JP4764144B2 - 情報処理装置およびプロセッサ制御方法 - Google Patents

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Description

本発明はパーソナルコンピュータのような情報処理装置および同装置に設けられたプロセッサを制御するプロセッサ制御方法に関する。
近年、バッテリ駆動可能な種々のノートブック型パーソナルコンピュータが開発されている。バッテリによってコンピュータを駆動することが可能な時間(バッテリ駆動時間)は、コンピュータに装着されるバッテリの能力によって大きく相違する。大容量のバッテリほどバッテリ駆動時間は長くなるが、その分、バッテリのコストは増加する。
このため、最近では、互いに能力が異なる複数種のバッテリを選択的に装着可能なコンピュータが開発されている。
また、最近では、システム性能の向上を図るために、デュアルコア構成を採用したプロセッサが開発されている。しかし、複数のコアが同時に動作した場合には、プロセッサの消費電力は大幅に増加することとなる。
特許文献1には、バッテリの残存容量に応じて、動作するプロセッサの数を動的に変更する機能を有するコンピュータシステムが開示されている。
特開平9−138716号公報
しかし、特許文献1においては、コンピュータに装着されるバッテリの定格については何等考慮されていない。
コンピュータを正常に動作させるためには、バッテリがコンピュータの最大消費電流以上の電流値を放電することが可能な能力を有することが必要となる。したがって、もし能力の低いバッテリがコンピュータに装着されているにもかかわらず、複数のプロセッサまたは複数のコアが同時に動作すると、コンピュータの最大消費電流がバッテリの能力を超えてしまい、システムがハングアップする等の不具合が発生する。
本発明は上述の事情を考慮してなされたものであり、装着されたバッテリの定格に応じてシステムの最大消費電流を制御することが可能な情報処理装置およびプロセッサ制御方法を提供することを目的とする。
上述の課題を解決するため、本発明の情報処理装置は、バッテリを装着可能な本体と、前記本体内に設けられ、第1コアおよび第2コアを含むプロセッサと、前記本体に装着されたバッテリから前記バッテリの最大放電電流値を示す定格情報を取得し、前記バッテリの最大放電電流値が、前記第1コアおよび前記第2コアが動作可能なマルチコアモードにおける前記プロセッサの消費電量に基づいて予め決定された基準電流値よりも小さい場合、前記プロセッサを、前記第1コアおよび前記第2コアの一方が動作可能なシングルコアモードに設定し、前記バッテリの最大放電電流値が前記基準電流値以上である場合、前記プロセッサを前記マルチコアモードに設定する制御手段とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、装着されたバッテリの定格に応じてシステムの最大消費電流を制御することが可能となる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
まず、図1および図2を参照して、本発明の一実施形態に係る情報処理装置の構成について説明する。この情報処理装置は、例えば、バッテリ駆動可能なノートブック型の携帯型パーソナルコンピュータ10として実現されている。
図1はコンピュータ10のディスプレイユニットを開いた状態における斜視図である。本コンピュータ10は、コンピュータ本体11と、ディスプレイユニット12とから構成されている。ディスプレイユニット12には、LCD(Liquid Crystal Display)17から構成される表示装置が組み込まれており、そのLCD17の表示画面はディスプレイユニット12のほぼ中央に位置されている。
ディスプレイユニット12は、コンピュータ本体11に対して開放位置と閉塞位置との間を回動自在に取り付けられている。コンピュータ本体11はバッテリが取り外し自在に装着可能な薄い箱形の筐体を有している。バッテリは、コンピュータ本体11の例えば底面に設けられたバッテリ収容部に装着される。
コンピュータ本体11の上面にはキーボード13、本コンピュータ1をパワーオン/オフするためのパワーボタンスイッチ14、およびタッチパッド15などが配置されている。
次に、図2を参照して、本コンピュータ10のシステム構成について説明する。
