JPH08179846A - コンピュータシステム、およびコンピュータシステム内のcpuクロック信号の周波数を調整する方法 - Google Patents
コンピュータシステム、およびコンピュータシステム内のcpuクロック信号の周波数を調整する方法Info
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- JPH08179846A JPH08179846A JP7225013A JP22501395A JPH08179846A JP H08179846 A JPH08179846 A JP H08179846A JP 7225013 A JP7225013 A JP 7225013A JP 22501395 A JP22501395 A JP 22501395A JP H08179846 A JPH08179846 A JP H08179846A
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- clock signal
- temperature
- computer system
- semiconductor die
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- G06F1/08—Clock generators with changeable or programmable clock frequency
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- G—PHYSICS
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- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/16—Constructional details or arrangements
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- G06F1/206—Cooling means comprising thermal management
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- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 コンピュータシステムがオーバヒートしない
で最適なクロック周波数で動作するのを可能にする、ヒ
ューリスティックなクロック速度最適化機構を含むコン
ピュータシステムを提供する。 【解決手段】 マイクロプロセッサ102は関連する半
導体ダイ上に組入れられ、半導体ダイの温度を示す信号
を発生するプログラム可能な熱センサ130を含む。制
御信号が、CPUクロック信号の周波数を制御する周波
数シンセサイザ110に与えられる。周波数シンセサイ
ザは、マイクロプロセッサがオーバヒートするのを防ぎ
ながら、最適な周波数で動作するようにCPUクロック
信号の周波数が変更されるように、ダイナミックに制御
される。
で最適なクロック周波数で動作するのを可能にする、ヒ
ューリスティックなクロック速度最適化機構を含むコン
ピュータシステムを提供する。 【解決手段】 マイクロプロセッサ102は関連する半
導体ダイ上に組入れられ、半導体ダイの温度を示す信号
を発生するプログラム可能な熱センサ130を含む。制
御信号が、CPUクロック信号の周波数を制御する周波
数シンセサイザ110に与えられる。周波数シンセサイ
ザは、マイクロプロセッサがオーバヒートするのを防ぎ
ながら、最適な周波数で動作するようにCPUクロック
信号の周波数が変更されるように、ダイナミックに制御
される。
Description
【0001】
【発明の分野】この発明は、コンピュータシステムに関
し、より特定的には、コンピュータシステムがオーバヒ
ートしないで最適なクロック周波数で動作するのを可能
にするように、マイクロプロセッサのクロック速度をダ
イナミックに管理するための機構および技術に関する。
し、より特定的には、コンピュータシステムがオーバヒ
ートしないで最適なクロック周波数で動作するのを可能
にするように、マイクロプロセッサのクロック速度をダ
イナミックに管理するための機構および技術に関する。
【0002】
【関連技術の説明】マイクロプロセッサクロック信号の
周波数は、コンピュータシステムの性能全体に対して重
要な決定要素である。一般に、マイクロプロセッサクロ
ック信号の速度が増大すると、さまざまな命令を実行す
るのに必要な時間が減少する。したがって、比較的高い
内部クロック周波数を有するマイクロプロセッサが高性
能および過度の計算を行なうアプリケーションには望ま
しい。
周波数は、コンピュータシステムの性能全体に対して重
要な決定要素である。一般に、マイクロプロセッサクロ
ック信号の速度が増大すると、さまざまな命令を実行す
るのに必要な時間が減少する。したがって、比較的高い
内部クロック周波数を有するマイクロプロセッサが高性
能および過度の計算を行なうアプリケーションには望ま
しい。
【0003】不幸にも、マイクロプロセッサクロック信
号が駆動され得る周波数は限られている。一般に、マイ
