びユーザの取扱い上の理由で物理的な欠点が
あることを説明した。そこでここではケース内部温度を
計測することでＣＰＵの表面温度を計測するのと同等の
結果を得ることができるかどうかを説明する。本発明に
於て、本項目も重要なポイントである。

【０１０６】まず図１６と図１７に環境温度の違いによ
る温度上昇カーブを示す。図１６は環境温度が２５℃の
場合のグラフであり、図１７は図１６とまったく同一の
ＣＰＵで同一の動作条件下に於て環境温度が４０℃の場
合のグラフである。各図には環境温度そなわち室温１０
２と、ケース内温度１０１及びＣＰＵ表面温度１００の
温度グラフを示してある。図１６でほぼ温度が飽和した
４時間後の温度は、ケース内温度が室温より１５℃高い
４０℃であり、ＣＰＵ表面温度が室温より３０℃高い５
５℃である。そして室温が２５℃より１５℃高い４０℃
の場合では図１７に示すように、ケース内温度が室温が
２５℃の時より１５℃高い５５℃であり、ＣＰＵ表面温
度も室温が２５℃の時より１５℃高い７０℃である。こ
のように、ケース内温度及びＣＰＵ表面温度は、環境温
度の変化分だけ温度上昇する事が分かる。特にケース内
温度は、環境温度の上昇分を反映することに注意された
い。

【０１０７】次に、図１８、図１９にＣＰＵの違いによ
る温度上昇カーブを示す。両グラフは室温２５℃で同じ
動作状態で計測したもので図１８のＣＰＵよりも図１９
のＣＰＵの方が処理能力が高く従って消費電力も多い。
当然の事ながら図１９のケース内温度１０１及びＣＰＵ
表面温度１００共に図１８よりも高い。ここで注目する
のがケース内温度１０１とＣＰＵ表面温度１００の関係
であり、両グラフからケース内温度がＣＰＵの表面温度
上昇を反映しているのが分かる。

【０１０８】以上述べたように、ケース内温度は、環境
温度とＣＰＵの表面温度の両方を反映する事が分かる。
更に言えば、ケース内温度にＣＰＵタイプ、動作条件を
加味したある一定の温度を加算すればＣＰＵの表面温度
を推定することができる。本発明の実現手段の一つは、
ケース内温度にステップ５１で得られるＣＰＵタイプに
対応するあらかじめ決められた一定の値を加算すること
でＣＰＵの表面温度を推定し温度制御を行なうことであ
る。

【０１０９】実際にセンサーをセットする例を図５に示
した。このようにサーミスタ等の温度センサーをＣＰＵ
基板４６上に備えればよい。こうすればＣＰＵモジュー
ル２が交換されても常に同じポイントのケース内温度が
計測できＣＰＵ１の表面温度を推定できる。

【０１１０】（３）．ケース外部の温度を計測する 上記（１）、（２）の方法の他にケース外部の温度を計
測する方法もある。しかし、上記（１）、（２）の方が
ＣＰＵの温度をより正確に制御可能であるので本方法は
可能であると言うだけにとどめる。

【０１１１】４．ステップ５４ 本ステップでは、ＳＴＥＰ５１〜ＳＴＥＰ５３で得た各
情報に沿って温度制御を行なう。ＳＴＥＰ５２でユーザ
ーが設定するモードのうち自動温度制御についてここで
詳細に説明する。尚ＳＴＥＰ５２で説明した従来動作と
同様のノーマルモードに対してはここでは説明しない。

【０１１２】ＳＴＥＰ５２で述べたように自動温度制御
は従来のパワーセーブ、特に筆者出願の特開平４−３５
４００９号公報、特願平３−１６４６５７号に示したパ
ワーセーブと密接に関係する。そして、自動温度制御に
は上記公報に対応してダイナミック温度制御と電圧可変
型ダイナミック温度制御の２種類がある。そこで従来の
パワーセーブについても若干の説明を加えながら自動温
度制御について説明する。

【０１１３】自動温度制御についての概略はＳＴＥＰ５
２で述べたのでパワーセーブとの関連性と、違いを示し
ながら実施例を説明する。図１に於て、メモリ・ＣＰＵ
コントロール部７が自動温度制御機能を有している。自
動温度制御機能は大きく分けて４つのブロックに分ける
ことができる。即ち動作モード設定部８、パラメータ設
定部９、要因検出部１０、ＣＬＫ制御部１１である。以
下それぞれの機能に付いて説明する。

【０１１４】（１）．動作モード設定部８ 動作モード設定部８ではＳＴＥＰ５２でユーザーが動作
モードを設定した場合その設定によってパラメータ設定
部９、ＣＬＫ制御部１１に対してコントロール信号を出
力する。また、ダイナミック温度制御と、電圧可変型ダ
イナミック温度制御の設定も決められたＩ／Ｏポートア
クセスによって本ブロックで行なう。Ｉ／Ｏポートアク
セスは図２０のＡに示すように、例えば１０１ｈのｂｉ
ｔ０に電圧可変型ダイナミック温度制御をする場合は１
を、また電圧可変型ダイナミック温度制御をしない場合
は０を書くことで行なう。

【０１１５】（２）．要因検出部１０ 要因検出部１０では、ＣＬＫ周波数を高周波数にする為
の要因を検出しＣＬＫ制御部１１にコントロール信号を
出力する。その要因はパワーセーブ時と自動温度制御時
とは異なる。それは、前述の従来例の項で述べたような
「ＷＩＮＤＯＷＳのように組み込まれたデバイスドライ
バが一定間隔でデバイスをチェックするプログラムの場
合、結果的に常に連続動作が発生することになり実際に
ＣＰＵパワーが必要なときに温度限界によって低速動作
になってしまう」事を避けるためである。この点は本発
明のポイントの一つであるので以下更に詳細に説明す
る。ただし、これはＣＬＫ周波数保持時間の設定とＯＳ
（オペレーティングシステム）によって異なり要因をパ
ワーセーブ時と自動温度制御時で同一にしても、ＷＩＮ
ＤＯＷＳにおいても問題ないこともある。ここではより
広い範囲で対応する実施例として説明する。