本コンピュータ10は、図2に示されているように、CPU111、ノースブリッジ114、主メモリ115、グラフィクスコントローラ116、サウスブリッジ117、BIOS−ROM120、ハードディスクドライブ(HDD)121、光ディスクドライブ(ODD)122、各種PCIデバイス123,124、エンベデッドコントローラ/キーボードコントローラIC(EC/KBC)140、電源コントローラ(PSC)141、および電源回路142等を備えている。
CPU111は本コンピュータ10の動作を制御するために設けられたプロセッサであり、HDD121から主メモリ115にロードされるオペレーティングシステムおよび各種アプリケーションプログラムを実行する。また、CPU111は、BIOS−ROM120に格納されたシステムBIOS(Basic Input Output System)も実行する。システムBIOSはハードウェア制御のためのプログラムである。
CPU111は物理的に異なる2つのコア112,113を備えている。これらコア112,113は互いに独立して動作することができる。コア112,113の各々は、タスクを実行することができる。すなわち、コア112,113の各々は、命令フェッチユニット、デコードユニット、および実行ユニット等を含んでいる。CPU111においては、処理対象のタスク群は2つのコア112,113に分散される。これにより、システム性能の向上が実現される。
システムBIOSは、CPU111の消費電力を制御するプロセッサ制御処理を実行する機能を有している。このプロセッサ制御処理は、コンピュータ本体11に装着されたバッテリの定格に応じて、CPU111をマルチコア動作またはシングルコア動作させるための処理である。すなわち、システムBIOSは、コンピュータ本体11に装着されたバッテリの定格に応じて、CPU111をマルチコアモードおよびシングルコアモードの一方に設定する。
マルチコアモードは2つのコア112,113が動作可能なモードであり、2つのコア112,113によってタスク群を並列に実行することができる。もちろん、マルチコアモードにおいても、CPU111の負荷が小さい場合には、2つのコア112,113の一方のみを動作させることができる。一方、シングルコアモードは、2つのコア112,113の内の一方のみが動作可能なモードである。シングルコアモードにおいては、2つのコア112,113が同時に動作することはない。このため、基本的には、マルチコアモードにおけるCPU111の最大消費電流は、シングルコアモードおけるCPU111の最大消費電流の2倍となる。
ノースブリッジ114はCPU111のローカルバスとサウスブリッジ117との間を接続するブリッジデバイスである。ノースブリッジ114には、主メモリ115をアクセス制御するメモリコントローラも内蔵されている。また、ノースブリッジ114は、PCI Expressバスなどを介してグラフィクスコントローラ116との通信を実行する機能も有している。
グラフィクスコントローラ116は本コンピュータ10のディスプレイモニタとして使用されるLCD17を制御する表示コントローラである。このグラフィクスコントローラ116はビデオメモリ(VRAM)116Aを有しており、OS/アプリケーションプログラムによってビデオメモリ(VRAM)116Aに書き込まれた表示データから、LCD17に表示すべき表示イメージを形成する映像信号を生成する。
サウスブリッジ117はPCIバス1に接続されており、PCIバス1を介してPCIデバイス123,124との通信を実行する。また、サウスブリッジ117は、ハードディスクドライブ(HDD)121および光ディスクドライブ(ODD)122を制御するためのIDE(Integrated Drive Electronics)コントローラやSerial ATAコントローラを内蔵している。
エンベデッドコントローラ/キーボードコントローラIC(EC/KBC)140は、電力管理のためのエンベデッドコントローラと、キーボード(KB)13およびタッチパッド15を制御するためのキーボードコントローラとが集積された1チップマイクロコンピュータである。このEC/KBC140は、ユーザによるパワーボタンスイッチ14の操作に応じて本コンピュータ10をパワーオン/パワーオフする機能を有している。本コンピュータ10のパワーオン/パワーオフの制御は、EC/KBC140と電源コントローラ(PSC)141との共同動作によって実行される。EC/KBC140から送信されるON信号を受けると、電源コントローラ(PSC)141は電源回路142を制御して本コンピュータ10をパワーオンする。また、EC/KBC140から送信されるOFF信号を受けると、電源コントローラ(PSC)141は電源回路142を制御して本コンピュータ10を電源オフする。
