JP3419784B2 - 電圧スケーリングと周波数スケーリングの両方を通じて電力消費量を削減する装置および方法 - Google Patents

電圧スケーリングと周波数スケーリングの両方を通じて電力消費量を削減する装置および方法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 1.発明の分野 本発明は電子装置の分野に関する。詳細には、本発明
は、電圧スケーリングおよび周波数スケーリングを通じ
て電子装置による電力消費量を削減することに関する。
2.発明に関する従来技術の説明 過去数年のうちに半導体技術はかなり進歩しており、
高い周波数で動作し、追加機能または拡張機能、あるい
はその両方をサポートする改良された電子装置が開発さ
れている。このような進歩のために、ハードウェア製造
業者はより高速でより精密なハードウェア製品（たとえ
ば、コンピュータ、周辺装置など）を設計し作製するこ
とができるが、主としてバッテリ駆動のラップトップ・
コンピュータまたはノート形コンピュータで経験される
欠点も生じている。特に、このような改良された電子装
置は、従来の世代の電子装置よりも多くの電力を消費
し、副産物としてより多くの熱を散逸させる。
現代のバッテリ駆動ラップトップ・コンピュータでは
電力消費量の削減が重要であることがよく知られてい
る。これは、そのような削減によってバッテリの寿命が
延びるからである。現在、ラップトップ・コンピュータ
の電力消費量を削減する１つの主要な技法は、１つの電
子装置、すなわち中央演算処理装置（「CPU」）に供給
されるクロッキング信号の周波数を低減することであ
る。この技法（本明細書では「周波数低減」と呼ぶ）は
通常、平均動作周波数が低減するように、CPUに供給さ
れるクロッキング信号（すなわち、CPUクロック）を分
割し、あるいは短い時間間隔の間クロッキング信号を停
止することによって行われる。
第１図を参照すると、従来型の周波数低減技法に基づ
いて電子装置によって実現される電力節約を示すグラフ
が示されている。周知のように、電子装置は一般に、特
定の電力範囲内で動作するように設計される。この周波
数範囲10は点Ａと点Ｂの間として表されている。この場
合、点Ａは電子装置が動作するのに必要な最小周波数を
表し、点Ｂは電子装置がサポートできる最大周波数を表
す。理論的には、電力は、この図に示すように周波数に
正比例する。したがって、点ＣおよびＤによって示した
ように、電子装置の動作周波数を10％低減すると、総電
力消費量がP1からP2へ10％削減される。もちろん、大部
分のハードウェア製品は、電力を消費するが周波数から
は独立した電子装置（たとえば、コンピュータ・システ
ムのディスプレイ）を備えているので真の電力節約が周
波数低減に厳密に比例するわけではない。
この従来型の周波数低減技法は多数の欠点を有する。
１つの主要な欠点は、あるタスクを実行するときに周波
数低減を受ける電子装置が必要とするエネルギーの量は
一定のままであるので、周波数低減ではバッテリの寿命
の節約が最小限であることである。いくつかの状況で
は、ラップトップ・コンピュータなどの製品内の周波数
依存装置と周波数独立装置との間の選択された構成に応
じて、周波数低減がバッテリ寿命の節約に悪影響を与え
ることがある。これは主として、電子装置が低い周波数
で動作するが、タスクを完了するために余分の動作時間
を必要とするからである。そのため、この余分の動作時
間のために、製品内の周波数独立装置は、場合によって
は、電子装置の動作周波数を低減することによって実現
されるエネルギー節約量を超えるエネルギーを消費す
る。
したがって、それほど性能を低下させずに電力消費量
を効果的に削減することができ、任意のタイプの電子装
置、特にマイクロプロセッサが使用することのできる、
電力制御回路を作製し、かつ電力消費量低減技法を開発
することが望ましい。
この電力制御回路から与えられる他の利点は、最悪ケ
ース条件が生じた場合に機能するように電子装置を構成
するのではなく、電力の影響を受けやすいハードウェア
製品内で全周波数、全電圧電子装置の実装が推進される
ことである。その代わりに、電子装置は、その時点での
様々な条件に基づいて電子装置自体を動的に構成するよ
うに、電圧スケーリングおよび周波数スケーリングに依
存する。したがって、電子装置に実装する部品の全体的
な性能が向上する。