【０１１６】まず従来のパワーセーブの手法の１つであ
るダイナミックパワーセーブの動作波形を図２２に、又
電圧可変型ダイナミックパワーセーブの動作波形を図２
３に示す。図２２の（Ａ）で、キーボード、マウス、Ｆ
ＤＤ等の動作時でＩ／Ｏポートにアクセスした場合に出
力されるコマンド信号１２０が検出されると、図１のＣ
ＰＵ１に対するＣＬＫ１３の周波数を切り換える周波数
切換信号１２２が’Ｌ’から’Ｈ’になる。周波数切換
信号１２２が’Ｈ’になるとＣＬＫ信号１３は決められ
た一定期間（図２２では２０ｍＳ）ＣＰＵ１の最大ＣＬ
Ｋ周波数（図２２では２０ＭＨｚ）で動作し、周波数切
換信号１２２が’Ｌ’になるとＣＰＵ１の最低ＣＬＫ周
波数（図２２では２ＭＨｚ）で動作する。尚、周波数切
換信号１２２が’Ｈ’の時と’Ｌ’の時のＣＬＫ１３の
周波数を設定できるものもある。ユーザーが連続でキー
ボードを操作した時はコマンド信号１２０が（Ｂ）に示
すように連続で発生する。その場合でも必ず最後のコマ
ンド信号１２０から一定期間（図２２では２０ｍＳ）経
過後ＣＬＫ信号１３は低周波数に切り換わる。

【０１１７】図２２の波形において周波数切換信号１２
２が一定期間’Ｌ’であると電圧を落とすのが図２３に
示した電圧可変型ダイナミックパワーセーブである。周
波数切換信号１２２が’Ｌ’になってから、一定期間経
過後、電圧切換信号１２３が’Ｌ’になり結果として電
源の出力電圧１２４が５Ｖから３Ｖになる。

【０１１８】図２０にダイナミックパワーセーブ コン
トロールポートを示した。（Ｂ）の表１１０に示すよう
に、本実施例ではＣＬＫを高速にする要因として１２種
類の要因をもつ例を示した。レジスタ１１０ｈの１２ｂ
ｉｔにキーボード、ＦＤＤ、ＨＤＤなどの要因を一つず
つ割当てソフトウェアで有効無効を設定できるようにす
る。又、それぞれの要因が発生した場合どのくらいの期
間高速動作をさせるか（前述のＣＬＫ周波数保持時間に
相等する）をレジスタ１２０ｈ、１３０ｈで設定するよ
うになっている。当然のことながら要因の数、レジスタ
の構成、時間の設定等は本実施例に限定されないばかり
でなく、本実施例でｂｉｔ５に割り当てたメインメモリ
などは、アドレスによって領域ごとに設定することも可
能である。

【０１１９】ここで従来はあらかじめ決められたＣＬＫ
周波数保持時間を電源たちあげ時に設定していたが、本
発明ではステップ５１で得たＣＰＵタイプ、ＣＰＵの最
大ＣＬＫ周波数によりこのＣＬＫ周波数保持時間を変化
させることも可能である。ソフトウェアの動作を考えた
とき、ＣＰＵのパフォーマンスが上がれば上がるほどそ
の実行時間が短くなる。そこでＣＰＵのパフォーマンス
を知るために、ステップ５１でＣＰＵのタイプと最大Ｃ
ＬＫ周波数を判別し、その結果をパワーセーブに反映さ
せることでより適切な効果を得ることができる。本アイ
デアは本発明のポイントの一つである。

【０１２０】さて、従来前述した図２２の波形で、低速
期間１２１と高速期間１２５は要因にかかわらずその期
間ごとの周波数を自由に設定できるものが知られていた
が、本発明では図２０の表１１１に示すように各要因ご
とに最大周波数と最低周波数を設定できるようになって
いる。

【０１２１】図２１に自動温度制御ポートを示した。表
１１４を図２０の表１１０と比べて分かるように要因が
１２から５つに減り設定時間が長くなっている。又、図
２０の表１１１に対応するのと同じように表１１５によ
って各要因ごとに最大周波数と最低周波数を設定できる
ようになっている。この点が本発明の重要なポイントの
１つである。

【０１２２】尚、自動温度制御の場合もパワーセーブと
同じくステップ５１で得たＣＰＵタイプ、ＣＰＵの最大
ＣＬＫ周波数によりこのＣＬＫ周波数保持時間を変化さ
せることも可能である。

【０１２３】現在、表１１０に示したような要因が連続
的に発生する場合、即ちＣＰＵが連続で動作することで
熱暴走を起こす可能性のある場合として大きく分けて以
下の３つが考えられる。

【０１２４】（ａ）．デモンストレーションプログラ
ム、ＷＩＮＤＯＷＳなどのように一定期間ごとに各要因
をアクセスした場合 この場合ＣＰＵは高速で動作し続ける。従って自動温度
制御ポート１１４が表１１０のようになっていると温度
制御ができなくなる。（実際の動作では、後述する実施
例２に示すようにアプリケーション動作中は必ずしもＣ
ＰＵ内部の処理をし続けるわけではないがここではあら
ゆるプログラムに対応できるようモデル化して説明をす
る。）そこでキーボード、マウスなど外部から物理的な
信号が加わった場合のみを要因として温度制御を行な
う。更に言うと、ユーザーがアプリケーションソフトに
対し指示を与えた場合のみを要因として温度制御を行な
うのである。

【０１２５】これを図２４を使用して更に詳しく説明す
る。図１のＣＰＵ１のＣＬＫ１３を切り換える周波数切
り換え信号１２２は、表１１０に基づいて発生するダイ
ナミックパワーセーブからの周波数切り換え信号１３０
と表１１４に基づいて発生する自動温度制御からの周波
数切り換え信号１３１のＡＮＤ信号となっている。図２
４でＷＩＮＤＯＷＳ動作中の期間１３６の場合信号１３
０は’Ｈ’を保っている。この場合あらかじめ表１１４
で設定される一定期間１３３（図２４では５ｓ）経過す
ると自動温度制御からの周波数切り換え信号１３１は’
Ｌ’になり結果としてＣＬＫ１３の周波数切り換え信号
１２２は’Ｌ’となりＣＬＫ１３の周波数は２ＭＨｚと
なる。この後、表１１４で示される要因（たとえばキー
ボード入力）があった場合には自動温度制御からの周波
数切り換え信号１３１はただちに’Ｈ’になり結果とし
てＣＬＫ１３の周波数切り換え信号１２２は’Ｈ’とな
りＣＬＫ１３の周波数は５０ＭＨｚとなる。

【０１２６】以上のように実際にユーザーがキーボード
入力などでアプリケーションの動作を促したときのみＣ
ＬＫ１３の周波数をあげるという制御を自動温度制御と
することによりＷＩＮＤＯＷＳなどのように一定期間ご
とに各要因をアクセスするものでも温度制御を行なうこ
とができる。尚、ＷＩＮＤＯＷＳには、アプリケーショ
ンソフトの動作状態を本体に通知できる機能をもってい
るものあるのでその場合はＷＩＮＤＯＷＳ動作中１３６
の期間でもＢＩＯＳからの周波数切り換え信号１３７に
よって周波数切り換え信号１２２が’Ｌ’になりＣＬＫ
周波数が２ＭＨｚになる。このＢＩＯＳからの周波数切
り換え信号１３７は図１の動作モード設定部８からＣＬ
Ｋ制御部１１に対して出力される。