クロプロセッサクロック信号の周波数が増大すると、マ
イクロプロセッサ回路により発生される熱量も増大す
る。マイクロプロセッサチップの温度があるしきい値を
超えると、故障するかもしれない。したがって、製造業
者は典型的には、マイクロプロセッサを、システムが適
切に動作するように保証されている予め定められた最大
周波数で動作するように定格する。この予め定められた
最大周波数は、通常、最悪の場合の周囲温度を含めて最
悪の条件を考慮するように特定される。不幸にも、マイ
クロプロセッサは典型的には最悪の条件の下で動作され
ないので、マイクロプロセッサの性能は通常、最大の定
められた周波数で動作しているときには最適化されな
い。その結果、コンピュータシステムの性能全体が低下
するかもしれない。
号が駆動され得る周波数は限られている。一般に、マイ
クロプロセッサクロック信号の周波数が増大すると、マ
イクロプロセッサ回路により発生される熱量も増大す
る。マイクロプロセッサチップの温度があるしきい値を
超えると、故障するかもしれない。したがって、製造業
者は典型的には、マイクロプロセッサを、システムが適
切に動作するように保証されている予め定められた最大
周波数で動作するように定格する。この予め定められた
最大周波数は、通常、最悪の場合の周囲温度を含めて最
悪の条件を考慮するように特定される。不幸にも、マイ
クロプロセッサは典型的には最悪の条件の下で動作され
ないので、マイクロプロセッサの性能は通常、最大の定
められた周波数で動作しているときには最適化されな
い。その結果、コンピュータシステムの性能全体が低下
するかもしれない。
【0004】
【発明の概要】上で概略を述べた問題は大部分は、この
発明に従うコンピュータシステムのためのヒューリステ
ィックなクロック速度最適化機構により解決される。1
つの実施例において、マイクロプロセッサは、関連する
半導体ダイに組入れられ、半導体ダイの温度を示す信号
を発生する熱センサを含む。制御信号は、CPUクロッ
ク信号の周波数を制御する周波数シンセサイザに与えら
れる。周波数シンセサイザは、マイクロプロセッサがオ
ーバヒートするのを防ぎながら、最適な周波数で動作す
るようにCPUクロック信号の周波数が変更されるよう
に、ダイナミックに制御される。1つの実施例におい
て、コンピュータシステムをリセットすると、クロック
周波数が初期周波数にセットされる。クロック周波数
は、半導体ダイの温度が予め定められたしきい値に達す
るまで、徐々にかつ増分的に増大される。予め定められ
た温度しきい値に達したときの周波数は次にセーブさ
れ、動作周波数があるレベルだけ下げられる。半導体ダ
イの温度が予め定められたしきい値より下がるある期間
後、クロック信号の周波数は、半導体ダイの温度が予め
定められたしきい値に達したときのセーブされた周波数
より低い予め定められた量に再び高くされる。マイクロ
プロセッサクロック信号の周波数は次に、予め定められ
た最大しきい値温度に再び達するまで、または予め定め
られた期間が満了するまで一定に保持され、そのときに
クロック信号の周波数がそれぞれ低くされ得るかまたは
高くされ得る。周波数シンセサイザはさらに、システム
クロック信号の周波数を制御でき、付加的な熱センサ
が、周波数シンセサイザに結合され、システム内の第2
の予め定められた位置で測定される温度に従ってシステ
ムクロック信号の周波数を制御できる。その結果、CP
Uクロック信号およびシステムクロック信号の両方の周
波数が、特定の時間に動作条件に従ってダイナミックに
最適化され得る。さらに、特定のシステム内の熱の流れ
を最適化することにより、システム設計者はシステム性
能全体を対応して向上できる。
発明に従うコンピュータシステムのためのヒューリステ
ィックなクロック速度最適化機構により解決される。1
つの実施例において、マイクロプロセッサは、関連する
半導体ダイに組入れられ、半導体ダイの温度を示す信号
を発生する熱センサを含む。制御信号は、CPUクロッ
ク信号の周波数を制御する周波数シンセサイザに与えら
れる。周波数シンセサイザは、マイクロプロセッサがオ
ーバヒートするのを防ぎながら、最適な周波数で動作す
るようにCPUクロック信号の周波数が変更されるよう
に、ダイナミックに制御される。1つの実施例におい
て、コンピュータシステムをリセットすると、クロック
周波数が初期周波数にセットされる。クロック周波数
は、半導体ダイの温度が予め定められたしきい値に達す
るまで、徐々にかつ増分的に増大される。予め定められ
た温度しきい値に達したときの周波数は次にセーブさ
れ、動作周波数があるレベルだけ下げられる。半導体ダ
イの温度が予め定められたしきい値より下がるある期間
後、クロック信号の周波数は、半導体ダイの温度が予め
定められたしきい値に達したときのセーブされた周波数
より低い予め定められた量に再び高くされる。マイクロ
プロセッサクロック信号の周波数は次に、予め定められ
た最大しきい値温度に再び達するまで、または予め定め
られた期間が満了するまで一定に保持され、そのときに
クロック信号の周波数がそれぞれ低くされ得るかまたは
高くされ得る。周波数シンセサイザはさらに、システム
クロック信号の周波数を制御でき、付加的な熱センサ
が、周波数シンセサイザに結合され、システム内の第2
の予め定められた位置で測定される温度に従ってシステ
