JP6440914B1 - 情報処理ユニット - Google Patents

Abstract

情報処理ユニット（２）は、ＣＰＵといったプロセッサを含む情報処理部（２２）と、装着されている外付け放熱フィン（４，５）の冷却能力を、外付け放熱フィン（４，５）の接続状況に基づいて判別し、ＣＰＵといったプロセッサのクロック周波数を冷却能力に応じて変化させるクロック周波数制御部（２３）とを備える。

Description

本発明は、冷却ユニットを装着可能な情報処理ユニットに関する。

ＣＰＵ（Central Processing Unit）が実装された情報処理ユニットでは、ＣＰＵのクロック周波数が高くなるにつれて、発熱量も大きくなる。情報処理ユニットと、冷却ユニットとを備える情報処理システムにおいて、情報処理ユニットにＣＰＵのクロック周波数を高くすることができる機能を持たせる場合には、ＣＰＵのクロック周波数が高くなった場合を見越して、冷却ユニットを拡張しておく必要がある。しかし、ＣＰＵのクロック周波数を高くすることができる機能を使用しないユーザにとっては、必要以上に情報処理システムが大きくなっていた。

従来、ＣＰＵのクロック周波数を高くすることができる機能を持った情報処理システムの小型化を図る技術が提案されている。たとえば、特許文献１には、コンピュータ本体と着脱可能な構造を有し、当該コンピュータ本体に接続して拡張機能を実現するための拡張ユニットを有するコンピュータシステムが提案されている。当該コンピュータシステムは、コンピュータ本体に設けられて、コンピュータ本体の内部の放熱を行なうための第１の放熱部材と、拡張ユニットに設けられて、コンピュータ本体の内部の放熱を行なうための第２の放熱部材とを具備する。当該コンピュータシステムは、コンピュータ本体に拡張ユニットを装着したときに、第１の放熱部材と第２の放熱部材とを接続するための接続手段と、接続手段により第１の放熱部材と第２の放熱部材とが接続されたときにコンピュータ本体の動作モードを通常パワーモードまたはフルパワーモードに設定し、拡張ユニットを使用せずにコンピュータ本体が単独で動作するときにはローパワーモードに設定するパワーモード設定手段とを具備する。

特開平１０−２７５０３４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の情報処理システムでは、情報処理ユニットに冷却ユニットが装着されたかを判別して、情報処理ユニットに冷却ユニットが装着されたときに、ＣＰＵのクロック周波数を通常のクロック周波数または高い値のクロック周波数に設定している。特許文献１に記載の情報処理システムでは、情報処理ユニットに冷却能力の異なる複数の冷却ユニットのいずれかが装着可能である場合において、情報処理ユニットに装着されている冷却ユニットの冷却能力を判別し、ＣＰＵのクロック周波数を当該冷却ユニットの冷却能力に見合ったものとすることについては考慮されていなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、情報処理ユニットに装着されている冷却ユニットの冷却能力を判別し、プロセッサのクロック周波数を当該冷却ユニットの冷却能力に見合ったものとすることができる情報処理ユニットを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる情報処理ユニットは、プロセッサを含む情報処理部を備える。情報処理ユニットは、装着されている冷却ユニットの冷却能力を、冷却ユニットが備える接続ピンの間隔の大きさに基づいて判別し、プロセッサのクロック周波数を冷却能力に応じて変化させるクロック周波数制御部を備える。

本発明にかかる情報処理ユニットは、情報処理ユニットに装着されている冷却ユニットの冷却能力を判別し、プロセッサのクロック周波数を当該冷却ユニットの冷却能力に見合ったものとすることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる情報処理ユニットを備える情報処理システムの一例を模式的に示す図 図１における情報処理ユニットの機能構成を説明するための図 図１における情報処理ユニットが実行するＣＰＵ高速化処理のフローチャート 本発明の実施の形態２にかかる情報処理ユニットを備える情報処理システムの一例を模式的に示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる情報処理ユニットを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１にかかる情報処理ユニットを備える情報処理システムについて説明する。図１は、本発明の実施の形態１にかかる情報処理ユニットを備える情報処理システムの一例を模式的に示す図である。