【０１２７】（ｂ）．通信中、ＦＤＤのディスクコピ
ー、ＨＤＤのフォーマット中、プリンタ動作中等の場合 ＲＳ−２３２Ｃを介してモデムによって通信をしている
時や、ＦＤＤのディスクコピー、ＨＤＤのフォーマット
中等の場合、分単位をこえ場合によっては数時間におよ
ぶ連続アクセスを行なう場合がある。この場合従来のパ
ワーセーブでは常にＣＰＵ１が高速に動作していた。そ
れ故、本発明で目指しているような連続動作では熱暴走
してしまうようなＣＰＵを使用する場合、ダイナミック
パワーセーブ機能を有効にしていても通信中に熱暴走
を起こしてしまう。これを回避する為に（１）で説明し
たような「キーボード、マウスなど外部から物理的な信
号が加わった場合のみを要因として温度制御を行なう」
方法を用いると、パソコン通信などでダウンロード中な
どキーボード等を長時間操作しない場合突然ＣＰＵが遅
くなってしまうことが考えられる。

【０１２８】そこで本問題を解決するため、各要因ごと
に図２１の表１１５に示すように最大周波数と最低周波
数を設定できるようにする。尚、通常は最低周波数は固
定してもよいので要因ごとに最大周波数のみを設定して
もよい。表１１５においてＦＤＤ、ＲＳ−２３２Ｃだけ
は最大周波数を３３ＭＨｚとし、その他の要因は最大周
波数を５０ＭＨｚとする。この場合の３３ＭＨｚという
周波数はＣＰＵが連続動作しても熱暴走しない最大ＣＬ
Ｋ周波数に相当する。図２４において通信中１３５の期
間はダイナミックパワーセーブからの周波数切り換え信
号１３５は連続的に’Ｈ’になる。又、自動温度制御か
らの周波数切り換え信号１３１も連続的に’Ｈ’になり
結果としてＣＬＫ１３の周波数切り換え信号１２２は’
Ｈ’となりＣＬＫ１３の周波数は３３ＭＨｚで動作し続
ける。通信中にキーボード入力があった場合は図２４で
は５ｓ間は５０ＭＨｚにＣＬＫ周波数があがる。

【０１２９】本方式は通信中のパフォーマンスがＣＰＵ
のパフォーマンスよりも格段に遅いモデムのボーレート
で左右されることと、ＦＤＤアクセス時のパフォーマン
スがＣＰＵのパフォーマンスよりも格段に遅いＤＭＡコ
ントローラの転送レート、ＦＤＤのアクセス時間に左右
されることを利用して考えられている。すなわち、ある
デバイスの連続アクセスが発生した場合そのパフォーマ
ンスに対しＣＰＵのパフォーマンスが寄与する割合が飽
和することを考慮に入れたものである。

【０１３０】例えば、モデムから通信データを電話回線
を通じて読み込み、画面に表示するまでを考えてみる。
ここでＣＰＵが関与するのは、ソフトウェアが行なう動
作すなわちモデムからのデータをＲＳ−２３２Ｃを通じ
て読み込みＶＩＤＥＯ ＲＡＭに書き込むまでである。
モデムの通信が２４００ｂｐｓ等の単位のシリアル転送
で行なわれるのに比べ、ＣＰＵ側は３２ｂｉｔ、６４ｂ
ｉｔ等のパラレル転送を数十ＭＨｚで行なうことができ
る。つまり、このような一連の動作を考えた場合、ＣＰ
Ｕのパフォーマンスをいくらあげても、モデムの通信速
度が全体のパフォーマンスのボトルネックとなってしま
い実際のユーザーに対する体感速度に寄与できない。
それならば、ＣＰＵのＣＬＫ周波数を、あらかじめ計算
されたユーザーに対する体感速度に影響を及ぼさない程
度のＣＬＫ周波数に落としてしまおうというのが、本ア
イデアである。

【０１３１】図２０の表１１１においてダイナミック
パワーセーブでも本自動温度制御方式と同じく各要因ご
とに最大ＣＬＫ周波数と最低ＣＬＫ周波数を設定できる
ようになっていたが、この場合の最大ＣＬＫ周波数はＣ
ＰＵのパフォーマンスが寄与する割合が飽和する点であ
るといえる。（前述のように最大ＣＬＫ周波数のみを設
定するようにしてもよい）これと同じく自動温度制御に
おいても図２４の通信中１３５のＣＬＫ周波数をＣＰＵ
の温度限界ではなく、ＣＰＵのパフォーマンスが寄与す
る割合が飽和するＣＬＫ周波数としてもよい。本実施例
はＲＳ−２３２Ｃ、ＦＤＤを例に記述しているが、ここ
で述べた方式を、ＲＳ−２３２Ｃ、ＦＤＤばかりでなく
ＣＤ−ＲＯＭやＨＤＤ、セントロなどのＩ／Ｆを経由す
る機器（プリンタ他）等の他のデバイス一つ一つに応用
することで全体的なパフォーマンスを落とす事なくパワ
ーセーブ、温度制御を行なうこともできる。このことは
本発明に於て重要なポイントのひとつである。

【０１３２】（ｃ）．ＷＩＮＤＯＷＳ中マウスを動作し
続けた時などの場合 さて上記２種類の場合以外にどうしてもＣＰＵの温度限
界に達してしまう場合がある。それは、ＷＩＮＤＯＷＳ
中マウスを動作し続けた時や、キーボード入力を連続で
行なうことでＣＰＵが最高速で動作し続けた場合であ
る。又、ＳＴＥＰ５２でユーザーが動作モードをノーマ
ルモードに設定し、ＣＰＵに対して最速動作を要求した
場合も同様である。いままでは、従来技術の項で述べた
ように、温度センサーかもしくは温度センサーを持た
ず、ある一定時間のＣＬＫ周波数の高周波数と低周波数
の割合から温度上昇カーブを推定して現在の温度を知る
ことでＣＬＫ周波数を制御していた。本発明ではＳＴＥ
Ｐ５３で得られた温度を基にＣＬＫ周波数をきめ細かく
制御する。この場合については次のパラーメータ設定部
９で詳細に説明する。