ムクロック信号の周波数を制御できる。その結果、CP
Uクロック信号およびシステムクロック信号の両方の周
波数が、特定の時間に動作条件に従ってダイナミックに
最適化され得る。さらに、特定のシステム内の熱の流れ
を最適化することにより、システム設計者はシステム性
能全体を対応して向上できる。
【0005】概して、この発明は、半導体ダイ上に製作
されたマイクロプロセッサと、半導体ダイ上に位置し、
半導体ダイの温度を検知する温度センサとを含むコンピ
ュータシステムを企図する。温度センサは、温度を示す
出力信号を与える。CPUクロック信号を発生できる周
波数シンセサイザも設けられ、周波数シンセサイザは、
コマンド信号に依存してCPUクロック信号の周波数を
変えることができる。温度センサから出力信号を受取る
ことができかつコマンド信号を発生できる制御ユニット
がさらに設けられる。制御ユニットは、半導体ダイの予
め定められた温度が温度センサにより検知されると、C
PUクロック信号の周波数が周波数シンセサイザにより
減少されるように、コマンド信号を発生する。
されたマイクロプロセッサと、半導体ダイ上に位置し、
半導体ダイの温度を検知する温度センサとを含むコンピ
ュータシステムを企図する。温度センサは、温度を示す
出力信号を与える。CPUクロック信号を発生できる周
波数シンセサイザも設けられ、周波数シンセサイザは、
コマンド信号に依存してCPUクロック信号の周波数を
変えることができる。温度センサから出力信号を受取る
ことができかつコマンド信号を発生できる制御ユニット
がさらに設けられる。制御ユニットは、半導体ダイの予
め定められた温度が温度センサにより検知されると、C
PUクロック信号の周波数が周波数シンセサイザにより
減少されるように、コマンド信号を発生する。
【0006】この発明はさらに、初期周波数でCPUク
ロック信号を駆動するステップと、マイクロプロセッサ
と関連する半導体ダイの温度を検知するステップとを含
む、コンピュータシステム内のCPUクロック信号の周
波数を調整する方法を企図する。半導体ダイの温度が予
め定められたしきい値より低ければ、CPUクロック信
号の周波数が増大される。半導体ダイの温度が予め定め
られたしきい値より高くなると、CPUクロック信号の
現在の周波数がストアされ、CPUクロック信号の周波
数がストアされた周波数より低くされる。
ロック信号を駆動するステップと、マイクロプロセッサ
と関連する半導体ダイの温度を検知するステップとを含
む、コンピュータシステム内のCPUクロック信号の周
波数を調整する方法を企図する。半導体ダイの温度が予
め定められたしきい値より低ければ、CPUクロック信
号の周波数が増大される。半導体ダイの温度が予め定め
られたしきい値より高くなると、CPUクロック信号の
現在の周波数がストアされ、CPUクロック信号の周波
数がストアされた周波数より低くされる。
【0007】この発明の他の目的および利点は、次の詳
細な説明を読みかつ添付の図面を参照すると明らかにな
るであろう。
細な説明を読みかつ添付の図面を参照すると明らかにな
るであろう。
【0008】この発明にはさまざまな変形例および代替
の形態が可能であるが、その特定の実施例を一例として
図面に示し、ここに詳細に説明する。しかしながら、そ
の図面および詳細な説明は、この発明を開示される特定
の形態に限定することを意図せず、それどころか、その
意図するところは、前掲の特許請求の範囲により規定さ
れるこの発明の精神および範囲内にあるすべての変形
例、均等物および代替例を網羅することである。
の形態が可能であるが、その特定の実施例を一例として
図面に示し、ここに詳細に説明する。しかしながら、そ
の図面および詳細な説明は、この発明を開示される特定
の形態に限定することを意図せず、それどころか、その
意図するところは、前掲の特許請求の範囲により規定さ
れるこの発明の精神および範囲内にあるすべての変形
例、均等物および代替例を網羅することである。
【0009】
【詳細な説明】ここで図面を参照する。図1は、この発
明に従うヒューリスティックなクロック速度最適化機構
を用いるコンピュータシステム100のブロック図であ
る。図に示されるように、コンピュータシステム100
は、システムバス108を介してメモリコントローラ1
04と周辺装置106とに結合されるマイクロプロセッ
サ(CPU)102を含む。周波数シンセサイザ110
がさらにマイクロプロセッサ102に結合される。
明に従うヒューリスティックなクロック速度最適化機構
を用いるコンピュータシステム100のブロック図であ
る。図に示されるように、コンピュータシステム100
は、システムバス108を介してメモリコントローラ1
04と周辺装置106とに結合されるマイクロプロセッ
サ(CPU)102を含む。周波数シンセサイザ110
がさらにマイクロプロセッサ102に結合される。
【0010】マイクロプロセッサ102は、予め定めら
れた命令セットを実現するデータ処理ユニットである。
例示的な処理ユニットは、とりわけ80386型および
80486型マイクロプロセッサを含む。周辺装置10
6は、DMAコントローラ、割込コントローラまたはタ
イマなどのさまざまな周辺構成要素である。メモリコン
トローラ104および周辺装置106が、マイクロプロ
セッサ102に伴われるようにチップセットとして製造