また、電源コントローラ(PSC)141は、コンピュータ本体11にバッテリ150が装着されたか否かを判別する機能、およびコンピュータ本体11に外部電源(ACアダプタ143)が接続されているか否かを判別する機能を有している。判別結果は、電源コントローラ(PSC)141によってEC/KBC140内のステータスレジスタに設定される。
電源回路142は、コンピュータ本体11に装着されたバッテリ150からの電力、またはコンピュータ本体11に外部電源として接続されるACアダプタ143からの電力を用いて、各コンポーネントへの動作電源を生成する。コンピュータ本体11に外部電源(ACアダプタ143)が接続されている場合には、電源回路142は、外部電源からの電力を用いて各コンポーネントへの動作電源を生成すると共に、外部電源からの電力を用いてバッテリ150を充電する。
EC/KBC140、電源コントローラ(PSC)141、電源回路142、およびバッテリ150は、I2Cバスのようなシリアルバス2を介して相互接続されている。コンピュータ本体11にバッテリ150が装着されている期間中、またはコンピュータ本体11にACアダプタ143が接続されている期間中においては、EC/KBC140および電源コントローラ(PSC)141には、電源回路142から動作電源が常時供給される。
バッテリ150は複数の2次電池および不揮発性メモリ151から構成されている。不揮発性メモリ151には、バッテリ150の能力を示す定格情報が予め格納されている。定格情報は、例えば、バッテリ150の最大放電電流を示す放電電流定格(A)、バッテリ150の定格容量(Ah)、バッテリ150に搭載された2次電池の個数を示すセル数情報、充放電が実行された回数を示すサイクル数、バッテリ150の使用時間の総計値などが含まれている。
本コンピュータ10においては、互いに定格の異なる複数種のバッテリを使用することができる。どのバッテリも、自身の能力を示す定格情報を格納した不揮発性メモリを備えている。本実施形態では、例えば、以下の2種類のバッテリがコンピュータ本体11に選択的に装着される場合を想定する。
(1)小容量バッテリ
小容量バッテリのセル数は、例えば3である。小容量バッテリの定格容量(Ah)は、例えば2200mAhである。また、小容量バッテリの最大放電電流は、例えば4000mAである。
(2)大容量バッテリ
大容量バッテリのセル数は、例えば6である。大容量バッテリの定格容量(Ah)は、例えば4700mAhである。また、大容量バッテリの最大放電電流は、例えば7000mAである。
バッテリ150がコンピュータ本体11に装着された時、電源コントローラ(PSC)141は、シリアルバス2を介してバッテリ150の不揮発性メモリ151から定格情報をリードし、そのリードした定格情報をEC/KBC140にセットする。そして、本コンピュータ10がパワーオンされた時、システムBIOSは、EC/KBC140にセットされたバッテリ151の定格情報に基づいて、CPU111をマルチコアモードおよびシングルコアモードの一方に設定する処理を実行する。
次に、図3を参照して、CPU111の消費電流について説明する。
(1)マルチコアモードにおいてスロットリング制御を実行した場合:
マルチコアモードにおいては、たとえスピードステップのようなスロットリング制御によって2つのコアの各々を間欠的に動作させたとしても、CPU111によって消費されるピーク電流の値は、2N(A)となる。ここで、Nは1個のコアの消費電流を示している。
(2)シングルコアモードの場合
シングルコアモードにおいては、動作するコアの数は1個のみである。したがって、シングルコアモードにおいては、CPU111によって消費されるピーク電流の値は、1N(A)で済む。よって、CPU111をシングルコア動作させることにより、システムの消費電流を効率よく低減することができる。
図4には、バッテリの定格とCPU動作モードとの関係の例が示されている。
本実施形態においては、コンピュータ本体11に装着されたバッテリ150の最大放電電流値(放電定格値とも云う)が基準値以上であるならば、マルチコアモードが選択される。一方、コンピュータ本体11に装着されたバッテリ150の最大放電電流値が上記基準値よりも小さいならば、シングルコアモードが選択される。