他の利点は、特定の電圧および動作周波数を有するよ
うに較正された電子装置を不要にし、電子装置で経験さ
れるそのときの条件に基づいて電子装置の電圧および周
波数を動的に較正することによって、企業がラップトッ
プ・システムとデスクトップ・システムのどちらか専用
の電子装置の在庫を削減できるようになることである。
発明の簡単な概要 本発明は、電力制御回路と、特に電子装置による電力
消費量を低減する技法に関する。この電力制御回路は、
コントローラと、クロック生成回路と、電源回路とを備
える。コントローラは、電力管理ソフトウェアによって
支配され、２つの条件のうちの少なくとも１つが生じた
場合に、電源回路およびクロック生成回路に、電子装置
に対して電圧スケーリングおよび周波数スケーリングを
実行するよう指示する。たとえば、第１の条件は、電子
装置の温度があるサーマル・バンドを超えたことが検出
されることである。第２の条件は、電子装置が電源オン
時間のうちの選択された割合の間アイドル状態であるこ
とが検出されることである。
図面の簡単な説明 本発明の特徴および利点は、本発明の下記の詳細な説
明から明らかになろう。
第１図は、従来型の周波数低減技法によって実現され
る理論上の電力節約を示す例示的な図である。
第2a図は、電圧と電力の間の理論上の「二乗」関係を
示す例示的な図である。
第2b図は、本発明によって行われる電圧スケーリング
および周波数スケーリングを通じて制御される電子装置
によって実現される電力節約を示す例示的な図である。
第３図は、入出力（「I/O」）コントローラと、クロ
ック生成回路と、電源回路とを含む標準コンピュータ・
システム内で使用される本発明の電力制御回路の例示的
なブロック図である。
第４図は、クロック生成回路が周波数スケーリングを
実行し、電源回路が電圧スケーリングを実行することが
できるようにする情報を記憶するために入出力コントロ
ーラ内で使用される複数のレジスタを示す例示的なブロ
ック図である。
第５図は、電圧スケーリングおよび周波数スケーリン
グを通じて電子装置による電力消費量を最適に削減する
ために本発明によって実行される動作を示す図である。
発明の詳細な説明 本発明は、電圧スケーリングと周波数スケーリングの
両方を通じて少なくとも１つの電子装置の電力消費量を
制御するシステムおよび方法について説明するものであ
る。下記の詳細な説明は、主として、本発明を全体的に
示すグラフ、ブロック図、フローチャートで提示されて
いるが、本発明を不必要に曖昧にしないように周知の回
路やプロセス・ステップについては論じない。フローチ
ャートは所望の結果に至る一連のステップを示してい
る。これらのステップは、記憶、転送、結合、比較、あ
るいはその他の方法で処理することのできる電気信号ま
たは磁気信号の形での物理的量の物理的処理を必要とす
る。
第2a図を参照すると、電圧と電力の間の関係を示す例
示的なグラフが示されている。多数の電子装置（たとえ
ば、CMOS）に有効な下記の数式１および２で指摘するよ
うに、理論的には、電力は電圧に対する「二乗」則依存
性を有し、電圧は動作周波数にほぼ比例する関係を有す
る。
数式1:電力＝Ｃ×V2×Ｆ×Act 上式で、「Ｃ」＝電子装置の総キャパシタンス、 「Ｖ」＝電子装置に供給される総電圧、 「Ｆ」＝電子装置の動作周波数 「Act」＝所与のクロック・サイクルに対して状態を
変化させる電子装置のゲートの割合である。
数式2:VαＦ。この場合、V1≧Ｖ≧V2であり、V1は電
子装置によってサポートされる最大動作電圧である。
Ｖα（ｋ×Ｆ）。この場合、V2≧Ｖ≧V3であり、
「ｋ」は、下記で定義する電圧範囲外で電圧スケーリン
グが実行されるときの１よりも小さな定数である。
数式２は線形化近似である。
したがって、数式１によれば、Ｃ×（0.90V）２×Ｆ×A
ct＝（0.81）×電力であるので、電圧の10％の低減は電
力の19％の低減を構成する。
次に第2b図を参照すると、電圧スケーリングと周波数
スケーリングの組合せを実行することにより電子装置に
よって実現される電力節約を示す例示的なグラフが示さ
れている。第１図と同様に、電子装置は、点Ａ（電子装
置の最小動作電圧）と点Ｂ（最大動作電圧）との間で定
義される電圧範囲20内で動作する。さらに、第１図と同
様に、点ＣおよびＤはそれぞれ、電力レベルP1およびP2
での電子装置の動作周波数を表す。したがって、本発明