される集積回路上に製作され得ることが注目される。そ
の代わりに、メモリコントローラ104および/または
周辺装置106は、マイクロプロセッサ102と共通の
半導体ダイ上に組入れられ得る。
れた命令セットを実現するデータ処理ユニットである。
例示的な処理ユニットは、とりわけ80386型および
80486型マイクロプロセッサを含む。周辺装置10
6は、DMAコントローラ、割込コントローラまたはタ
イマなどのさまざまな周辺構成要素である。メモリコン
トローラ104および周辺装置106が、マイクロプロ
セッサ102に伴われるようにチップセットとして製造
される集積回路上に製作され得ることが注目される。そ
の代わりに、メモリコントローラ104および/または
周辺装置106は、マイクロプロセッサ102と共通の
半導体ダイ上に組入れられ得る。
【0011】その図示された形態において、周波数シン
セサイザ110はマイクロプロセッサ102の外部にあ
る。しかしながら、周波数シンセサイザ110がマイク
ロプロセッサ102の一体的部分として組入れられ得る
ことは理解される。同様に、制御ユニット134はマイ
クロプロセッサ102と別に組入れられ得る。
セサイザ110はマイクロプロセッサ102の外部にあ
る。しかしながら、周波数シンセサイザ110がマイク
ロプロセッサ102の一体的部分として組入れられ得る
ことは理解される。同様に、制御ユニット134はマイ
クロプロセッサ102と別に組入れられ得る。
【0012】動作の間、周波数シンセサイザ110はラ
イン120にCPUクロック信号を発生し、この信号
は、マイクロプロセッサ102により受取られ、内部マ
イクロプロセッサクロック信号を発生するのに用いられ
る。以下のことからより理解されるように、周波数シン
セサイザ110は、ライン122のマイクロプロセッサ
102からのコマンド[1:0]と表記されたコマンド
信号に基づいて、ライン120のCPUクロック信号の
周波数を変更できる。
イン120にCPUクロック信号を発生し、この信号
は、マイクロプロセッサ102により受取られ、内部マ
イクロプロセッサクロック信号を発生するのに用いられ
る。以下のことからより理解されるように、周波数シン
セサイザ110は、ライン122のマイクロプロセッサ
102からのコマンド[1:0]と表記されたコマンド
信号に基づいて、ライン120のCPUクロック信号の
周波数を変更できる。
【0013】マイクロプロセッサ102は、マイクロプ
ロセッサ102が物理的に製作される半導体ダイ上にあ
る温度センサ130を含む。動作の間、温度センサ13
0はライン132に出力信号を与え、この信号は制御ユ
ニット134により受取られる。温度センサ130から
の出力信号がデジタルまたはアナログのいずれでもよい
ことが理解される。制御ユニット134は、温度センサ
130からの出力信号に依存して、2ビットの制御信号
コマンド[1:0]を発生する。
ロセッサ102が物理的に製作される半導体ダイ上にあ
る温度センサ130を含む。動作の間、温度センサ13
0はライン132に出力信号を与え、この信号は制御ユ
ニット134により受取られる。温度センサ130から
の出力信号がデジタルまたはアナログのいずれでもよい
ことが理解される。制御ユニット134は、温度センサ
130からの出力信号に依存して、2ビットの制御信号
コマンド[1:0]を発生する。
【0014】以下の表1は、制御ユニット134により
発生されるコマンド[1:0]信号の可能な状態と、各
状態に応答して周波数シンセサイザ110によりとられ
る動作とを示す。表に示されるように、コマンド[1:
0]信号により、周波数シンセサイザ110は、CPU
クロック信号の周波数を増大するか、CPUクロック信
号の周波数を減少するか、またはCPUクロック信号の
周波数を維持することができる。
発生されるコマンド[1:0]信号の可能な状態と、各
状態に応答して周波数シンセサイザ110によりとられ
る動作とを示す。表に示されるように、コマンド[1:
0]信号により、周波数シンセサイザ110は、CPU
クロック信号の周波数を増大するか、CPUクロック信
号の周波数を減少するか、またはCPUクロック信号の
周波数を維持することができる。
【0015】
【表1】
【0016】図1に図示された制御ユニット134は、
全体をハードウェアによって、またはマイクロプロセッ
サ102内で実行されるソフトウェアによって部分的
に、実現され得る。制御ユニット134の一部を実現す
るように用いられ得る1つのソフトウェアプログラムを
以下に示す。 変数:
全体をハードウェアによって、またはマイクロプロセッ
サ102内で実行されるソフトウェアによって部分的
に、実現され得る。制御ユニット134の一部を実現す
るように用いられ得る1つのソフトウェアプログラムを
以下に示す。 変数:
【0017】
【表2】
【0018】アルゴリズム:
【0019】
【表3】
【0020】上のプログラムリスト内に規定される変数
は、制御ユニット134および周波数シンセサイザ11
0の様々なオペレーショナルパラメータを特定しおよび
/または追跡するように、与えられる。より具体的に
は、変数「ステップサイズ(step size )」は、周波数
シンセサイザ110と関連する各周波数インクリメント
のサイズ(すなわち程度)を特定し、変数「ステップタ