上記基準値は、マルチコアモードにおけるCPU111の消費電流、および他の各コンポーネントの消費電流を考慮して予め決定されている。上記基準値は、例えば6000mAである。この場合、コンピュータ本体11に装着されたバッテリ150が上述の大容量バッテリであればマルチコアモードが選択され、コンピュータ本体11に装着されたバッテリ150が上述の小容量バッテリであればシングルコアモードが選択される。
次に、図5のフローチャートを参照して、CPU111の動作モードをマルチコアモードまたはシングルコアモードに設定するためのCPU制御処理の手順の例を説明する。
電源コントローラ(PSC)141は、コンピュータ本体11にバッテリ150が装着されたか否かを判別する(ステップS11)。電源コントローラ(PSC)141は、例えば、コンピュータ本体11内のバッテリ収容部に設けられた、バッテリ150との通信用の電極群の一つの電圧値を監視し、電圧値が所定の論理レベルに変化したときに、コンピュータ本体11にバッテリ150が装着されたと判断する。コンピュータ本体11に外部電源(ACアダプタ143)が接続されていない時においても、バッテリ150が装着されると、その時点で電源コントローラ(PSC)141およびEC/KBC140にそれぞれ動作電源が供給される。これにより、たとえコンピュータ本体11に外部電源(ACアダプタ143)が接続されていない時においても、電源コントローラ(PSC)141は、コンピュータ本体11にバッテリ150が装着されたことを検知することができる。
コンピュータ本体11にバッテリ150が装着された時、電源コントローラ(PSC)141は、バッテリ150から定格情報を取得する(ステップS12)。このステップS12においては、電源コントローラ(PSC)141は、バッテリ150が装着された後にシリアルバス2を介してバッテリ150の不揮発性メモリ151をリードアクセスする処理を開始し、これにより不揮発性メモリ151に格納された定格情報を取得する。
この後、電源コントローラ(PSC)141は、取得した定格情報をEC/KBC140に通知するために、取得した定格情報をシリアルバス2を介してEC/KBC140内の所定のステータスレジスタに設定する(ステップS13)。ステップS13においては、取得した定格情報の内で、CPU制御処理に実際に使用されるパラメタのみをEC/KBC140に設定すればよい。例えば、最大放電電流値(放電定格)をCPU制御処理に使用する場合においては、電源コントローラ(PSC)141は、取得した定格情報の内で、最大放電電流値(放電定格)をEC/KBC140内の所定のステータスレジスタに設定する。
ユーザによるパワーボタンスイッチ14の操作に応答してコンピュータ本体11がパワーオンされた時(ステップS14のYES)、CPU111は最初にシステムBIOSを実行する。システムBIOSは、EC/KBC140内の所定のステータスレジスタに設定されている最大放電電流値をチェックし、その最大放電電流値と上述の基準値とを比較する(ステップS15)。
もし最大放電電流値が上述の基準値より小さいならば(ステップS16のYES)、システムBIOSは、CPU111をシングルコアモードに設定する(ステップS17)。一方、もし最大放電電流値が上述の基準値以上であるならば(ステップS16のNO)、システムBIOSは、CPU111をマルチコアモードに設定する(ステップS18)。
ステップS17,S18においては、システムBIOSは、例えば、CPU111の動作モード(マルチコアモードまたはシングルコアモード)を指定するモード指定情報をCPU111内の特定のレジスタに設定する。モード指定情報がシングルコアモードを指定するならば、2つのコア112,113の一方はローパワーステートに設定され、他方のコアは動作ステートに設定される。一方、モード指定情報がマルチコアモードを指定するならば、2つのコア112,113の双方が動作ステートに設定される。
なお、CPU111のデフォルトの動作モードはマルチコアモードまたはシングルコアモードのどちらであってもよい。
このように、本実施形態においては、CPU111の動作モードはコンピュータ本体11に装着されたバッテリ150の最大放電電流値に応じて決定され、そしてCPU111はマルチコアモードまたはシングルコアモードで動作する。これにより、どのような定格のバッテリがコンピュータ本体11に装着されても、システムの最大消費電流値がバッテリ150の最大放電電流値を超えるという事態の発生を未然に防止することができ、システムの安定動作を保証することが可能となる。