では、（点Ｃの）電子装置の動作周波数および電圧を３
％よりもわずかに多い量だけ（点Ｄに）低減することに
よって、電子装置が消費する電力は、次式のために約10
％削減される。
Ｃ×（0.966V）２×（0.966F）×Act＝（0.901）×電力 実現される電力節約が従来型の周波数低減技法を通じ
て得られる節約にほぼ等しいことは明らかであるが、電
子装置の動作周波数は10％ではなく３％しか低減しな
い。したがって、電圧範囲20では電圧スケーリングおよ
び周波数スケーリングを行うことができるが、電子装置
に対して周波数スケーリングのみを低電圧範囲30に沿っ
て点Ａまで行うことができる。これは、低電圧範囲30内
の電圧スケーリングでは電子装置が動作不能になるから
である。
第３図を参照すると、電子装置（たとえば、マイクロ
プロセッサ）によって電力消費量を制御するためにコン
ピュータ・システム内で使用される電力制御回路の一実
施形態が示されている。電子装置は、コンピュータ・シ
ステム内の１つの主要な電力消費チップとみなされてい
るマイクロプロセッサとして示されているが、電力制御
回路は、コントローラなど他のタイプの電子装置による
電力消費量を制御することができる。
コンピュータ・システム100は、中央演算処理装置
（「CPU」）110と、システム・コントローラ120と、シ
ステム・バス130と、温度比較ロジック140と、入出力
（「I/O」）コントローラ150と、クロック生成回路160
と、電源回路170とを備える。コンピュータ・システム
に電源が投入され、ユーザがあるタスクを実行するため
にメイン・メモリ、大容量記憶メモリ装置（たとえば、
IDE装置）、または外部ディスク・ドライブからソフト
ウェア・アプリケーションを選択した後、入出力コント
ローラ150が、CPU110内に記憶されている温度管理ソフ
トウェアによって、２つの条件のうちの少なくとも一方
が生じた場合、すなわちCPU110の温度がサーマル・バン
ドを超え、あるいはCPU110が過度のアイドル時間を経験
している場合にCPU110の電圧スケーリングおよび周波数
スケーリングを行うように構成される。「サーマル・バ
ンド」は絶対ハードウェア限界（これを超えた場合は、
ただちに装置を遮断する必要がある）ならびにプログラ
ム可能なソフトウェア上限および下限で表される。ソフ
トウェア限界は温度限界を表し、この限界を超えた場合
は、「スロットリング（throttling）」（すなわち、電
圧または周波数を低減する）または「デスロットリング
（de−throttling）」が推奨される。
図のように、熱散逸結果によってCPU110のプロセッサ
・ダイ112の温度を監視し、温度がサーマル・バンドを
超えたときにそれを検出するために、プロセッサ・ダイ
112に温度検知構成要素（たとえば、サーミスタなど）1
11が結合される。温度検知構成要素111は制御線113を介
して温度比較ロジック140へアナログ信号を送る。温度
比較ロジック140はアナログ信号を受け取り、それをデ
ィジタル信号に変換する。このディジタル信号は温度制
御線141を介して入出力コントローラ150に入力される。
このディジタル信号は、アサートされると、CPU110がサ
ーマル・バンドの外側の温度で動作していることを入出
力コントローラ150に示す。その結果、入出力コントロ
ーラ150は、CPU110内のプロセッサ・ダイ112の温度を低
下させる動作を実行する必要がある。
プロセッサ・ダイ112の温度を低下させるために、入
出力コントローラ150は、入出力コントローラ150内に記
憶されているユーザが構成したプログラム可能な情報を
制御線151を介してレジスタ164に送ることによってクロ
ック生成回路160内のレジスタ164をプログラムする。こ
のプログラム済み情報は、クロック生成回路160によっ
てクロック線161を介して少なくともCPU110に供給され
るクロッキング信号のどのくらいの（通常はパーセンテ
ージ値）動作周波数を変更すべきかを示す。図に示すよ
うな一部の実施態様では、CPUシステム・バス130によっ
て使用されるクロッキング信号に入力されたクロック信
号は、CPU110（すなわち、CPCクロック）と固定関係を
もたなければならない。そのため、システム・コントロ
ーラ120およびシステム・バス130のクロッキング信号が
CPUクロックに比例して低減される。クロック生成回路1