【０１３３】図１において、キーボードコントロール部
２２から出力される信号１５（もしくはＣＰＵがキーボ
ードコントロール部２２をアクセスしたことを示す信号
の場合もある）や、マウス、ＦＤＤ等表１１０、１１４
に示した各要因をコントロールするＩ／Ｏコントロール
部２５から出力される信号（もしくはＣＰＵがＩ／Ｏコ
ントロール部２５をアクセスしたことを示す信号の場合
もある）等に基づいて、要因検出部１０では上記の各場
合に最適なコントロール信号（周波数切り換え信号１３
０、１３１など）をＣＬＫ制御部１１に出力することで
ＣＰＵ１のＣＬＫ１３を制御する。

【０１３４】（３）．パラメータ設定部９ パラメータ設定部９ではステップ５３で行なわれる温度
チェックで得た温度と、各条件によるパラメータの設定
値及び要因検出部１０からの要因によってＣＬＫ制御部
１１に対してコントロール信号を出力する。温度チェッ
クの方法は、ステップ５３で述べたようにセンサーを用
いないで、あらかじめ決められた一定時間（たとえば５
分）のあいだで、ＣＬＫ周波数を監視しその平均的なＣ
ＬＫ周波数から現在の温度上昇値を推定し、５分後のＣ
ＬＫ周波数を決定するなどの方法もある（本発明はこの
場合にも有効である）。

【０１３５】しかし、ここでは環境温度等に対応可能な
センサーを用いる方法である図１に沿って説明する。温
度チェックは図１のＡ／Ｄコンバータ５からの出力信号
１２によって判断される。サーミスタ３は温度によって
抵抗値が変化する。そこで、電源電圧Ｖｃｃ６が、温度
によって変化するサーミスタ３の抵抗値と抵抗４で分圧
されＡ／Ｄコンバータ５に入力される。Ａ／Ｄコンバー
タ５で電圧がデジタル値（本実施例では３ビット）に変
換され、出力信号１２としてメモリ・ＣＰＵコントロー
ル部７内のパラメータ設定部９に出力される。

【０１３６】パラメータ設定部９でＣＬＫ制御部１１を
コントロールするのは、前述の（２）の（ｃ）に示した
ようにＣＰＵを連続的に最大ＣＬＫ周波数で動作させた
場合でＣＰＵが温度限界に近付いた場合である。従来
は、ＣＰＵの温度限界でＣＬＫ周波数を単純に落とすこ
とによってＣＰＵの表面温度を下げていたが、本発明で
は更に１歩踏み込んで温度制御を行なう。

【０１３７】本実施例のパラメータ設定部９では、数段
階の温度を設定しその温度によって最大ＣＬＫ周波数を
落とす。従って、温度によって要因検出部１０で設定さ
れた最大ＣＬＫ周波数に対し制限をかけることになる。

【０１３８】図２５に温度によって最大ＣＬＫ周波数を
設定する表を示した。この表でＣＰＵ温度によってＣＰ
Ｕ１の最大ＣＬＫ周波数が決定される。実際には、ＳＴ
ＥＰ５１で得られるＣＰＵタイプ（図１ではＴＹＰＥ１
４に相当する）によって、ＳＴＥＰ５３で得られる各温
度設定（ＣＰＵ温度の場合やケース内温度の場合もあ
る）に対応するＣＰＵの最大ＣＬＫ周波数をＢＩＯＳで
設定する。図２５でＣＰＵ温度が７０℃の場合、要因検
出部１０で図２１の表１１５に基づいて最大ＣＬＫ周波
数が５０ＭＨｚに設定されていてもパラメータ設定部９
によって強制的に４０ＭＨｚにＣＬＫ周波数を落とす。
本実施例のＣＰＵ１の温度規格を守る最大連続動作Ｃ
ＬＫ周波数は３３ＭＨｚなので、ＣＰＵ１の温度限界８
０℃に近付いたとき（ここでは７５℃）には３３ＭＨｚ
にＣＬＫ周波数を落し連続動作でもＣＰＵ１の温度規格
を守るようにする。 又、ユーザーが環境を機器保証外
で使用することも考慮し、温度限界８０℃の場合では更
にＣＬＫ周波数を落とす機能も有する（図２５では２５
ＭＨｚにしている）。

【０１３９】実際の温度上昇カーブを図２６に示した。
図２６で、ポイント１４０においてＣＰＵの温度が６５
℃に達する。そうすると要因検出部１０及び動作モード
設定部８の両方からの各周波数切り換え信号１３０、１
３１、１３７のＡＮＤ信号である周波数切り換え信号１
２２が’Ｈ’の途中でもＣＬＫ周波数１３２は５０ＭＨ
ｚから４５ＭＨｚに落ちる。キーボード入力がなくアイ
ドル状態が続くと図２６のように温度も徐々に低下する
ので、再びＣＰＵが動作する時には５０ＭＨｚで動作す
ることができる本実施例では、温度によって最大ＣＬＫ
周波数を制御する例を示したが、他に温度によって表１
１４の各要因による時間設定をかえる方法もある。尚、
さきに述べた電圧可変型ダイナミック温度制御の場合
は、温度によってＣＬＫ周波数ばかりでなく電圧も下げ
ることも可能である。

【０１４０】又、ケースに強制空冷手段として空冷ファ
ンを設けた場合、本ステップにおいて空冷空冷ファンの
回転数を制御する事ができる。従来でも、空冷ファンの
回転数を環境温度で変化させる例はあったが、本発明で
は、自動温度制御に空冷ファンの制御を加えることでよ
り緻密な温度制御を行うことができる。

【０１４１】その一実施例では以下の順で制御される。 ．温度上昇し温度限界に近付くまで自動温度制御を行
う。この場合最大ＣＬＫ周波数は変化させないので通常
使用でのパフォーマンスの低下はない。空冷ファンは必
要ないので停止する。

【０１４２】．温度限界に近付いたとき 自動温度制御はそのまま継続。最大ＣＬＫ周波数は変化
させない。空冷ファンを回転し温度によって回転数を制
御する。

【０１４３】．更に温度限界に近付いたとき 自動温度制御はそのまま継続。最大ＣＬＫ周波数を落と
す。空冷ファンを回転し温度によって回転数を制御す
る。

【０１４４】本例では従来のように温度により一律に空
冷ファンの回転数を落とすのに比べ、オフィスに許され
る騒音と、ケースの大きさによって決定される空冷ファ
ンに合わせて詳細にシステムを構築できる。その結果、
ワープロなどのようにＣＰＵパワーを殆ど使用しないア
プリケーションソフトウェアの場合空冷ファンの騒音に
悩ませられる事なく操作でき、又ノートパソコンに装着
されるような非力な空冷ファンであっても限界温度を越
えた場合の温度制御手段を別に持つことにより、その空
冷ファンの効果を最大限に利用する事ができる。空冷フ
ァンがあれば前述のノーマルモード時の動作時間をより
延ばすことができるのはもちろんである。