また、バッテリの装着時に定格情報を既に取得しているので、コンピュータ本体11の電源投入時に即座にCPU動作モードを決定することができる。よって、システムの最大消費電流値がバッテリ150の最大放電電流値を超えるという事態の発生を確実に防止することができる。
なお、上述したように、大容量バッテリの最大放電電流値は基準値よりも大きく、小容量バッテリの最大放電電流値は基準値以下であるので、コンピュータ本体11に装着されたバッテリの定格容量に基づいて、CPU111をマルチコアモードおよびシングルコアモードのどちらに設定するかを決定してもよい。
また、小容量バッテリ(最大放電電流値が基準値以下のバッテリ)がコンピュータ本体11に装着されている場合であっても、もし外部電源がコンピュータ本体11に接続されているならば、システムBIOSは、CPU111をマルチコアモードに設定する。この場合のCPU制御処理の手順の例を図6のフローチャートを参照して説明する。
電源コントローラ(PSC)141は、コンピュータ本体11にバッテリ150が装着されたか否かを判別する(ステップS21)。コンピュータ本体11にバッテリ150が装着された時、電源コントローラ(PSC)141は、バッテリ150から定格情報を取得する(ステップS22)。ステップS22においては、電源コントローラ(PSC)141は、シリアルバス2を介してバッテリ150の不揮発性メモリ151をリードアクセスし、不揮発性メモリ151に格納された定格情報を取得する。
この後、電源コントローラ(PSC)141は、取得した定格情報をEC/KBC140に通知するために、取得した定格情報をシリアルバス2を介してEC/KBC140内の所定のステータスレジスタに設定する(ステップS23)。ステップS23においては、取得した定格情報の内で、例えば、最大放電電流値(放電定格)がEC/KBC140内の所定のステータスレジスタに設定される。
ユーザによるパワーボタンスイッチ14の操作に応答してコンピュータ本体11がパワーオンされた時(ステップS24のYES)、CPU111は最初にシステムBIOSを実行する。システムBIOSは、EC/KBC140内の所定のステータスレジスタ等を参照して、コンピュータ本体11に外部電源(ACアダプタ143)が接続されているか否かを判別する(ステップS25)。
コンピュータ本体11に外部電源(ACアダプタ143)が接続されているならば(ステップS25のYES)、システムBIOSは、バッテリ150の定格情報に関係なく、CPU111をマルチコアモードに設定する(ステップS26)。
一方、コンピュータ本体11に外部電源(ACアダプタ143)が接続されていないならば(ステップS25のNO)、システムBIOSは、EC/KBC140内の所定のステータスレジスタに設定されている最大放電電流値をチェックし、その最大放電電流値と上述の基準値とを比較する(ステップS27)。
もし最大放電電流値が上述の基準値より小さいならば(ステップS28のYES)、システムBIOSは、CPU111をシングルコアモードに設定する(ステップS29)。一方、もし最大放電電流値が上述の基準値以上であるならば(ステップS28のNO)、システムBIOSは、CPU111をマルチコアモードに設定する(ステップS30)。
以上のように、本実施形態によれば、CPU111の動作モードは本コンピュータ10に装着されたバッテリ150の定格に基づいて自動的に決定され、そしてCPU111は決定された動作モード、つまりマルチコアモードまたはシングルコアモードで動作する。したがって、装着されたバッテリ150の定格に応じてシステムの最大消費電流を制御することが可能となり、システムの安定動作を保証することができる。
なお、上述したように、CPU制御処理で使用可能な定格情報は最大放電電流値だけではなく、バッテリの能力に関する他の定格値、例えば、定格容量、セル数、サイクル数、または使用時間の総計値等に基づいて実行することもできる。しかし、最大放電電流値を用いることにより、より正確にバッテリの能力を判定することが可能となる。
また、本実施形態では、CPU111の動作モードをマルチコアモードまたはシングルコアモードに設定する制御処理をシステムBIOSによって実行する例を説明したが、この制御処理は、専用のハードウェアロジック(コントローラ)によって実行することもできる。このコントローラは、例えば、ノースブリッジ114内に設けることができる。
また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に構成要素を適宜組み合わせてもよい。
