JP4908183B2

JP4908183B2 - 情報処理装置および温度制御方法

Info

Publication number: JP4908183B2
Application number: JP2006346481A
Authority: JP
Inventors: 康博田島; 清一米田; 友則筒井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2026-12-22
Also published as: JP2008158787A

Description

本発明は、温度制御機構を有する情報処理装置および情報処理装置の温度制御方法に関し、特に、所望のパフォーマンスでユニットを動作させることが可能で、作業中のデータを保持可能な温度制御機構を有する情報処理装置および温度制御方法に関する。

従来の技術として、複数の箇所に温度センサを配して、その温度センサを用いて温度異常の原因を判別し、当該原因に応じた適切な処理を実行する情報処理装置がある（例えば、特許文献１参照）。

この情報処理装置は、情報処理装置内の複数の箇所に配置された温度センサと、各温度センサの検出温度を比較して冷却指示信号を出力する温度上昇比較部と、冷却指示信号に基づいて各部を冷却する冷却部と、冷却指示信号に基づいてユニットの動作周波数を変更したり、あるいは情報処理装置のシステムをシャットダウンする制御部とを有する。温度センサは、例えばユニット内と、情報処理装置内のユニット付近と、情報処理装置内の吸気口に設置される。温度上昇比較部は、それぞれの温度センサの検出温度が上昇する順序に基づいて温度異常が発生している原因を判別して、冷却指示信号を出力する。冷却部は、冷却指示信号に基づいて冷却動作を実行する。また、冷却動作によって温度が下がらない場合、制御部は、各ユニットの動作周波数を下げて温度上昇を抑制し、冷却動作を実行したにもかかわらずいずれかのユニットが定格温度上限温度（以下、定格温度）を超えた場合にはシステムをシャットダウンする。このため、この情報処理装置は、各ユニットを定格温度以上で動作させることなく、情報処理装置を安全に動作させることができる。
特開２００５−２１５７９４号公報

しかし、従来の情報処理装置によると、動作中のユニット、例えばＣＰＵの温度が上昇した場合、ユーザーが設定したパフォーマンスを無視して動作周波数を下げるため、所望のパフォーマンスよりＣＰＵの動作が低下するという問題がある。また、動作中のユニットが定格温度を超えた場合は、情報処理装置のシステムをシャットダウンするため、保存していない作業中のデータが消去されて保持できないという問題がある。

従って、本発明の目的は、所望のパフォーマンスでユニットを動作させることが可能で、作業中のデータを保持可能にする温度制御機構を有する情報処理装置および冷却機構の制御方法を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、所定の動作を行うユニットと、前記ユニットの温度を測定する温度センサと、放熱制御を実行して前記ユニットを冷却する冷却部と、前記温度センサが測定する前記ユニットの温度が稼働中のシステムをシャットダウンすべき定格温度を超えない場合、前記冷却部に予め定められた第１のレベルで放熱制御を実行させるとともに前記ユニットに予め定められた第１の動作レベルで動作させ、前記ユニットの温度が前記定格温度を超えた場合、前記冷却部に予め定められた前記第１のレベルより大きな第２のレベルで前記放熱制御を実行させるとともに前記ユニットに前記第１の動作レベルより小さい第２の動作レベルで動作させる温度制御部とを有することを特徴とする情報処理装置を提供する。

また、本発明は上記目的を達成するため、情報処理装置内の所定の動作を行うユニットの温度を測定するステップと、測定された前記ユニットの温度が稼働中のシステムをシャットダウンすべき定格温度以上かどうか検出するステップと、前記検出するステップにおいて、前記定格温度を超えない場合、予め定めた第１のレベルで放熱制御を実行させるとともに前記ユニットに予め定めた第１の動作レベルで動作させ、前記ユニットの温度が前記定格温度を超えた場合、前記第１のレベルより大きな第２のレベルで前記放熱制御を実行させるとともに前記ユニットに前記第１の動作レベルより小さい第２の動作レベルで動作させるステップと、前記最大放熱制御を実行させるステップの後、再び前記測定するステップおよび前記検出するステップを実行し、前記定格温度以上を検出した場合、前記情報処理装置のシステムをスタンバイ状態もしくはハイバネーション状態へ移行させるステップと、前記情報処理装置のシステムをスタンバイ状態もしくはハイバネーション状態へ移行させた後、前記ユニットの温度を測定し、前記測定された温度が前記定格温度以上である場合、前記情報処理装置のシステムをシャットダウンするステップとを有することを特徴とする情報処理装置の制御方法を提供する。