【０１４５】（４）．ＣＬＫ制御部１１ ＣＬＫ制御部１１ではいうまでもなく、動作モード設定
部８、パラメータ設定部９、要因検出部１０からのコン
トロール信号に基づいてＣＬＫ１３の周波数を制御する
ブロックである。

【０１４６】５．ステップ５５ ユーザーはパワースイッチをＯＦＦにする。

【０１４７】以上が、本発明の温度制御方法であり、Ｃ
ＰＵのタイプ、ユーザーによる動作モードの設定に基づ
き、温度とソフトウェアの動作条件、種類によってＣＰ
Ｕの温度を細かく制御する。

【０１４８】尚、いままでの説明は分かりやすくするた
めにある要因からＣＬＫ周波数を制御する方法に限定し
たが、他にインタラプト中に限り高速動作する手段等他
の手段を組み合わせることも可能である。又、アドレス
バスやメモリアドレスを監視することでプログラムのル
ープ性を認識しアイドル状態を検出する手段も本発明に
取り入れることもできる。この場合、図２０表１１０の
内メインメモリの要因に本条件を加えると、計算中と単
純連続ループを判別できより詳細に温度制御可能とな
る。

【０１４９】本発明は、従来の方法と異なり、あらゆる
点でパフォーマンスを落とす事なく温度を制御する工夫
がされており、かつＣＰＵが何段階にもアップグレード
される場合にも有効である。本発明によって、従来不可
能であると思われた放熱板と空冷ファン等の強制的な空
冷手段を必要とするＣＰＵをノートパソコンに使用する
事ができる。現在、ＣＰＵはテクノロジーの進歩によっ
てチップサイズの縮小化、電源電圧の低下が行なわれて
いる。ソフトウェアはＣＰＵの処理スピードが速くなれ
ばなるほど、実際にＣＰＵが処理している時間は少なく
なっていく。ＣＰＵがこの先、進歩すればするほど処理
スピードが速くなるので、よりいっそう従来のソフトウ
ェアがＣＰＵを実際に使用する割合は少なくなる。本発
明はこのことに注目して発明されているため将来に渡っ
ての継続性を有する。

【０１５０】本発明は、ノートパソコンを例として述べ
たが、より小型のサブノートタイプ、パームトップタイ
プ、ハンドグリップタイプ、の情報機器においても応用
可能であるばかりでなく、環境問題で問題になるデスク
トップ型のコンピュータの消費電力低減にも応用可能で
ある。デスクトップ型に応用する場合は、本発明に空冷
ファンの回転制御を加えることでより実現的な制御を行
なうことができる。

【０１５１】又、本実施例ではおもにＣＰＵの消費電力
をＣＬＫ周波数を制御する事で行なう例を述べてきたが
本発明はそれに限定されるものではない。例えば、ＣＰ
Ｕの動作ブロックをソフトウェアの必要とするブロック
だけ動作するように制御できるのが一番よい。数値演算
プロセッサ部などその機能を使用するアプリケーション
が必要なときだけそのブロックにＣＬＫ信号を供給すれ
ばよい。

【０１５２】将来的には、本発明をベースにソフトウェ
アとＣＰＵの各ブロック動作が密接に連携できるよう、
ソフトウェア、ＣＰＵを改良することによってよりパフ
ォーマンスの高いＣＰＵをより小型の情報機器に使用す
ることができる。

【０１５３】又、前述のように、内部にＰＬＬをもつＣ
ＰＵでＣＰＵのＣＬＫ周波数を変化させるとＰＬＬの安
定時間待たなければならないような場合は、ＣＰＵコア
のみのＣＬＫを停止させる信号を持ち、その信号を一定
周期で所定時間ＣＰＵに入力することで見かけ上のＣＬ
Ｋ周波数を落とす方法もある。本発明は、ＣＰＵタイプ
を判別する手段も有しているので、そのＣＰＵにあった
手段で温度制御を行うことができる。ＣＰＵコアのみの
ＣＬＫを停止させる信号をリアルタイムにコントロール
することで見かけ上、前記詳細説明のＣＬＫ周波数を変
化させる手段と同一の効果を得ることができる。このこ
とは、設計上外部ＣＬＫ周波数を今以上、上げるのが難
しい現在の状況下に於て、ＣＬＫ周波数をＰＬＬ等によ
り逓倍化し内部のみＣＬＫ周波数をあげたＣＰＵに対し
ても本発明が有効であることを示しており本発明の重要
なポイントの１つである。

【０１５４】＜実施例２＞実施例１に基づき、より具体
化した例を実施例２として説明する。実施例２における
情報処理装置は実施例１と同じく図３に示すブロック図
と同様な構成をもつパーソナルコンピュータ（以下パソ
コン）である。本パソコンは図１１のＳＴＰＣＬＫ８３
に相当する信号でＣＰＵコア８０のＣＬＫを定期的に停
止することでＣＰＵの消費電力を下げると共に発熱を防
止する機能を有している。その機能は大きく２つに分類
される。第１は前述したノーマルモードである。本パソ
コンは図２８に示すような、各コンパレータ１５１の出
力信号Ｈ０〜Ｈ３によってＣＰＵの表面温度を推定し各
値によってＣＰＵコア８０のＣＬＫを定期的に停止す
る。第２は自動温度制御である。自動温度制御は実施例
１で説明した方法と同様の機能を有している。本パソコ
ンでは、自動温度制御をポップアップメニューによりＯ
Ｎ／ＯＦＦすることが可能である。自動温度制御がＯＮ
でもコンパレータ１５１の出力信号Ｈ０〜Ｈ３によって
ＣＰＵコア８０のＣＬＫを定期的に停止する機能は有効
である。

【０１５５】はじめに本パソコンのＣＰＵ表面温度検出
部について説明する。図２７はＣＰＵモジュール２の外
形図でありＣＰＵ１がついていない裏面から見た図であ
る。本ＣＰＵモジュール２は処理能力の異なるＣＰＵを
ＣＰＵ１として実装可能でありユーザーはＣＰＵモジュ
ール２を交換することでパソコンの処理能力のグレード
アップを図る事が可能である。図２８にＣＰＵ温度検出
部の回路図を示す。サーミスタ３はＣＰＵの温度限界に
よって決定される抵抗Ｒ４（１４６）と共に図２７に示
すようＣＰＵモジュール２の中央部に実装される。その
近傍にはＣＰＵの温度をより反映させやすくするため穴
１４１も設けて有る。サーミスタ３は穴１４１の中すな
わちＣＰＵ１の裏面に直接接続してもよい。ここではユ
ーザーが取り付けるので壊れにくくする為と、部品の取
付の安易さから基板にサーミスタ３を実装する例をあげ
た。ＣＰＵの裏面は的確に表面温度を反映する為サーミ
スタ３は裏面の中央部に実装している。ＣＰＵの表面温
度はＣＰＵモジュール２の裏面に伝わりサーミスタ３に
感知される。図２８において抵抗Ｒ０（１４５）と、Ｃ
ＰＵモジュール２に実装される温度検出部１４７すなわ
ちサーミスタ３の抵抗値＋Ｒ４（１４６）でＶｃｃが分
圧されコンパレータ１５１の＋側に加わる。サーミスタ
３は温度で抵抗値が変化するため、必然的に分圧された
電圧も温度によって変化する。