図１に示す情報処理システム１は、情報処理ユニット２を備える。情報処理ユニット２には、放熱フィン３が装着されている。情報処理ユニット２には、外付け放熱フィン４が装着可能である。外付け放熱フィン４は、冷却ユニットおよび放熱フィンの一例である。情報処理ユニット２には、外付け放熱フィン５が装着可能である。外付け放熱フィン５は、冷却ユニットおよび放熱フィンの一例である。

情報処理ユニット２には、プロセッサの一例であるＣＰＵが実装されている。情報処理ユニット２には、ＣＰＵのかわりに、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）またはＧＰＵ（Graphics Processing Unit）といったプロセッサが実装されていてもよい。情報処理ユニット２は、ソケット２１を有する。ソケット２１には、ピン穴２１ａ，２１ｂ，２１ｃが形成されている。

外付け放熱フィン４は、ショートピン４１を有する。ショートピン４１は、ピン４１ａ，４１ｂを含む。ショートピン４１は、接続ピンの一例である。情報処理システム１では、ピン４１ａがピン穴２１ａに差し込まれ、ピン４１ｂがピン穴２１ｂに差し込まれることにより、情報処理ユニット２に、外付け放熱フィン４が装着される。

外付け放熱フィン５は、外付け放熱フィン４よりも放熱フィンの伝熱面積が大きく、外付け放熱フィン４よりも放熱効率が高い。一般に、放熱フィンは、伝熱面積が大きくなるにつれて、外形の寸法も大きくなる。外付け放熱フィン５は、ショートピン５１を有する。ショートピン５１は、ピン５１ａ，５１ｂを含む。ショートピン５１は、接続ピンの一例である。ピン５１ａ，５１ｂの間隔は、ピン４１ａ，４１ｂの間隔よりも大きい。すなわち、外付け放熱フィン４のショートピン４１と、外付け放熱フィン５のショートピン５１とは、位置および配列が異なっている。情報処理システム１では、ピン５１ａがピン穴２１ａに差し込まれ、ピン５１ｂがピン穴２１ｃに差し込まれることにより、情報処理ユニット２に、外付け放熱フィン５が装着される。

図２は、図１における情報処理ユニットの機能構成を説明するための図である。

図２に示す情報処理ユニット２は、情報処理部２２と、クロック周波数制御部２３とを有する。情報処理部２２は、ＣＰＵを含む。情報処理部２２は、ＣＰＵのかわりに、ＭＰＵまたはＧＰＵといったプロセッサを含んでいてもよい。クロック周波数制御部２３は、情報処理ユニット２に外付け放熱フィン４，５のうちのいずれの外付け放熱フィン４，５が装着されているかを、外付け放熱フィン４，５が備えるショートピン４１，５１のうちのいずれのショートピン４１，５１による短絡が発生しているかで判別し、ＣＰＵのクロック周波数を情報処理ユニット２に装着されているいずれの外付け放熱フィン４，５に見合ったものに設定可能である。換言すれば、クロック周波数制御部２３は、装着されている外付け放熱フィン４，５の冷却能力を、外付け放熱フィン４，５の接続状況に基づいて判別し、ＣＰＵのクロック周波数を冷却能力に応じて変化させることが可能である。クロック周波数制御部２３は、装着されている外付け放熱フィン４，５の冷却能力を、外付け放熱フィン４，５が備えるショートピン４１，５１の位置および配列で判別し、ＣＰＵのクロック周波数を冷却能力に応じて変化させることが可能である。情報処理部２２およびクロック周波数制御部２３の機能の詳細な説明については、後述する図３のフローチャートの説明において行う。

図３は、図１における情報処理ユニットが実行するＣＰＵ高速化処理のフローチャートである。

まず、情報処理ユニット２が起動されると（ステップＳ１）、情報処理部２２は、クロック周波数として予め設定されている第１のクロック周波数で動作する（ステップＳ２）。

次いで、クロック周波数制御部２３は、情報処理ユニット２に外付け放熱フィン４が装着されているか否かを判別する（ステップＳ３）。クロック周波数制御部２３は、ショートピン４１による短絡が発生しているときは、情報処理ユニット２に外付け放熱フィン４が装着されていると判別し、ショートピン４１による短絡が発生していないときは、情報処理ユニット２に外付け放熱フィン４が装着されていないと判別する。たとえば、クロック周波数制御部２３は、ショートピン４１により短絡された経路の電流を測定することにより、ショートピン４１による短絡の発生を判別することができる。