60はレジスタ164の値を監視し、クロック線161ないし16
3を通じて転送されたクロッキング信号の周波数を適切
に修正する。
入出力コントローラ150は、動作周波数が任意の周知
の技法（たとえば、シグナリング、事前設定遅延時間な
ど）を通じて低減されたと判定した後、制御線152を介
して電源回路170への電圧修正制御信号を生成する。電
源回路170は、切換調整器171とプログラム可能調整器17
2とを含む。図示していないが、電源回路170は、電力が
コンピュータ・システム100に壁ソケットから与えられ
ているか、それともバッテリ源から与えられているかを
入出力コントローラ150に示す検知回路を含む。プログ
ラム可能調整器172は入出力コントローラ150から電圧修
正制御信号を受け取る。この信号は、プログラム可能調
整器172によって電源線173を通じてプロセッサ・ダイ11
2へ送られるCPUコア電圧の量が低減したことを示す。し
かし、切換調整器171はこの電圧修正制御信号の影響を
受けず、引き続きコンピュータ・システム100の電源プ
レーンに電力（3.3V、5V、12Vなど）を与え続ける。
したがって、速度を不釣り合いに犠牲にせずにCPU110
による電力消費量を最適に低減するためにまず、CPU110
の周波数が低減され、次いで電圧が低減される。このス
ケーリング順序のために、CPU110が故障することがなく
なる。しかし、CPU110をデスロットリングする（すなわ
ち、電圧および周波数を増大する）には、動作周波数が
増大する前にCPUコア電圧を適切に増大しておく必要が
ある。
第２の条件、すなわちCPUが過度の「アイドル」時間
を経験することは通常、コンピュータ・システム100
が、たとえば様々な従来型のソフトウェア・アプリケー
ションや文書処理プログラムなど、CPU110の最適な性能
を必要としないソフトウェア・アプリケーションを実行
しているときに生じる。したがって、CPU110が経験する
アイドル時間の量を監視することによって電力消費量を
最適に低減することができる。
Advanced Power Management（「APM」）ソフトウェ
アなどの電力管理ソフトウェアが、コンピュータ・シス
テムのメイン・メモリ内に記憶され、ユーザに対して透
過的に動作し、CPU110がアイドル状態であるか、それと
も有用な計算を実行しているかを監視することは、当技
術分野でよく知られている。CPU110がアイドル状態であ
るとき、一実施形態の電力管理ソフトウェアはHALT命令
を生成し、CPU110に停止肯定応答サイクルを生成させ
る。停止肯定応答サイクルはシステム・コントローラ12
0を通じてシステム・バス130上に伝搬する。入出力コン
トローラ150は、CPU110が停止肯定応答サイクルを生成
していることを検出すると、第４図に示したように停止
サイクル検出（「HCD」）記憶要素をセットする。その
後、電力管理ソフトウェアは定期的にHCD記憶要素を走
査し、HCD記憶要素が頻繁にセットされている場合（た
とえば、実行時間のうちの少なくとも約５％ないし10
％）、コンピュータ・システムはスロットリングされ電
圧スケーリングおよび周波数スケーリングを実行する。
そのような場合、入出力コントローラ150は、上記で第
１の条件に関して論じたのと同様に電圧スケーリング動
作および周波数スケーリング動作を実行する。
いくつかの形態は停止命令を生成せず、その代わりに
他の手段（たとえば、周波数スケーリング）によって電
力を節約する。そのような場合、HCD記憶要素155はその
ような他の手段を検出するように自明の方法で修正され
る。
次に、第４図を参照すると、入出力コントローラ150
の実施形態が示されている。入出力コントローラ150
は、HCD記憶要素155と、クロック速度（「CS」）記憶要
素156と、CPUコア電圧（「CCV」）記憶要素157とを含
む。HCD記憶要素155は好ましくは、単一ビット・レジス
タであり、CPUがどのくらい頻繁に通常の状態またはア
イドル状態になるかを動的に示す。具体的には、HCD記
憶要素155は、CPUがアイドル状態のときにセットされ、
CPUが通常の動作状態のときにリセットされる。したが
って、電力管理ソフトウェアは、HCD記憶要素155が頻繁
にセットされるときには電圧スケーリングおよび周波数
スケーリングを実行し、HCD記憶要素155が頻繁にリセッ
トされるときにはCPUを最大動作周波数および対応する