【０１５６】ここでＲ４（１４６）がなぜ必要かを説明
する。ＣＰＵモジュール２に実装されるＣＰＵ１はいく
つかの種類が考えられるため、各々の温度限界値が異な
る事が考えられる。あらかじめ特性のわかっているＣＰ
Ｕの場合、実施例１の方法でＣＰＵの種類を知り温度制
御用のパラメータを変更することができるが、わかって
いないＣＰＵの場合対応できなくなる。そこでＲ４（１
４６）をＣＰＵの温度限界に合わせて変更する事で電圧
の微調整を行って同一パラメータで制御を行う。又、Ｃ
ＰＵのＡＣ特性を満たすため限定条件として限界温度幅
が規定される事もありこの場合にもＲ４（１４６）があ
れば柔軟に対応できる。Ｒ４（１４６）を設ける事は本
発明のポイントの１つである。

【０１５７】このように分圧された温度が反映された電
圧値は、各設定温度に対応された電圧値と比較されその
大小で’Ｈ’か’Ｌ’が出力される。たとえばＨ３では
抵抗Ｒ１（１４８）と抵抗Ｒ２（１４９）の分圧比がＨ
３の設定温度をあらわす基準電圧としてコンパレータ１
５１のー側に加わる。この基準電圧よりも、＋側に加わ
る電圧が上回る場合にＨ３に’Ｈ’が出力される。他の
温度設定値も同様であり、Ｈ２の場合はＲ１とＲ３（１
５０）の分圧比が基準電圧となる。以上の方法により各
温度Ｈ０〜Ｈ３のどの温度にＣＰＵ１の表面温度が達し
たか知る事が出来る。尚、Ｈ０に関しては後に説明する
実施例３で使用するだけで実施例２では使用しない。

【０１５８】図３０にノーマルモード時の温度上昇カー
ブを示す。本パソコンは設定温度Ｈ１（１６０）に達す
るまでは１００％で動作し、Ｈ２（１６１）に達するま
では９０％で動作する。又、Ｈ３（１６２）に達すると
パソコンがどのような動作環境にあってもかならず温度
がさがるようなスピードである５０％に制限される。実
際には、各段階ごとに設定するスピードはＣＰＵ１によ
ってなるべくパフォーマンスを損なわないよう決定され
る。

【０１５９】本実施例２ではＨ１〜Ｈ３の３段階で動作
スピードを制限しているがＣＰＵ１によってはＨ３（１
６２）のみでスピード制限をかけることも可能である。
Ｈ３（１６２）のみで制限をかける例として実際のアプ
リケーション動作中の温度上昇カーブを図３１に示す。
図３１に示すように実際の動作ではＣＰＵ１は常にフル
稼働するわけではなく、ＦＤＤアクセス時でＨＯＬＤが
ＣＰＵ１に入った時や、メモリ、ＩＯアクセス時等には
稼働率が落ち、従って温度も下がる。実際に温度限界９
４に達するのは、連続してＣＰＵ１を使用する計算中や
内部キャッシュで動作し続けるときなどごく限られた場
合のみである。経験的には、ＤＯＳプロンプト状態など
アプリケーションプログラムが動作していないときに温
度が上昇する傾向にあるので（例えばキー入力検出ルー
チンをＣＰＵが繰り返すこと等が要因と考えられる）、
ＣＰＵ１によってはＨ３（１６２）で制限をかけても実
際の動作中には影響を及ぼす事はない。図３１で、ＣＰ
Ｕ１はＨ３（１６２）に達するまでは１００％で動作
し、Ｈ３（１６２）に達するとスピードが５０％（この
値はＣＰＵ１による）に制限され温度が下がる。温度が
下がりＨ２（１６１）に達すると再び１００％で動作す
る。

【０１６０】本実施例２では、Ｈ３（１６２）に達した
ときにＬＥＤを消す事でユーザーに動作スピードが落ち
た事を知らせる機能を有している。これはＨ３（１６
２）のみで制限をかける場合でも同様である。ユーザー
はスピード制限がかかった事を知ることで、自動温度制
御に切り換えたり、アプリケーションプログラムのアイ
ドル検出プログラムを組み込んだり、動作環境温度を調
整したりすることができる。これは本発明のポイントの
１つである。ＬＥＤを消す回路例を図２９に示す。ＬＥ
Ｄ１５５はＲＥＤとＧＲＥＥＮの２色を別々に発光する
タイプのＬＥＤである。通常動作では、ＬＥＤＯＦＦ１
５８は’Ｈ’になっており、ＬＥＤＲ１５６によってＲ
ＥＤが、ＬＥＤＧ１５７によってＧＲＥＥＮが制御され
る。ＲＥＤとＧＲＥＥＮが両方点灯するとＯＲＡＮＧＥ
になる。本パソコンはＣＰＵ１のスピードを変更する機
能を有しており、最高速時にはＬＥＤＧ１５７だけが’
Ｈ’となりＬＥＤ１５５をＧＲＥＥＮに点灯させ最低速
時にはＬＥＤＲ１５６だけが’Ｈ’となりＲＥＤが点灯
する。中間スピード時には、ＬＥＤＧ１５６、ＬＥＤＲ
１５７が共に’Ｈ’となりＯＲＡＮＧＥが点灯する。

【０１６１】ＬＥＤＯＦＦ１５８は２つのＡＮＤゲート
１５９に接続される。図３０で温度が上昇しＨ３（１６
２）に達する点１６３でＬＥＤＯＦＦ１５８は’Ｌ’に
なり２つのＡＮＤゲート１５９の出力が’Ｌ’となるの
でＬＥＤ１５５は消灯する。温度が下がりＨ２（１６
１）に達する点１６４で再びＬＥＤＯＦＦ１５８が’
Ｈ’となり、もとに選択されたスピードを現す色に点灯
する。Ｈ３（１６２）とＨ２（１６１）を数℃の間隔に
すると、実際には温度が下降する時間は数ｍＳから数Ｓ
で下降するため、図３０のようにＨ１とＨ２を交互に行
き来するのに従ってＬＥＤが点滅するように見える。