本発明によれば、所望のパフォーマンスで動作させることができ、動作中止時にも作業中のデータを保持できる。

以下に、本発明の情報処理装置の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に関する情報処理装置の外観を示す概略図である。

情報処理装置１は、上ケース１０と下ケース２０とからなる。上ケース１０には画像を表示可能なＬＣＤ等からなる表示部１０１を有する。下ケース２０は、内部にＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｃＤｒｉｖｅ）やＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等の電子部品を有しており、情報処理装置１の電源を投入するための電源スイッチ２０１と、情報処理装置１の各部の動作に連動して点灯するインジケータ２０２と、文字情報等を入力可能なキーボード２０３と、表示部１０１上の表示でカーソル等の移動やスイッチ決定等の動作が可能なポインティングデバイス２０４とを有する。

図２は、本発明の第１の実施の形態に関する情報処理装置の構成を示すブロック図である。

情報処理装置１は、各部を制御する組込システムであるＥＣ（ＥｍｂｅｄｄｅｄＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２００と、ＥＣ２００を介して情報処理装置１の電源を投入する電源スイッチ２０１と、ＥＣ２００からの制御により点灯するインジケータ２０２としてのＬＥＤと、ＢＩＯＳ（ＢａｓｉｃＩｎｐｕｔＯｕｔｐｕｔＳｙｓｔｅｍ）２０５ＡおよびＢＩＯＳレベルのソフトウェアである温度制御部２０５Ｂを格納するフラッシュメモリ２０５と、図示しないマザーボード上のＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）チップであり各種バスおよびコントローラとして機能するサウスブリッジ２０６と、マザーボード上のＬＳＩチップであり後述するＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）２０８、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）２０９および各種バスとの接続を制御するノースブリッジ２０７と、各種信号を演算処理するＣＰＵ２０８と、映像信号を演算処理して表示制御するＧＰＵ２０９と、サウスブリッジ２０６に接続され光記憶媒体を読込／書込可能なＯＤＤ（ＯｐｔｉｃａｌＤｉｓｃＤｒｉｖｅ）２１０と、サウスブリッジ２０６に接続され磁気記憶媒体を読込／書込可能なＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｃＤｒｉｖｅ）２１１とを有する。

ＥＣ２００は、内部にソフトウェアとしての温度監視部２００Ａを有しており、情報処理装置１内のユニットに設置された各温度センサ２００Ｂによって測定される温度を温度情報として取得する。取得された温度情報は温度制御部２０５Ｂへと送信される。

フラッシュメモリ２０５は、例えば１６ＭＢの容量を有しており、ＢＩＯＳ２０５Ａおよび温度制御部２０５Ｂはユーザーによって容易にアクセスできないように設定され、不正な書き換えができない。

温度制御部２０５Ｂは、予め各ユニットの定格温度および設定温度を記憶しており、各温度センサ２００Ｂの測定した温度情報と比べることにより各部に制御信号を送信する。定格温度以上の温度を検出した場合は、温度を検出したユニットに制御信号を送信し、動作レベル、例えば動作周波数や動作電圧を最大限低下させて消費電力を減少させる。また、ＥＣ２００に接続されたファン２００Ｃに制御信号を送信し、最大限駆動させてユニットを冷却する。設定温度を外れた温度を検出した場合で、定格温度以下の場合は、温度を検出したユニットの動作レベルを予め決められた比率で低下させる。また、ＥＣ２００に接続されたファン２００Ｃを予め決められた回転数で駆動させてユニットを冷却する。設定温度に関する設定値は、温度制御部２０５Ｂに記憶されており、数種類のモード、例えばハイパフォーマンスモード、通常モード、低消費電力モードから、ユーザーによって選択される。