本発明の一実施形態に係るコンピュータの概観の例を示す斜視図。 図1のコンピュータのシステム構成の例を示すブロック図。 図1のコンピュータで用いられるプロセッサ(CPU)の消費電流の例を説明するための図。 図1のコンピュータにおけるバッテリの定格とCPU動作モードとの関係の例を示す図。 図1のコンピュータによって実行されるCPU制御処理の手順の例を示すフローチャート。 図1のコンピュータによって実行されるCPU制御処理の手順の他の例を示すフローチャート。
符号の説明
10…コンピュータ、11…コンピュータ本体、111…CPU、112,113…コア、140…EC/KBC、141…電源コントローラ(PSC)、150…バッテリ、151…不揮発性メモリ。

Claims (6)

  1. バッテリを装着可能な本体と、
    前記本体内に設けられ、第1コアおよび第2コアを含むプロセッサと、
    前記本体に装着されたバッテリから前記バッテリの最大放電電流値を示す定格情報を取得し、前記バッテリの最大放電電流値が、前記第1コアおよび前記第2コアが動作可能なマルチコアモードにおける前記プロセッサの消費電量に基づいて予め決定された基準電流値よりも小さい場合、前記プロセッサを、前記第1コアおよび前記第2コアの一方が動作可能なシングルコアモードに設定し、前記バッテリの最大放電電流値が前記基準電流値以上である場合、前記プロセッサを前記マルチコアモードに設定する制御手段とを具備することを特徴とする情報処理装置。
  2. 前記制御手段は、前記本体に外部電源が接続されているか否かを判別する手段と、前記本体に外部電源が接続されていることが判別された場合、前記本体に装着されたバッテリの定格情報とは無関係に前記プロセッサを前記マルチコアモードに設定する手段とを含むことを特徴とする請求項1記載の情報処理装置。
  3. バッテリを装着可能な本体と、
    前記本体内に設けられ、第1コアおよび第2コアを含むプロセッサと、
    前記本体へのバッテリの装着後に、前記本体に装着されたバッテリに格納されている前記バッテリの最大放電電流値を示す定格情報を前記バッテリから取得する手段と、
    前記本体が電源投入された場合、前記最大放電電流値と、前記第1コアおよび前記第2コアが動作可能なマルチコアモードにおける前記プロセッサの消費電量に基づいて予め決定された基準電流値とを比較し、前記最大放電電流値が前記基準電流値よりも小さい場合、前記プロセッサを、前記第1コアおよび前記第2コアの一方が動作可能なシングルコアモードに設定し、前記バッテリの最大放電電流値が前記基準電流値以上である場合、前記プロセッサを前記マルチコアモードに設定する制御手段とを具備することを特徴とする情報処理装置。
  4. 前記制御手段は、前記本体が電源投入された場合、前記本体に外部電源が接続されているか否かを判別し、前記本体に外部電源が接続されていることが判別された場合には、前記取得された定格情報とは無関係に前記プロセッサを前記マルチコアモードに設定することを特徴とする請求項記載の情報処理装置。
  5. バッテリを装着可能な本体内に設けられ第1コアおよび第2コアを含むプロセッサの動作を制御するプロセッサ制御方法であって、
    前記バッテリが前記本体に装着された場合、前記バッテリに格納されている前記バッテリの最大放電電流値を示す定格情報を前記バッテリから取得するステップと、
    前記本体が電源投入された場合、前記最大放電電流値と、前記第1コアおよび前記第2コアが動作可能なマルチコアモードにおける前記プロセッサの消費電量に基づいて予め決定された基準電流値とを比較し、前記最大放電電流値が前記基準電流値よりも小さい場合、前記プロセッサを、前記第1コアおよび前記第2コアの一方が動作可能なシングルコアモードに設定し、前記バッテリの最大放電電流値が前記基準電流値以上である場合、前記プロセッサを前記マルチコアモードに設定するステップとを具備することを特徴とするプロセッサ制御方法。
  6. 前記本体が電源投入された場合、前記本体に外部電源が接続されているか否かを判別するステップと、
    前記本体に外部電源が接続されていることが判別された場合、前記取得された定格情報とは無関係に前記プロセッサを前記マルチコアモードに設定するステップとをさらに具備することを特徴とする請求項記載のプロセッサ制御方法。
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