電圧に戻すよう、入出力コントローラ150に要求する。
CS記憶要素156は、CPUの周波数をスロットリングする
ために使用される周波数スルーイング（slewing）定数
を含む「ｎ」ビット・レジスタ（「ｎ」は任意の整数で
ある）として構成される。これは、周波数スルーイング
定数をCS記憶要素156からクロック生成回路のレジスタ1
64へ送ることによって行われる。同様に、CCV記憶要素1
57は、電源回路から与えられるCPUコア電圧を増分的に
スロットリングするために使用される電圧スルーイング
定数を含むように構成される。電圧スルーイング定数
は、第３図に示したように電源回路のプログラム可能調
整器へ送られる。
次に、第５図を参照すると、本発明の動作ステップを
含む例示的なフローチャートが示されている。ステップ
200で、電子装置の温度が監視され、サーマル・バンド
を超えているかどうかが確認される。所定の温度しきい
値を超えている場合、電子装置は電子スケーリングと周
波数スケーリングの両方を受けて電力消費量を低減し
（ステップ225）、あるいは課された低サーマル・バン
ドを超えている場合は、より高い電圧および周波数で動
作することができる。電子装置がサーマル・バンドを超
えていない場合、電子装置が従来型の壁ソケットから交
流電流（「AC」）電力を受けているか、それともバッテ
リ電源を通じて直流（「DC」）電力を受けているかが判
定される（ステップ205）。電子装置が従来型の壁ソケ
ットから電力を受けている場合、ステップ200による条
件が満たされていないかぎり、ステップ230に示したよ
うに、電子装置に対しては電圧スケーリングも周波数ス
ケーリングも実行されない。
あるいは、電子装置がバッテリ電源から電力を受けて
いる場合、ユーザが電子装置による電力消費量を削減す
るために２つの電力節約モードの少なくとも一方をイネ
ーブルしたかどうかを判定する必要がある。最初に検査
すべき電力モードは、このハードウェア製品が「デター
ボ・モード」であるかどうかということである（ステッ
プ210）。デターボ・モードでは、ユーザは（ユーザセ
ットアップ時に）電子装置の所望の動作周波数を選択的
に、最大動作周波数よりも低い値に設定する。これは、
ラップトップ・コンピュータでは、コンピュータ上に配
置されたスイッチを押すことによって実行することがで
きる。この電子装置を使用しているハードウェア製品が
デターボ・モードである場合、電子装置の電圧および周
波数が構成に応じて適切にスケーリングされる（ステッ
プ225）。
しかし、ハードウェア製品がデターボ・モードをサポ
ートするように構成されていない場合、ユーザが、「消
費電力非線形スロットリング」（「DNLT」）モード（ス
テップ215）と呼ばれる第２の電力節約モードをイネー
ブルしたかどうかに関する第２の判定が下される。この
モードがユーザによってイネーブルされていない場合、
ステップ200および210に関連する条件が矛盾を示してい
ないかぎり、ソフトウェアは、電子装置が経験するアイ
ドル時間の量に基づいて電子装置の電圧および周波数を
透過的に変更する（ステップ225）。DNLTモードがディ
スエーブルされている場合は、電圧スケーリングおよび
周波数スケーリングは実行されない。そうでない場合、
DNLTモードがイネーブルされ、電子装置が頻繁にアイド
ル時間を経験し、それによって、装置の全能力が使用さ
れていることが示されているときは、電子装置が最大性
能で動作するまで電子装置に対して電圧スケーリングお
よび周波数スケーリングが実行される（ステップ220、2
25）。DNLTモードがイネーブルされ、電子装置は全能力
で動作している場合、電子装置に対して電圧スケーリン
グおよび周波数スケーリングが実行されることはない
（ステップ220、230）。このプロセスが継続し、電子装
置が監視されてその性能が最適化され、特に電力消費量
が削減される。
本明細書で説明した本発明は、本発明の趣旨および範
囲から逸脱せずに、前述の実施形態とは異なる、当業者
には明白な多数の実施形態として設計することができ
る。したがって、本発明は下記の請求の範囲に関して評
価すべきである。