ステップＳ３での判別の結果、情報処理ユニット２に外付け放熱フィン４が装着されているときは（ステップＳ３でＹｅｓ）、クロック周波数制御部２３は、情報処理部２２のＣＰＵのクロック周波数を、第２のクロック周波数に設定する（ステップＳ４）。第２のクロック周波数は、第１のクロック周波数よりも高い周波数である。

次いで、情報処理部２２は、ステップＳ４で設定された第２のクロック周波数で動作する（ステップＳ５）。

ステップＳ３での判別の結果、情報処理ユニット２に外付け放熱フィン４が装着されていないときは（ステップＳ３でＮｏ）、クロック周波数制御部２３は、情報処理ユニット２に外付け放熱フィン５が装着されているか否かを判別する（ステップＳ６）。クロック周波数制御部２３は、ショートピン５１による短絡が発生しているときは、情報処理ユニット２に外付け放熱フィン５が装着されていると判別し、ショートピン５１による短絡が発生していないときは、情報処理ユニット２に外付け放熱フィン５が装着されていないと判別する。たとえば、クロック周波数制御部２３は、ショートピン５１により短絡された経路の電流を測定することにより、ショートピン５１による短絡の発生を判別することができる。

ステップＳ６での判別の結果、情報処理ユニット２に外付け放熱フィン５が装着されているときは（ステップＳ６でＹｅｓ）、クロック周波数制御部２３は、情報処理部２２のＣＰＵのクロック周波数を、第３のクロック周波数に設定する（ステップＳ７）。第３のクロック周波数は、第１のクロック周波数よりも高く、第２のクロック周波数よりも高い周波数である。

次いで、情報処理部２２は、ステップＳ７で設定された第３のクロック周波数で動作する（ステップＳ８）。

ステップＳ６での判別の結果、情報処理ユニット２に外付け放熱フィン５が装着されていないときは（ステップＳ６でＮｏ）、ステップＳ３の処理に戻る。

図３に示すＣＰＵ高速化処理によれば、クロック周波数制御部２３は、情報処理ユニット２に外付け放熱フィン４，５のうちのいずれの外付け放熱フィン４，５が装着されているかを、外付け放熱フィン４，５が備えるショートピン４１，５１のうちのいずれのショートピン４１，５１による短絡が発生しているかで判別し、ＣＰＵのクロック周波数を情報処理ユニット２に装着されているいずれの外付け放熱フィン４，５に見合ったものに設定可能である。換言すれば、クロック周波数制御部２３は、装着されている外付け放熱フィン４，５の冷却能力を、外付け放熱フィン４，５の接続状況に基づいて判別し、ＣＰＵのクロック周波数を冷却能力に応じて変化させることが可能である。クロック周波数制御部２３は、装着されている外付け放熱フィン４，５の冷却能力を、外付け放熱フィン４，５が備えるショートピン４１，５１の位置および配列で判別することが可能であり、ＣＰＵのクロック周波数を冷却能力に応じて変化させることが可能である。

本実施の形態では、外付け放熱フィン４，５のいずれかが情報処理ユニット２に装着された場合には、ＣＰＵのクロック周波数が２つの周波数のいずれかに設定されたが、３つ以上の外付け放熱フィンのうちのいずれかが情報処理ユニット２に装着された場合には、ＣＰＵのクロック周波数が３つ以上の周波数のうちのいずれかに設定されるようにしてもよい。ソケット２１に形成されているピン穴の個数、および外付け放熱フィンが有するショートピンの間隔を調整することにより、外付け放熱フィンが有するショートピンの位置および配列を異ならせることができ、クロック周波数制御部２３は、３つ以上の外付け放熱フィンのうちのいずれかが情報処理ユニット２に装着されたことを判別することができる。