【０１６２】次に、ＳＴＰＣＬＫ８３を利用したスピー
ド制御について具体的に説明する。実施例１、３でも共
通の方法でスピード制御を行う事が出来る。図３３に波
形を示した。実施例１のＳＴＰＳＬＫ８３に相当する信
号をＳＴＰＣＬＫＮ１６５として示す。ＳＴＰＣＬＫＮ
１６５は図１のメモリ・ＣＰＵコントロール部７から図
３３に示すようにパルス波形で定期的にＣＰＵ１に出力
される。その１サイクルを拡大したのが図３２である。
ＳＴＰＣＬＫＮ１６５がＣＰＵ１で認識されるとＣＰＵ
１は内部ＣＬＫ１６９を止める際に必要な処理を行った
後、アドレスバスとステータス信号１６７にＳＴＰＣＬ
Ｋステータスを出力すると共に、アドレスストローブで
あるＡＤＳＮ１６６を’Ｌ’にする。そして、メモリ・
ＣＰＵコントロール部７はＡＤＳＮ１６６によってＣＰ
Ｕ１が内部ＣＬＫ１６９を止める準備ができたと判断し
ＲＤＹＮ信号１６８を’Ｌ’とする。ＣＰＵ１はＲＤＹ
Ｎ１６８をＣＬＫ６８の立ち上がりでサンプルしそこか
ら内部ＣＬＫ１６９を止める。一定期間ＳＴＰＣＬＫＮ
１６５を’Ｌ’にした後再度ＳＴＰＣＬＫＮ１６５を’
Ｈ’にするとＣＰＵ１は再たび内部ＣＬＫ１にＣＬＫを
供給すると共に必要な処理を行った後、通常動作に復帰
する。上記の方法を用い、ＳＴＰＣＬＫＮ１６５の’
Ｈ’の期間と’Ｌ’の期間を可変にすることでＣＰＵ１
のスピードを自在に変える事が可能である。

【０１６３】通常、図３４に示すようにＣＬＫ６８はＳ
ＴＰＣＬＫＮ１６５が’Ｌ’の期間も周波数を変化させ
ない。それはＣＬＫ６８を変化させると実施例１で述べ
たようにＰＬＬ８２の安定期間分パフォーマンスを損な
うからである。しかしＰＬＬ８２の安定期間は１ｍＳ程
度なので、ある程度パフォーマンスを損なっても支障が
ない場合、ＣＬＫ６８をＳＴＰＣＬＫＮ１６５を’Ｌ’
にするのと同時に周波数を落としてやればＣＬＫ６８の
周波数を変化させない場合に比べ消費電力をよりいっそ
う落とす事が出来る。その例を図３５、３６に示す。図
３６では、ＳＴＰＣＬＫＮ１６５を定期的に’Ｌ’に落
とし、その’Ｌ’の期間ＣＬＫ６８の周波数も落とす例
を示している。又、図３６を一部拡大したのが図３５で
ある。ＣＬＫ６８の周波数を変化させた場合、ＳＴＰＣ
ＬＫ１６５を立ち上げる場合はＰＬＬの安定期間Ｔｐ１
７０を経てから上げる点に注意する。ＰＬＬの安定期間
Ｔｐ１７０はＣＰＵ１によって時間を設定可能になって
いる。

【０１６４】本例では、ＣＬＫ６８の周波数を落として
消費電力を落とす方法を述べたが、更に消費電力を落と
すためには、ＣＰＵ１の出力バッファをハイ・インピー
ダンスにする信号をＳＴＰＣＬＫＮ１６５が’Ｌ’の期
間入力すればよい。そうすれば、出力バッファが外部デ
バイスを駆動する電力もセーブすることができる。タイ
ミングとしては、図３２でＲＤＹＮ１６８をＣＬＫ６８
の立ち上がりでたたく点からＳＴＰＣＬＫＮ１６５を’
Ｈ’にするまで、すなわち内部ＣＬＫ１６９が停止して
いる期間にＣＰＵ１に入力する。ＣＰＵ１の出力バッフ
ァをハイ・インピーダンスにする信号はＣＰＵ１のグレ
ードアップを目的として本来ＣＰＵに備わっていること
が多い（高性能のＣＰＵを追加した時、元のＣＰＵの出
力をハイ・インピーダンスにして、元のＣＰＵを殺す
為）。無論ＣＰＵ外部に出力をプルアップする回路を設
けても良い。

【０１６５】以上が実施例２の説明である。自動温度制
御に切り替わっても、上記の温度検出の動作は同じなの
で要因が発生したときの最大周波数は温度によって制限
される。このように統一的な制御にする事で制御回路を
簡素化できる。

【０１６６】＜実施例３＞実施例１、２ではノーマルモ
ードと自動温度制御モードをユーザーがポップアップメ
ニューなどで切り換える例を示した。ユーザーがアプリ
ケーションによって両モードを切り換えるにはある程度
のプログラムの知識が必要である。そのため一般ユーザ
ーにはどちらのモードで使用していいのかわからない場
合がある。そこで実施例３で両モードを自動的に切り換
える例を示す。

【０１６７】図３７に温度上昇カーブを示す。本実施例
ではＨ１（１６０）を使用せずＨ０（１７０）、Ｈ２
（１６１）、Ｈ３（１６２）を使用する。まず、電源投
入時はノーマルモードで立ち上がる。次にＨ３（１６
２）に温度が達する点１７１で実施例２で示したように
温度が下降してＨ２（１６１）に達する。そしてＨ３
（１６２）まで再び上昇するというように上昇、下降を
繰り返す。この期間（Ｈ３とＨ２の間に温度がある期
間）がｔ１（１７５）を越える点１７２で動作モードが
自動温度制御モードに切り換わる。長時間のＣＰＵ１内
部での計算中は要因が発生しないため動作スピードは最
低速に固定され、温度は急激に低下しＨ０（１７０）を
越えて最低速時のカーブ１７７に乗って下がっていく。
ここでＨ０の設定ラインである１７０以下に温度が保た
れる期間ｔ２（１７６）が経過する時間１７４になると
再び動作モードがノーマルモードへ切り換わる。このよ
うに、ノーマルモードと自動温度制御モードが切り換わ
る事で長時間の計算時もスピードをあまり落とさずに実
行できる。