フロントページの続き (72)発明者 ジャクソン，ロバート・ティ アメリカ合衆国・95134・カリフォルニ ア州・サン ホゼ・カミル サークル・ 419−15 (72)発明者 セニク，ボリス アメリカ合衆国・95117・カリフォルニ ア州・サン ホゼ・ポーク レーン・ 1020 (72)発明者 マター，ユージン・ピイ アメリカ合衆国・95630・カリフォルニ ア州・フォルサム・ビッグ バレー コ ート・103 (72)発明者 ガンター，スティーブン・エイチ アメリカ合衆国・95630・カリフォルニ ア州・フォルサム・マノック コート・ 103 (56)参考文献 特開 平５−119876（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−20968（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−297993（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−121019（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 1/26 - 1/32 G06F 1/04 G06F 1/20

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電子装置で使用する電力制御回路であっ
    て、 スケーリング可能な周波数を有し、前記電子装置に動作
    周波数を与えるクロック信号を供給するクロック生成回
    路と、 スケーリング可能な電圧を有する電源信号を与える電源
    回路と、 前記電子装置の温度を監視し、その電子装置の動作温度
    が温度レベルの上限を超えたことの検出に応じて制御信
    号を出力する温度検出回路と、 前記クロック生成回路と電源回路とに接続され、 前記電子装置がバッテリ源に接続されているかあるいは
    壁ソケットに接続されているかを判断し、 前記電子装置がバッテリ源に接続されているとき、その
    電子装置の実行時間に比べたアイドル時間が予定した割
    合であるかどうかを判断し、 （ｉ）前記電子装置がアイドル時間の割合が少なくとも
    前記予定した割合である場合、又は（ii）その電子装置
    の動作温度が温度レベルの上限を超えているとき、その
    電子装置へ供給している周波数と電圧を動的にスケール
    ダウンし、 前記周波数と電圧のスケールダウンに引き続いて、
    （ｉ）前記電子装置がアイドル時間の割合が少なくとも
    前記予定した割合である場合、又は（ii）その電子装置
    の動作温度が温度レベルの上限を超えているとき、その
    電子装置へ供給している電圧を動的にスケールダウン
    し、 前記電子装置がアイドル時間の割合が少なくとも前記予
    定した割合より少ない場合、およびその電子装置の動作
    温度が温度レベルの上限を超えていないとき、その電子
    装置へ供給している周波数と電圧を維持し、 前記電子装置が壁ソケットに接続されており、かつ動作
    温度が温度レベルの上限を超えない場合前記周波数と電
    圧でその電子装置を動作させる コントローラと を備える電力制御回路。
  2. 【請求項２】少なくとも電子装置に供給され、その電子
    装置に動作周波数を与えるクロック信号の動作周波数と
    電圧をスケーリングするクロック手段と、 前記電子装置に供給される電圧をスケーリングする電力
    手段と、 前記電子装置の温度を監視し、その電子装置の動作温度
    が温度レベルの上限を超えたことの検出に応じて制御信
    号を出力する温度検出回路と、 前記クロック生成回路と電源回路とに接続され、 前記電子装置がバッテリ源に接続されているかあるいは
    壁ソケットに接続されているかを判断し、 前記電子装置がバッテリ源に接続されているとき、その
    電子装置の実行時間に比べたアイドル時間が予定した割
    合であるかどうかを判断し、 （ｉ）前記電子装置がアイドル時間の割合が少なくとも
    前記予定した割合である場合、又は（ii）その電子装置
    の動作温度が温度レベルの上限を超えているとき、その
    電子装置へ供給している周波数と電圧を動的にスケール
    ダウンし、 前記周波数と電圧のスケールダウンに引き続いて、
    （ｉ）前記電子装置がアイドル時間の割合が少なくとも
    前記予定した割合である場合、又は（ii）その電子装置
    の動作温度が温度レベルの上限を超えているとき、その