本実施の形態では、ピン４１ａ，４１ｂの間隔の大きさと、ピン５１ａ，５１ｂの間隔の大きさとは、外付け放熱フィン４，５の冷却能力に応じた大きさとしてもよい。本実施の形態では、外付け放熱フィン４の冷却能力よりも外付け放熱フィン５の冷却能力の方が高いため、ピン５１ａ，５１ｂの間隔の大きさは、ピン４１ａ，４１ｂの間隔の大きさよりも大きい。一般に、ピンの間隔が大きい場合、ピンの間隔が小さい場合と比較して、情報処理ユニットと外付け放熱フィンとの接続強度を高めることができる。このため、情報処理ユニット２と外付け放熱フィン４との接続強度よりも情報処理ユニット２と外付け放熱フィン５との接続強度を高くすることができる。また、ショートピン４１のピン４１ａ，４１ｂの間隔の大きさと、ショートピン５１のピン５１ａ，５１ｂの間隔の大きさとを、外付け放熱フィン４，５の冷却能力に応じた大きさとする場合、たとえばショートピン４１が差し込まれるはずのピン穴２１ａ，２１ｂ以外のピン穴２１ｂ、２１ｃにショートピン４１が差し込まれたときでも、クロック周波数制御部２３は外付け放熱フィン４の冷却能力をショートピン４１のピン４１ａ，４１ｂの間隔の大きさで判別することも可能となる。

本実施の形態では、クロック周波数制御部２３は、装着されている外付け放熱フィン４，５の冷却能力を、外付け放熱フィン４，５が備えるショートピン４１，５１の位置および配列で判別していたが、外付け放熱フィン４，５が備えるピンの本数、ピンの太さ、またはピンの長さで、装着されている外付け放熱フィン４，５の冷却能力を判別するようにしてもよい。この場合、ソケット２１には、たとえば、ピンの本数分のピン穴、ピンの太さに対応したピン穴、またはピンの長さに対応したピン穴が形成される。

本実施の形態では、情報処理ユニット２と、外付け放熱フィン４，５との電気的接続および固定をショートピン４１，５１で行っているが、電気的接続および固定の両機能を有する部材、たとえば情報処理ユニット２を挟み込むような形状の金具で行ってもよい。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２にかかる情報処理ユニットを備える情報処理システムについて説明する。図４は、本発明の実施の形態２にかかる情報処理ユニットを備える情報処理システムの一例を模式的に示す図である。本発明の実施の形態２にかかる情報処理ユニット２は、外付け冷却ファン６，７が装着可能である点が、上述した実施の形態１と異なる。実施の形態１と重複した構成および作用については説明を省略し、以下に異なる構成および作用についての説明を行う。

図４に示す情報処理システム１Ａでは、情報処理ユニット２には、外付け冷却ファン６が装着可能である。外付け冷却ファン６は、冷却ユニットおよび冷却ファンの一例である。情報処理ユニット２には、外付け冷却ファン７が装着可能である。外付け冷却ファン７は、冷却ユニットおよび冷却ファンの一例である。

外付け冷却ファン６は、ショートピン６１を有する。ショートピン６１は、ピン６１ａ，６１ｂを含む。ショートピン６１は、接続ピンの一例である。情報処理システム１Ａでは、ピン６１ａがピン穴２１ａに差し込まれ、ピン６１ｂがピン穴２１ｂに差し込まれることにより、情報処理ユニット２に、外付け冷却ファン６が装着される。

外付け冷却ファン７は、外付け冷却ファン６よりも冷却能力が高い。一般に、冷却ファンは、冷却能力が高くなるにつれて、外形の寸法も大きくなる。外付け冷却ファン７は、ショートピン７１を有する。ショートピン７１は、ピン７１ａ，７１ｂを含む。ショートピン７１は、接続ピンの一例である。ピン７１ａ，７１ｂの間隔は、ピン６１ａ，６１ｂの間隔よりも大きい。すなわち、外付け冷却ファン６のショートピン６１と、外付け冷却ファン７のショートピン７１とは、位置および配列が異なっている。情報処理システム１Ａでは、ピン７１ａがピン穴２１ａに差し込まれ、ピン７１ｂがピン穴２１ｃに差し込まれることにより、情報処理ユニット２に、外付け冷却ファン７が装着される。