【０１６８】図３７は長時間計算時の例を述べたが、他
のケースでは以下のようになる。１つ目のケースはソフ
ト的なアイドル検出プログラムが組み込まれていたとき
の場合である。この場合、立ち上げ時にはノーマルモー
ドであるが、図３１に示した実際の温度波形よりも更に
低温側で温度カーブが推移するので実際にＨ３に到達す
る１６２のラインに達する事はまれである。ｔ１を比較
的長く設定すれば自動温度制御モードにはほとんど切り
替わらない。次は、ソフト的なアイドル検出プログラム
が組み込まれていない場合やあまり効果がない場合で、
長時間の計算がほとんど行われない場合である。ユーザ
ーがアプリケーションプログラム等で行う通常動作は、
ほぼこのケースに該当する。この場合、ノーマルモード
では、一度Ｈ３のライン１６２に達すると、いざＣＰＵ
のフルパワーが必要な場合に、１００％のスピードで動
作することが出来なくなる。それに対して本実施例３で
は、１７２のポイントで自動温度制御に切り換わるため
通常の動作はほとんど１７２と１７３の間で行われる。
又、実際プログラムが動作しているときは、ライン１７
０を下回るｔ２の時間も短い（つまり多少の温度上昇を
伴う）ので、ノーマルモードにはほとんど切り替わらな
い事になる。

【０１６９】以上のように両モードを自動的に切り換え
れば、あらゆる場合でもパフォーマンスをあまり損なう
事無く動作することが出来る。ｔ１をｔ２に対して大き
くとれば、長時間計算時のパフォーマンスの低下はなく
なっていくが、短期的なスピードダウンがｔ１の期間存
在してしまう。そこでｔ１、ｔ２を自由に設定できるよ
うにしプログラムによって切り換えてもよい。

【０１７０】以上の機能によりユーザーに分かりやすい
システムを提供できる。

【０１７１】

【発明の効果】以上述べたように本発明の情報処理装置
は、連続動作を続けると発熱によって熱暴走してしまう
くらいの処理能力をもったＣＰＵを、その処理能力を損
なう事なくまた発熱による熱暴走を起こすことのないよ
うに温度制御することによって使用可能にする。結果的
に、本来大型の放熱板を有するＣＰＵを放熱板を取るこ
とで携帯型のノートパソコンに装着することができる。

【０１７２】また特に携帯型のノートパソコン等におい
て、グレードアップされるＣＰＵに応じて最適な発熱コ
ントロールを行うことを可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のブロック図。

【図２】 ＣＰＵの表面にセンサーを付ける方法の実施
例を示す図。

【図３】 本発明の情報処理装置のブロック図。

【図４】 ＣＰＵモジュールの実装形体図。

【図５】 ノートパソコンの基板の外形図。

【図６】 本発明のフローチャート。

【図７】 ＰＧＡ形状のＣＰＵの外形図。

【図８】 ＣＰＵをグレードアップする場合の一例を示
す図。

【図９】 ＣＰＵモジュールの簡略化した回路図。

【図１０】 ＣＰＵのＣＬＫタイプ別の内部ブロック
図。

【図１１】 ＣＰＵのＣＬＫタイプ別の内部ブロック
図。

【図１２】 ＣＰＵのＣＬＫタイプ別の内部ブロック
図。

【図１３】 ＣＰＵの表面温度上昇カーブを示す図。

【図１４】 ＣＰＵの表面温度上昇カーブを示す図。

【図１５】 本発明でのＣＰＵの表面温度上昇カーブを
示す図。

【図１６】 環境温度の違いによる温度上昇カーブを示
す図。

【図１７】 環境温度の違いによる温度上昇カーブを示
す図。

【図１８】 ＣＰＵの違いによる温度上昇カーブを示す
図。

【図１９】 ＣＰＵの違いによる温度上昇カーブを示す
図。

【図２０】 Ｉ／Ｏポートを示す図。

【図２１】 自動温度制御の為のＩ／Ｏポートを示す
図。

【図２２】 ダイナミックパワーセーブの動作波形を示
す図。

【図２３】 電圧可変型ダイナミックパワーセーブの動
作波形を示す図。

【図２４】 自動温度制御時の周波数切り換え波形を示
す図。

【図２５】 温度によって最大ＣＬＫ周波数を設定する
図。

【図２６】 実際の温度上昇カーブを示す図。

【図２７】 ＣＰＵモジュールの実装形体図。

【図２８】 温度計測部回路図。

【図２９】 ＬＥＤ制御の回路図。

【図３０】 実施例２の温度上昇カーブ。

【図３１】 実際の温度上昇カーブ。

【図３２】 ＳＴＰＣＬＫＮのタイミング波形。

【図３３】 ＳＴＰＣＬＫＮの波形。

【図３４】 ＳＴＰＣＬＫＮの波形。

【図３５】 ＳＴＰＣＬＫＮの波形。

【図３６】 ＳＴＰＣＬＫＮの波形。

【図３７】 実施例３の温度上昇カーブ。

【符号の説明】

１・・・ＣＰＵ ２・・・ＣＰＵモジュール ３・・・サーミスタ ４・・・抵抗 ５・・・Ａ／Ｄコンバータ ６・・・電源電圧Ｖｃｃ ７・・・メモリ・ＣＰＵコントロール部 ８・・・動作モード設定部 ９・・・パラメータ設定部 １０・・・要因検出部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−143195（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−354009（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−126131（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−202217（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−224772（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−83720（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−260517（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−155918（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−171813（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−62109（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−11897（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 1/04 G06F 1/08 G06F 1/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＰＵと、 該ＣＰＵを包むケースと、 該ＣＰＵを保持する基板と、 該ＣＰＵ、該ケースの内部、および該基板の少なくとも
   一つの温度を検出する温度計測部と、 該ＣＰＵに第１のＣＬＫおよび第２のＣＬＫのどちらか
   を与えるコントロール部と、 を備えた情報処理装置であって、 該第１のＣＬＫの周波数は該第２のＣＬＫの周波数より
   低く、 該コントロール部は、 該ＣＰＵを該第１のＣＬＫで駆動する第１のモードと、 該少なくとも一つの温度が第１の温度に達した場合に該
   ＣＰＵへのＣＬＫを停止しするとともに該少なくとも一
   つの温度が第２の温度に達した場合に該ＣＰＵに該第２
   のＣＬＫを与える第２のモードと、を有し、 該第２の温度は該第１の温度より低く、 該コントロール部はさらに、 該第２のモードが少なくとも第１の期間続いた場合に第
   １のモードを開始し、 該第１のモードが少なくとも第２の期間続いた場合に第
   ２のモードを開始する、 情報処理装置。
2. 【請求項２】 第３の温度は前記第２の温度より低く、 前記コントロール部は、 該少なくとも一つの温度が該第３の温度から該第２の温
   度に達した時点から該第１の期間該第２のモードが続い
   た場合に、該第２のモードから該第１のモードに変更
   し、 該少なくとも一つの温度が該第２の温度から該第３の温
   度に達した時点から第２の期間該第１のモードが続いた
   場合に、該第１のモードから該第２のモードに変更す
   る、 請求項１記載の情報処理装置。