ＣＰＵ２０８は、その本体内にＣＰＵ自体の動作レベルを制御して放熱温度を調整する温度制御回路２０８Ａと、温度を測定する専用のＣＰＵ温度センサ２０８Ｂを有する。

以下に、本発明の第１の実施の形態における情報処理装置の動作を図１から図３を参照しつつ説明する。

電源スイッチ２０１を押下することにより、ＥＣ２００を介して図示しない電源より情報処理装置１に電力が供給される。情報処理装置１の動作中、温度監視部２００Ａは、各温度センサ２００Ｂの測定した温度を温度情報として収集し続ける。温度情報は温度制御部２０５Ｂへと送信され、温度制御部２０５Ｂは、各ユニットの温度が定格温度以下であるか検証する。例えば、ＧＰＵ２０９の定格温度は１２５℃以下、設定温度は１１０℃以下というように定める。

あるユニットにおいて、例えばＣＰＵ２０８において定格温度以上の温度を検出した場合には、温度制御部２０５Ｂは、ＣＰＵ２０８の温度制御回路２０８Ａによって制御されていた動作レベル制御を解除し、動作レベルを最大限低下させる。同時に、ＥＣ２００を介してファン２００Ｃを最大限駆動させ、空気を強制的に循環させることによりＣＰＵ２０８を冷却する。定格温度以下で、設定温度を検出した場合は、ユーザーの選択したモードに従って各ユニットのパフォーマンスおよびファン２００Ｃの回転数を決定する。

図３は、本発明の第１の実施の形態に関する情報処理装置の動作を示すフローチャートである。

まず、あるユニット、例えばＣＰＵ２０８において、温度センサ２００ＢもしくはＣＰＵ温度センサ２０８Ｂが設定温度以上を検出した場合（Ｓ１０；Ｙｅｓ）、温度制御部２０５Ｂは、設定温度に関して予め定められた放熱制御を実行する（Ｓ１１）。例えば、ユーザーによってハイパフォーマンスモードが設定されていると、ＣＰＵ２０８の温度制御回路２０８Ａで設定された動作レベルはそのままに、ファン２００Ｃを最大限駆動する。

次に、設定温度に関する放熱制御を実行しても設定温度以上となった場合（Ｓ１２；Ｎｏ）で、さらにユニットの定格温度以上となった場合（Ｓ１３；Ｙｅｓ）、温度制御部２０５Ｂは、定格温度に関して予め定められた最大放熱制御を実行する（Ｓ１４）。例えば、ファン２００Ｃを最大限駆動し、ＣＰＵ２０８においては、温度制御回路２０８Ａの制御を解除し、スロットリング等を最大限実行する。

最大放熱制御を行ったことでユニットの温度が定格温度以下になった場合（Ｓ１５；Ｙｅｓ）、温度制御部２０５Ｂは、最大放熱制御を解除し（Ｓ１６）、Ｓ１０へと戻る。

最大放熱制御を行ってもユニットの温度が定格温度以下にならなかった場合（Ｓ１５；Ｎｏ）、温度制御部２０５Ｂは、情報処理装置１で稼働しているシステム、例えばＯＳ等をシャットダウンし、情報処理装置１内の動作を停止する（Ｓ１７）。

上記した本発明の第１の実施の形態によると、定格温度を閾値として動作する最大放熱制御およびユニットの動作レベル制御を実行するため、ユニットの温度が定格温度に達するまではユーザーが設定するモードでユニットが動作し、所望のパフォーマンスで情報処理装置１を動作させることができる。

また、従来はユニットの温度が定格温度に達した時点で情報処理装置１をシャットダウンしていたのに対し、シャットダウンせずに最大放熱制御および動作レベル制御を実行することで、作業中のデータを保持可能となる。また、最大放熱制御中および動作レベル制御中に作業中のデータを保存もしくは退避するように設定してもよい。以下に、本発明の第２の実施の形態における情報処理装置の動作を各図を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同一の構成および機能を有する部分については共通の符号を付している。

ＣＰＵ２０８は、ＣＰＵ２０８内に設置されたＣＰＵ温度センサ２０８Ｂにより自己の動作温度を検出し、温度制御回路２０８Ａが予め定められたＣＰＵ設定温度を閾値として自己の動作レベルを制御する。ＣＰＵ設定温度における動作レベルは複数のモード、例えば、ハイパフォーマンスモード、通常モード、および低消費電力モードを有しており、ユーザーによって選択可能である。また、ＣＰＵ温度センサ２０８は、温度情報を温度監視部２００Ａに出力しており、温度制御部２０５Ｂは温度監視部２００Ａから温度情報を取得して、温度制御回路２０８Ａに代わってＣＰＵ２０８の動作レベルを制御可能である。