イム(step time )」は、周波数の特定の変更に続いて
与えられる安定化時間をセットし、変数「減少係数(red
uction factor )」は、周波数デクリメントの傾きを制
御する。変数「現在の周波数(current frequency )」
は、周波数シンセサイザ110の現在の周波数を示し、
変数「ツーホット周波数(too hot frequency )」は、
シリコンがオーバヒートしたときの、最も新しい周波数
(すなわち、半導体ダイの温度が予め定められた最大し
きい値に達したときの周波数)を示す。最後に、変数
「ツーホットタイム(too hot time)」は、最後のツー
ホット条件から経過した時間を示し、変数「クールタイ
ム(cool time )」は、ツーホット周波数をリセットす
るための時間を示す。変数「ツーホット(too hot )」
は、温度センサ130からの1ビットのデジタル値を表
わす。半導体ダイが予め定められた最大しきい値より低
ければ、変数「ツーホット」はローである。温度が予め
定められたしきい値に達するかまたはこれを超える場合
には、温度センサ130は(ライン132の)「ツーホ
ット」信号をハイに駆動する。
は、制御ユニット134および周波数シンセサイザ11
0の様々なオペレーショナルパラメータを特定しおよび
/または追跡するように、与えられる。より具体的に
は、変数「ステップサイズ(step size )」は、周波数
シンセサイザ110と関連する各周波数インクリメント
のサイズ(すなわち程度)を特定し、変数「ステップタ
イム(step time )」は、周波数の特定の変更に続いて
与えられる安定化時間をセットし、変数「減少係数(red
uction factor )」は、周波数デクリメントの傾きを制
御する。変数「現在の周波数(current frequency )」
は、周波数シンセサイザ110の現在の周波数を示し、
変数「ツーホット周波数(too hot frequency )」は、
シリコンがオーバヒートしたときの、最も新しい周波数
(すなわち、半導体ダイの温度が予め定められた最大し
きい値に達したときの周波数)を示す。最後に、変数
「ツーホットタイム(too hot time)」は、最後のツー
ホット条件から経過した時間を示し、変数「クールタイ
ム(cool time )」は、ツーホット周波数をリセットす
るための時間を示す。変数「ツーホット(too hot )」
は、温度センサ130からの1ビットのデジタル値を表
わす。半導体ダイが予め定められた最大しきい値より低
ければ、変数「ツーホット」はローである。温度が予め
定められたしきい値に達するかまたはこれを超える場合
には、温度センサ130は(ライン132の)「ツーホ
ット」信号をハイに駆動する。
【0021】コンピュータシステム100のリセットす
ると、CPUクロック信号周波数が予め定められた「初
期周波数」にセットされる。温度センサ130が、マイ
クロプロセッサの温度が予め定められた最大しきい値に
達していることを示さない場合(すなわち温度センサ1
30からの出力信号がローである場合)、変数「ステッ
プタイム」により決定される安定化時間に続いて、CP
Uクロック信号の周波数は1「ステップサイズ」だけイ
ンクリメントされる。たとえば1つの実施例おいて、
「初期周波数」が30MHzにセットされることがで
き、変数「ステップタイム」が30秒にセットされるこ
とができ、変数「ステップサイズ」が5MHzにセット
されることができ、予め定められた最大温度が85℃で
あると考えられ得る。コンピュータシステム100のリ
セット時、周波数シンセサイザ110は最初に、30M
Hzの周波数でライン120のCPUクロック信号を駆
動する。温度センサ130が、半導体ダイの温度が85
℃の最大温度より低いことを示す場合には、30秒の
「ステップタイム」に続いて、コマンド[1:0]信号
が「00」の値で駆動され、これにより、周波数シンセ
サイザ110はCPUクロック信号120を5MHz
(「ステップサイズ」)だけ増大する。新しいコマンド
[1:0]の値が制御ユニット134により発生される
ごとに、伝送信号が制御ユニット134から周波数シン
セサイザ110に与えられ得ることが注目される。
ると、CPUクロック信号周波数が予め定められた「初
期周波数」にセットされる。温度センサ130が、マイ
クロプロセッサの温度が予め定められた最大しきい値に
達していることを示さない場合(すなわち温度センサ1
30からの出力信号がローである場合)、変数「ステッ
プタイム」により決定される安定化時間に続いて、CP
Uクロック信号の周波数は1「ステップサイズ」だけイ
ンクリメントされる。たとえば1つの実施例おいて、
「初期周波数」が30MHzにセットされることがで
き、変数「ステップタイム」が30秒にセットされるこ
とができ、変数「ステップサイズ」が5MHzにセット
されることができ、予め定められた最大温度が85℃で
あると考えられ得る。コンピュータシステム100のリ
セット時、周波数シンセサイザ110は最初に、30M
Hzの周波数でライン120のCPUクロック信号を駆
動する。温度センサ130が、半導体ダイの温度が85
℃の最大温度より低いことを示す場合には、30秒の
「ステップタイム」に続いて、コマンド[1:0]信号
が「00」の値で駆動され、これにより、周波数シンセ