    電子装置へ供給している電圧を動的にスケールダウン
    し、 前記電子装置がアイドル時間の割合が少なくとも前記予
    定した割合より少ない場合、およびその電子装置の動作
    温度が温度レベルの上限を超えていないとき、その電子
    装置へ供給している周波数と電圧を維持し、 前記電子装置が壁ソケットに接続されており、かつ動作
    温度が温度レベルの上限を超えない場合前記周波数と電
    圧でその電子装置を動作させる コントローラと を備える電力制御回路。
  3. 【請求項３】コンピュータ・システムであって、 プロセッサと、 プロセッサに結合され、 第１の信号に応答して、スケーリング可能な周波数を有
    し、プロセッサに動作周波数を与えるクロック信号をプ
    ロセッサに供給するクロック生成回路と、 第２の信号に応答して、スケーリング可能な電圧を有す
    る電源信号を前記プロセッサに与える電源回路と、 前記プロセッサの温度を監視し、そのプロセッサの動作
    温度が温度レベルの上限を超えたことの検出に応じて制
    御信号を出力する温度検出回路と、 前記クロック生成回路と電源回路とに接続され、 前記プロセッサがバッテリ源に接続されているかあるい
    は壁ソケットに接続されているかを判断し、 前記プロセッサがバッテリ源に接続されているとき、そ
    のプロセッサの実行時間に比べたアイドル時間が予定し
    た割合であるかどうかを判断し、 （ｉ）前記プロセッサがアイドル時間の割合が少なくと
    も前記予定した割合である場合、又は（ii）そのプロセ
    ッサの動作温度が温度レベルの上限を超えているとき、
    そのプロセッサへ供給している周波数と電圧を動的にス
    ケールダウンし、 前記周波数と電圧のスケールダウンに引き続いて、
    （ｉ）前記プロセッサがアイドル時間の割合が少なくと
    も前記予定した割合である場合、又は（ii）そのプロセ
    ッサの動作温度が温度レベルの上限を超えているとき、
    そのプロセッサへ供給している電圧を動的にスケールダ
    ウンし、 前記プロセッサがアイドル時間の割合が少なくとも前記
    予定した割合より少ない場合、およびそのプロセッサの
    動作温度が温度レベルの上限を超えていないとき、その
    プロセッサへ供給している周波数と電圧を維持し、 前記プロセッサが壁ソケットに接続されており、かつ動
    作温度が温度レベルの上限を超えない場合前記周波数と
    電圧でそのプロセッサを動作させる コントローラと を備える電力制御回路。
  4. 【請求項４】コンピュータシステムであって、 情報を処理するプロセッサ手段と、 コンピュータシステム内部での情報を転送するバス手段
    と、 前記プロセッサ手段とバス手段との間で情報を転送する
    ために前記プロセッサ手段およびバス手段に結合された
    システム制御手段と、 前記プロセッサの温度を監視し、そのプロセッサの動作
    温度が温度レベルの上限を超えたことの検出に応じて制
    御信号を出力する温度検出回路と、 少なくとも前記プロセッサ手段による電力消費を低減す
    る電力制御手段とを備え、その電力制御手段が、 少なくとも前記プロセッサ手段に供給されるクロック信
    号の動作周波数と電圧をスケーリングするクロック手段
    と、 前記プロセッサ手段に与えられた電圧をスケーリングす
    る電力手段と、 前記クロック手段と電力手段とに結合され、 前記プロセッサ手段がバッテリ源に接続されているかあ
    るいは壁ソケットに接続されているかを判断し、 前記プロセッサ手段がバッテリ源に接続されていると
    き、そのプロセッサ手段の実行時間に比べたアイドル時
    間が予定した割合であるかどうかを判断し、 （ｉ）前記プロセッサ手段がアイドル時間の割合が少な
    くとも前記予定した割合である場合、又は（ii）そのプ
    ロセッサ手段の動作温度が温度レベルの上限を超えてい
    るとき、そのプロセッサ手段へ供給している周波数と電
    圧を動的にスケールダウンし、 前記周波数と電圧のスケールダウンに引き続いて、
    （ｉ）前記プロセッサ手段がアイドル時間の割合が少な
    くとも前記予定した割合である場合、又は（ii）そのプ
    ロセッサ手段の動作温度が温度レベルの上限を超えてい
    るとき、そのプロセッサ手段へ供給している電圧を動的