図４は、本発明の第２の実施の形態に関する情報処理装置の動作を示すフローチャートである。

まず、ＣＰＵ２０８において、ＣＰＵ温度センサ２０８ＢがＣＰＵ設定温度以上を検出した場合（Ｓ２０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０８内の温度制御回路２０８Ａが起動し、ＣＰＵ設定温度に関するＣＰＵ温度制御を実行する（Ｓ２１）。温度制御回路２０８ＡによってＣＰＵ２０８のスロットリングや動作電圧の減少および動作クロック倍率の減少が実行されるが、例えば、ユーザーによってハイパフォーマンスモードが設定されていると、最低限の動作レベル抑制のみ行われる。

次に、ＣＰＵ設定温度に関するＣＰＵ温度制御を実行しても温度が上昇し、ＣＰＵ定格温度以上となった場合（Ｓ２２；Ｙｅｓ）、温度制御部２０５Ｂは、温度制御回路２０８Ａを停止して定格温度に関する最大放熱制御および動作レベル制御を実行する（Ｓ２３）。温度制御部２０５Ｂは、ファン２００Ｃを最大限駆動させ、動作レベル制御としてＣＰＵ２０８において、スロットリング等を最大限実行する。次に、放熱性能が劣化して最大放熱制御および動作レベル制御を実行している旨を表示部１０１に表示、もしくはインジケータ２０２を使用して通知する（Ｓ２４）。

最大放熱制御および動作レベル制御を行ってもユニットの温度が定格温度以下にならなかった場合（Ｓ２５；Ｎｏ）、温度制御部２０５Ｂは、情報処理装置１で稼働しているシステム、例えばＯＳ等をスタンバイ状態またはハイバネーション状態へと移行させ、情報処理装置１内の動作を停止する（Ｓ２６）。

次に、一定時間経過後、ユニットの温度が定格温度以下にならなかった場合（Ｓ２７；Ｎｏ）、最大放熱制御では対応できない旨を表示部１０１に表示、もしくはインジケータ２０２を使用して通知し（Ｓ２８）、温度制御部２０５Ｂは、情報処理装置１で稼働しているシステム、例えばＯＳ等をシャットダウンし、情報処理装置１内の動作を停止する（Ｓ２９）。

一定時間経過後、ユニットの温度が定格温度以下になった場合（Ｓ２７；Ｙｅｓ）、温度制御部２０５Ｂは最大放熱制御および動作レベル制御を解除し（Ｓ３０）、Ｓ２０へと戻る。

本発明の第２の実施の形態によると、定格温度以下においてはＣＰＵ２０８の温度制御回路２０８Ａが放熱制御を実行し、定格温度以上において温度制御部２０５Ｂが最大放熱制御および動作レベル制御を実行するため、ユーザーの所望する動作パフォーマンスを定格温度まで達成できる。

また、最大放熱制御および動作レベル制御の後に定格温度以下にならない場合に、情報処理装置１のシステムをシャットダウンせずにスタンバイ状態またはハイバネーション状態に移行することで、作業中のデータを保持したまま情報処理装置１の動作を停止することができる。

定格温度以上になるとスタンバイ状態またはハイバネーション状態に移行するため、ノートＰＣ等で動作させながら持ち運ぶ際に生じることのある熱こもり状態であるトップヒート状態に、作業中のデータを消すことなく対応することができる。