サイザ110はCPUクロック信号120を5MHz
(「ステップサイズ」)だけ増大する。新しいコマンド
[1:0]の値が制御ユニット134により発生される
ごとに、伝送信号が制御ユニット134から周波数シン
セサイザ110に与えられ得ることが注目される。
【0022】変数「ステップタイム」により特定される
30秒の安定化時間が満了するのを待つステップと、ク
ロック信号の周波数を(「ステップサイズ」により特定
される)5MHzだけインクリメントするステップと
は、半導体ダイの温度が予め定められた最大温度より高
くなるまで繰り返される。この時点では、「ツーホッ
ト」値は2進のハイである。これにより、制御ユニット
134が、変数位置「ツーホット周波数」内にCPUク
ロック信号の現在の周波数を表わす値をストアすること
になる。制御ユニット134はさらに、変数「ツーホッ
トタイム」をリセットし、コマンド[1:0]信号を
「01」の値で駆動し、CPUクロック信号の周波数が
減少されるべきであることを示す。この周波数デクリメ
ントの程度は、周波数シンセサイザ110と関連する各
インクリメントステップの値のある係数(すなわち減少
係数*ステップサイズ)でもよく、周波数シンセサイザ
110により制御される。半導体ダイの温度が予め定め
られた最大しきい値より低くならなければ、1「ステッ
プタイム」期間に続いて、制御ユニット134は、CP
Uクロック信号の周波数がさらにデクリメントされるの
を引き起こす。これらのステップは温度が予め定められ
た最大しきい値より低くなるまで繰り返される。
30秒の安定化時間が満了するのを待つステップと、ク
ロック信号の周波数を(「ステップサイズ」により特定
される)5MHzだけインクリメントするステップと
は、半導体ダイの温度が予め定められた最大温度より高
くなるまで繰り返される。この時点では、「ツーホッ
ト」値は2進のハイである。これにより、制御ユニット
134が、変数位置「ツーホット周波数」内にCPUク
ロック信号の現在の周波数を表わす値をストアすること
になる。制御ユニット134はさらに、変数「ツーホッ
トタイム」をリセットし、コマンド[1:0]信号を
「01」の値で駆動し、CPUクロック信号の周波数が
減少されるべきであることを示す。この周波数デクリメ
ントの程度は、周波数シンセサイザ110と関連する各
インクリメントステップの値のある係数(すなわち減少
係数*ステップサイズ)でもよく、周波数シンセサイザ
110により制御される。半導体ダイの温度が予め定め
られた最大しきい値より低くならなければ、1「ステッ
プタイム」期間に続いて、制御ユニット134は、CP
Uクロック信号の周波数がさらにデクリメントされるの
を引き起こす。これらのステップは温度が予め定められ
た最大しきい値より低くなるまで繰り返される。
【0023】たとえば、CPUクロック信号を5MHz
だけ高くすることを何度かくり返して、CPUクロック
信号の周波数が65MHzであるときに半導体ダイの温
度が85℃に達するかまたはこれを超えると、制御ユニ
ットは、コマンド[1:0]信号を値「01」で駆動
し、CPUクロック信号の周波数を減少する。マイクロ
プロセッサの温度がなおも予め定められた最大値より低
くなければ、別の「ステップタイム」期間の後で、周波
数が再び減少される。このプロセスは温度が予め定めら
れた最大値より低くなるまで繰り返される。「ツーホッ
ト条件」が検出されるときはいつでも、「ツーホット周
波数」はその周波数にリセットされる。
だけ高くすることを何度かくり返して、CPUクロック
信号の周波数が65MHzであるときに半導体ダイの温
度が85℃に達するかまたはこれを超えると、制御ユニ
ットは、コマンド[1:0]信号を値「01」で駆動
し、CPUクロック信号の周波数を減少する。マイクロ
プロセッサの温度がなおも予め定められた最大値より低
くなければ、別の「ステップタイム」期間の後で、周波
数が再び減少される。このプロセスは温度が予め定めら
れた最大値より低くなるまで繰り返される。「ツーホッ
ト条件」が検出されるときはいつでも、「ツーホット周
波数」はその周波数にリセットされる。
【0024】最初に変数「ツーホット」周波数が無限大
に(すなわち、またはある他の関数的に等しい値に)セ
ットされることが注目される。温度センサ130により
測定される半導体ダイの温度が予め定められた最大しき
い値に達するかまたはこれを超えると、変数「ツーホッ
ト周波数」は現在の周波数を示す値を割当てられる。そ
の後、マイクロプロセッサクロック信号の周波数が減少
されかつ半導体ダイの温度が再び予め定められた最大し
きい値より下がると、(1またはそれ以上の「ステップ
タイム」期間に続いて)周波数が再び、ストアされた
「ツーホット周波数」より1「ステップサイズ」低い周
波数に増分的に増大される。(ただし、これは温度セン
サが最大しきい値温度に再び達していることを示さない
場合である。)したがって、CPUクロック信号の周波
数は有利には、温度が予め定められた最大しきい値に達
したときの周波数より少し(すなわち1「ステップサイ
ズ」)下の値にセットされる。
に(すなわち、またはある他の関数的に等しい値に)セ
ットされることが注目される。温度センサ130により
測定される半導体ダイの温度が予め定められた最大しき
い値に達するかまたはこれを超えると、変数「ツーホッ