    にスケールダウンし、 前記プロセッサ手段がアイドル時間の割合が少なくとも
    前記予定した割合より少ない場合、およびそのプロセッ
    サ手段の動作温度が温度レベルの上限を超えていないと
    き、そのプロセッサ手段へ供給している周波数と電圧を
    維持し、 前記プロセッサ手段が壁ソケットに接続されており、か
    つ動作温度が温度レベルの上限を超えない場合前記周波
    数と電圧でそのプロセッサ手段を動作させる制御手段
    と、 を備えるコンピュータシステム。
  5. 【請求項５】電子装置による電力消費量を制御する方法
    であって、 前記電子装置がバッテリ源に接続されているかあるいは
    壁ソケットに接続されているかを判断し、 電子装置の動作温度が温度レベルの上限を超えたかどう
    かを判断し、 前記電子装置がバッテリ源に接続されているとき、その
    電子装置の実行時間に比べたアイドル時間が予定した割
    合であるかどうかを判断し、 （ｉ）前記電子装置がアイドル時間の割合が少なくとも
    前記予定した割合である場合、又は（ii）その電子装置
    の動作温度が温度レベルの上限を超えているとき、その
    電子装置へ供給している周波数と電圧を動的にスケール
    ダウンし、 前記周波数と電圧のスケールダウンに引き続いて、
    （ｉ）前記電子装置がアイドル時間の割合が少なくとも
    前記予定した割合である場合、又は（ii）その電子装置
    の動作温度が温度レベルの上限を超えているとき、その
    電子装置へ供給している電圧を動的にスケールダウン
    し、 前記電子装置がアイドル時間の割合が少なくとも前記予
    定した割合より少ない場合、およびその電子装置の動作
    温度が温度レベルの上限を超えていないとき、その電子
    装置へ供給している周波数と電圧を維持し、 前記電子装置が壁ソケットに接続されており、かつ動作
    温度が温度レベルの上限を超えない場合前記周波数と電
    圧でその電子装置を動作させる 前記電子装置による電力消費量を制御する方法。
  6. 【請求項６】前記クロック信号のスケーラブル周波数を
    調整する前記コントローラによって使用される周波数ス
    ケーリング計数を格納する第１の格納要素と、 前記クロック信号のスケーラブル電圧を調整する前記コ
    ントローラによって使用される電圧スケーリング計数を
    格納する第２の格納要素と をさらに備える請求項１記載の電力制御回路。
  7. 【請求項７】前記周波数スケーリング計数によって表さ
    れる割合によって前記スケーラブルクロックの第１の動
    作周波数をコントローラがクロック生成回路にスケール
    ダウンさせる請求項６記載の電力制御回路。
  8. 【請求項８】前記電圧スケーリング計数によって表され
    る割合によって前記スケーラブルクロックの第１の動作
    電圧をコントローラがクロック生成回路にスケールダウ
    ンさせる請求項７記載の電力制御回路。
  9. 【請求項９】前記電子装置がバッテリ源に結合され、そ
    の電子装置の動作温度が温度条件レベルを超えたときの
    みクロック信号の第１の動作周波数を減少させる請求項
    １記載の電力制御回路。
  10. 【請求項１０】前記電子装置によって使用される電源を
    動的に制御するために、コントローラがスケーラブルク
    ロック信号の周波数を減少させ、その後に電源の電圧の
    低下させる請求項１記載の電力制御回路。
  11. 【請求項１１】コントローラが、 （ｉ）前記電子装置のアイドル時間の割合が前記予定し
    た割合以下である場合、又は（ii）その電子装置の動作
    温度が温度レベルの上限を超えていないとき、その電子
    装置へ供給している周波数を動的にスケールアップし、 前記周波数のスケールアップに引き続いて、（ｉ）前記
    電子装置のアイドル時間の割合が少なくとも前記予定し
    た割合以下である場合、又は（ii）その電子装置の動作
    温度が温度レベルの上限を超えていないとき、その電子
    装置へ供給している電圧を動的にスケールアップする 請求項１記載の電力制御回路。
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