なお、定格下限温度以下の温度における動作の制御は、冷却制御を加熱制御に変えることによって、定格上限温度以上の動作に準じて制御することができる。

本発明の第１の実施の形態に関する情報処理装置の外観を示す概略図である。本発明の第１の実施の形態に関する情報処理装置の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施の形態に関する情報処理装置の動作を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態に関する情報処理装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１…情報処理装置、１０…上ケース、２０…下ケース、１０１…表示部、２００…ＥＣ、２００Ａ…温度監視部、２００Ｂ…温度センサ、２００Ｃ…ファン、２０１…電源スイッチ、２０２…インジケータ（ＬＥＤ）、２０３…キーボード、２０４…ポインティングデバイス、２０５…フラッシュメモリ、２０５Ａ…ＢＩＯＳ、２０５Ｂ…温度制御部、２０６…サウスブリッジ、２０７…ノースブリッジ、２０８…ＣＰＵ、２０８Ａ…温度制御回路、２０８Ｂ…ＣＰＵ温度センサ、２０９…ＧＰＵ、２１０…ＯＤＤ、２１１…ＨＤＤ

Claims

所定の動作を行うユニットと、
前記ユニットの温度を測定する温度センサと、
放熱制御を実行して前記ユニットを冷却する冷却部と、
前記温度センサが測定する前記ユニットの温度が稼働中のシステムをシャットダウンす
るか否かの判別基準とする定格温度を超えない場合、前記冷却部に予め定められた第１の
レベルで放熱制御を実行させるとともに前記ユニットに予め定められた第１の動作レベル
で動作させ、前記ユニットの温度が前記定格温度を超えた場合、前記冷却部に予め定めら
れた前記第１のレベルより大きな第２のレベルで前記放熱制御を実行させるとともに前記
ユニットに前記第１の動作レベルより小さい第２の動作レベルで動作させ、前記第２のレ
ベルでの放熱制御を実行後に前記ユニットの温度が前記定格温度を超えた場合、前記情報
処理装置のシステムをシャットダウンし、前記第２のレベルでの放熱制御を実行後に前記
ユニットの温度が前記定格温度を超えない場合、前記第１のレベルで前記放熱制御を実行
させるとともに前記第１の動作レベルで動作させる温度制御部とを有することを特徴とす
る情報処理装置。
前記情報処理装置は表示部を有し、
前記温度制御部は、前記ユニットの温度が前記定格温度を超えた場合、前記冷却部に前
記第１のレベルより大きな前記第２のレベルで前記放熱制御を実行させた旨を前記表示部
に表示することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
前記温度制御部は、前記第２のレベルでの放熱制御を実行後、前記温度センサが測定す
る前記ユニットの温度が前記定格温度を超えている場合、前記情報処理装置のシステムを
スタンバイ状態もしくはハイバネーション状態へ移行することを特徴とする請求項１に記
載の情報処理装置。
前記温度制御部は、前記システムをスタンバイ状態もしくはハイバネーション状態へ移
行した後に、前記温度センサが測定する温度が前記定格温度を超えている場合、前記情報
処理装置のシステムをシャットダウンすることを特徴とする請求項３に記載の情報処理装
置。
情報処理装置内の所定の動作を行うユニットの温度を測定するステップと、
測定された前記ユニットの温度が稼働中のシステムをシャットダウンするか否かの判別
基準とする定格温度以上かどうか検出するステップと、
前記検出するステップにおいて、前記定格温度を超えない場合、予め定めた第１のレベ
ルで放熱制御を実行させるとともに前記ユニットに予め定めた第１の動作レベルで動作さ
せ、前記ユニットの温度が前記定格温度を超えた場合、前記第１のレベルより大きな第２
のレベルで前記放熱制御を実行させるとともに前記ユニットに前記第１の動作レベルより
小さい第２の動作レベルで動作させるステップと、
前記第２のレベルで前記放熱制御を実行させるステップの後、再び前記測定するステッ
プおよび前記検出するステップを実行し、前記定格温度以上を検出した場合、前記情報処
理装置のシステムをスタンバイ状態もしくはハイバネーション状態へ移行させるステップ
と、
前記情報処理装置のシステムをスタンバイ状態もしくはハイバネーション状態へ移行さ
せた後、前記ユニットの温度を測定し、前記測定された温度が前記定格温度以上である場
合、前記情報処理装置のシステムをシャットダウンするステップと、
前記情報処理装置のシステムをスタンバイ状態もしくはハイバネーション状態へ移行さ
せた後、前記ユニットの温度を測定し、前記測定された温度が前記定格温度以上でない場
合、前記第１のレベルで放熱制御を実行させると共に前記第１の動作レベルで動作させる
ステップとを有することを特徴とする情報処理装置の制御方法。