本実施の形態では、クロック周波数制御部２３は、情報処理ユニット２に外付け冷却ファン６，７のうちのいずれの外付け冷却ファン６，７が装着されているかを、外付け冷却ファン６，７が備えるショートピン６１，７１のうちのいずれのショートピン６１，７１による短絡が発生しているかで判別し、ＣＰＵのクロック周波数を情報処理ユニット２に装着されているいずれの外付け冷却ファン６，７に見合ったものに設定可能である。換言すれば、クロック周波数制御部２３は、装着されている外付け冷却ファン６，７の冷却能力を、外付け冷却ファン６，７の接続状況に基づいて判別し、ＣＰＵのクロック周波数を冷却能力に応じて変化させることが可能である。クロック周波数制御部２３は、装着されている外付け冷却ファン６，７の冷却能力を、外付け冷却ファン６，７が備えるショートピン６１，７１の位置および配列で判別することが可能であり、ＣＰＵのクロック周波数を冷却能力に応じて変化させることが可能である。

本実施の形態では、外付け冷却ファン６，７のいずれかが情報処理ユニット２に装着された場合には、ＣＰＵのクロック周波数が２つの周波数のいずれかに設定されたが、３つ以上の外付け冷却ファンのうちのいずれかが情報処理ユニット２に装着された場合には、ＣＰＵのクロック周波数が３つ以上の周波数のうちのいずれかに設定されるようにしてもよい。ソケット２１に形成されているピン穴の個数、および外付け冷却ファンが有するショートピンの間隔を調整することにより、外付け冷却ファンが有するショートピンの位置および配列を異ならせることができ、クロック周波数制御部２３は、３つ以上の外付け冷却ファンのうちのいずれかが情報処理ユニット２に装着されたことを判別することができる。

本実施の形態では、ピン６１ａ，６１ｂの間隔の大きさと、ピン７１ａ，７１ｂの間隔の大きさとは、外付け冷却ファン６，７の冷却能力に応じた大きさとしてもよい。本実施の形態では、外付け冷却ファン６の冷却能力よりも外付け冷却ファン７の冷却能力の方が高いため、ピン７１ａ，７１ｂの間隔の大きさは、ピン６１ａ，６１ｂの間隔の大きさよりも大きい。このため、情報処理ユニット２と外付け冷却ファン６との接続強度よりも情報処理ユニット２と外付け冷却ファン７との接続強度を高くすることができる。また、ショートピン６１のピン６１ａ，６１ｂの間隔の大きさと、ショートピン７１のピン７１ａ，７１ｂの間隔の大きさとを、外付け冷却ファン６，７の冷却能力に応じた大きさとする場合、たとえばショートピン６１が差し込まれるはずのピン穴２１ａ，２１ｂ以外のピン穴２１ｂ、２１ｃにショートピン６１が差し込まれたときでも、クロック周波数制御部２３は外付け冷却ファン６の冷却能力をショートピン６１のピン６１ａ，６１ｂの間隔の大きさで判別することも可能となる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略および変更することも可能である。

１，１Ａ 情報処理システム、２ 情報処理ユニット、３ 放熱フィン、４，５ 外付け放熱フィン、６，７ 外付け冷却ファン、２１ ソケット、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ ピン穴、２２ 情報処理部、２３ クロック周波数制御部、４１，５１，６１，７１ ショートピン、４１ａ，４１ｂ，５１ａ，５１ｂ，６１ａ，６１ｂ，７１ａ，７１ｂ ピン。

Claims (3)

1. プロセッサを含む情報処理部と、
   装着されている冷却ユニットの冷却能力を、前記冷却ユニットが備える接続ピンの間隔の大きさに基づいて判別し、前記プロセッサのクロック周波数を前記冷却能力に応じて変化させるクロック周波数制御部と
   を備えることを特徴とする情報処理ユニット。
2. 前記冷却ユニットは、放熱フィンを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理ユニット。
3. 前記冷却ユニットは、冷却ファンを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理ユニット。

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