ト周波数」は現在の周波数を示す値を割当てられる。そ
の後、マイクロプロセッサクロック信号の周波数が減少
されかつ半導体ダイの温度が再び予め定められた最大し
きい値より下がると、(1またはそれ以上の「ステップ
タイム」期間に続いて)周波数が再び、ストアされた
「ツーホット周波数」より1「ステップサイズ」低い周
波数に増分的に増大される。(ただし、これは温度セン
サが最大しきい値温度に再び達していることを示さない
場合である。)したがって、CPUクロック信号の周波
数は有利には、温度が予め定められた最大しきい値に達
したときの周波数より少し(すなわち1「ステップサイ
ズ」)下の値にセットされる。
【0025】ツーホット条件が予め定められた時間(す
なわち変数「クールタイム」により決定される時間)に
検出されなければ、「ツーホット周波数」変数が無限大
に(またはある他の関数的に等しい値に)セットされ得
ることもまた注目される。この場合、CPUクロック信
号の最大周波数はマイクロプロセッサ102の他のオペ
レーショナルパラメータに従ってセットされ得るかまた
は制限され得る。
なわち変数「クールタイム」により決定される時間)に
検出されなければ、「ツーホット周波数」変数が無限大
に(またはある他の関数的に等しい値に)セットされ得
ることもまた注目される。この場合、CPUクロック信
号の最大周波数はマイクロプロセッサ102の他のオペ
レーショナルパラメータに従ってセットされ得るかまた
は制限され得る。
【0026】1つの実施例において、変数「ステップサ
イズ」および変数「減少係数」など、周波数シンセサイ
ザ110のいくつかの動作上の特性がプログラム可能で
ある。周波数シンセサイザ110はこれらのプログラム
機能を収容するようにシステムバス108に結合され得
る。図2に図示されるようなさらに別の実施例におい
て、温度センサ130は、ライン132の「ツーホッ
ト」信号が発生されるしきい値温度がソフトウェア制御
によって変更され得るかまたは選択的にセットされ得る
ように、プログラム可能である。図2の特定の実現例に
ついては、ソフトウェアプログラマブルレジスタ160
は、制御ユニット134と関連し、3ビットの2進値を
温度センサ130に与える。レジスタ160から与えら
れる3ビットの2進値は特定のしきい値温度を決定し、
この温度でライン132の温度センサ130の出力がハ
イにアサートされる。したがって、最大しきい値温度
は、システム間で変更され得るか、または現在のCPU
クロック周波数など他のシステムパラメータに従って変
更され得る。プログラマブルレジスタ160がコンピュ
ータシステム100の構成空間、I/O空間、またはメ
モリ空間内にマッピングされ得ることが注目される。
イズ」および変数「減少係数」など、周波数シンセサイ
ザ110のいくつかの動作上の特性がプログラム可能で
ある。周波数シンセサイザ110はこれらのプログラム
機能を収容するようにシステムバス108に結合され得
る。図2に図示されるようなさらに別の実施例におい
て、温度センサ130は、ライン132の「ツーホッ
ト」信号が発生されるしきい値温度がソフトウェア制御
によって変更され得るかまたは選択的にセットされ得る
ように、プログラム可能である。図2の特定の実現例に
ついては、ソフトウェアプログラマブルレジスタ160
は、制御ユニット134と関連し、3ビットの2進値を
温度センサ130に与える。レジスタ160から与えら
れる3ビットの2進値は特定のしきい値温度を決定し、
この温度でライン132の温度センサ130の出力がハ
イにアサートされる。したがって、最大しきい値温度
は、システム間で変更され得るか、または現在のCPU
クロック周波数など他のシステムパラメータに従って変
更され得る。プログラマブルレジスタ160がコンピュ
ータシステム100の構成空間、I/O空間、またはメ
モリ空間内にマッピングされ得ることが注目される。
【0027】次に図3を参照すると、この発明の第3の
実施例に従うヒューリスティックなクロック速度最適化
機構を含むコンピュータシステムのブロック図が示され
る。簡単にするために図1のものと対応する回路部分は
同じ符号を付けられる。
実施例に従うヒューリスティックなクロック速度最適化
機構を含むコンピュータシステムのブロック図が示され
る。簡単にするために図1のものと対応する回路部分は
同じ符号を付けられる。
【0028】図3のシステムについては、第2の温度セ
ンサ200は、メモリコントローラ104および/また
は周辺装置106等のシステムと関連する温度を測定す
るように、システム内で離れて設けられる。この実施例
において、周波数シンセサイザ110はCPUクロック
信号およびシステムクロック信号の両方を発生する。メ
モリコントローラ104および周辺装置106をクロッ
ク動作させるためにシステムクロック信号が与えられ
る。第2の制御ユニット202は、第2の温度センサ2
00に結合され、コマンド2[1:0]と表記されたコ
マンド信号を発生する。第2の制御ユニット202の動
作は制御ユニット134のものと同じであり、周波数シ
ンセサイザ110によるコマンド2[1:0]信号に対
する応答、およびシステムクロック信号の、その関連す
る制御は、CPUクロック信号に対するものと同様であ
る。しかしながら、システムクロック信号の周波数が典
型的にはCPUクロック信号のものより低いことが注目
される。
ンサ200は、メモリコントローラ104および/また
は周辺装置106等のシステムと関連する温度を測定す
るように、システム内で離れて設けられる。この実施例
において、周波数シンセサイザ110はCPUクロック
信号およびシステムクロック信号の両方を発生する。メ
モリコントローラ104および周辺装置106をクロッ
ク動作させるためにシステムクロック信号が与えられ
る。第2の制御ユニット202は、第2の温度センサ2
00に結合され、コマンド2[1:0]と表記されたコ
マンド信号を発生する。第2の制御ユニット202の動
作は制御ユニット134のものと同じであり、周波数シ
ンセサイザ110によるコマンド2[1:0]信号に対
する応答、およびシステムクロック信号の、その関連す
る制御は、CPUクロック信号に対するものと同様であ
る。しかしながら、システムクロック信号の周波数が典
型的にはCPUクロック信号のものより低いことが注目
される。
【0029】代替的な実施例において、第2の温度セン
サ200および制御ユニット202が省かれてもよく、
システムクロック信号がCPUクロック信号と同じ態様
でコマンド[1:0]信号に従って変更され得る。
サ200および制御ユニット202が省かれてもよく、
システムクロック信号がCPUクロック信号と同じ態様
でコマンド[1:0]信号に従って変更され得る。
【0030】上の開示が十分に理解されると、当業者に
は多くの変更例および変形例が明らかになるであろう。
たとえば、制御ユニット134は上でリストされたソフ
トウェアプログラムにしたがって実現されるが、制御ユ
ニット134が他のソフトウェアルーチンに従ってまた
はハードウェアにおいて実現され得ることが理解され
る。前掲の特許請求の範囲がすべてのそのような変更例
および変形例を含むと解釈されることが意図される。
は多くの変更例および変形例が明らかになるであろう。
たとえば、制御ユニット134は上でリストされたソフ
トウェアプログラムにしたがって実現されるが、制御ユ
ニット134が他のソフトウェアルーチンに従ってまた
はハードウェアにおいて実現され得ることが理解され
る。前掲の特許請求の範囲がすべてのそのような変更例
および変形例を含むと解釈されることが意図される。
【図1】この発明に従うヒューリスティックなクロック
速度最適化機構を含むコンピュータシステムのブロック
図である。
速度最適化機構を含むコンピュータシステムのブロック
図である。
【図2】この発明の第2の実施例に従うヒューリスティ
ックなクロック速度最適化機構を含むコンピュータシス
テムのブロック図である。
ックなクロック速度最適化機構を含むコンピュータシス
テムのブロック図である。
【図3】この発明の第3の実施例に従うヒューリスティ
ックなクロック速度最適化機構を含むコンピュータシス
テムのブロック図である。
ックなクロック速度最適化機構を含むコンピュータシス
テムのブロック図である。
102 マイクロプロセッサ 110 周波数シンセサイザ 130 温度センサ 134 制御ユニット
フロントページの続き (72)発明者 ルパカ・マハリンガイア アメリカ合衆国、78729 テキサス州、オ ースティン、サン・フェリペ、7920、ナン バー・2606 (72)発明者 テリー・ハレット アメリカ合衆国、78734 テキサス州、オ ースティン、コッパーリーフ、301
Claims (15)
- 【請求項1】 半導体ダイ上に製作されたマイクロプロ
セッサと、 前記半導体ダイ上に位置し、前記半導体ダイの温度を検
知する温度センサとを含み、前記温度センサは、前記温
度を示す出力信号を与え、さらに前記マイクロプロセッ
サと関連するCPUクロック信号を発生できる周波数シ
ンセサイザを含み、前記周波数シンセサイザは、コマン
ド信号に依存して前記CPUクロック信号の周波数を変
更でき、さらに前記温度センサから前記出力信号を受け
取ることができかつ前記コマンド信号を発生できる制御
ユニットを含み、前記制御ユニットは、前記半導体ダイ
の予め定められたしきい値温度が前記温度センサにより
検知されると、前記CPUクロック信号の周波数が前記
周波数シンセサイザにより減少されるように、前記コマ
ンド信号を発生する、コンピュータシステム。 - 【請求項2】 前記制御ユニットは、前記マイクロプロ
セッサの一体化される部分として組入れられる、請求項
1に記載のコンピュータシステム。 - 【請求項3】 前記制御ユニットの一部分は、前記マイ
クロプロセッサにより実行されるソフトウェアコードに
より実現される、請求項1に記載のコンピュータシステ
ム。 - 【請求項4】 前記マイクロプロセッサに結合されるメ
モリ制御ユニットをさらに含む、請求項1に記載のコン
ピュータシステム。 - 【請求項5】 前記制御ユニットは、前記半導体ダイが
前記予め定められたしきい値温度に達するときの周波数
がメモリユニット内にストアされるように、構成され
る、請求項1に記載のコンピュータシステム。 - 【請求項6】 前記CPUクロック信号の前記周波数が
減少された後、前記半導体ダイの前記温度が前記予め定
められたしきい値より低くなると、前記制御ユニット
は、CPUクロック信号を前記ストアされた周波数より
低い予め定められた周波数に増大する、請求項5に記載
のコンピュータシステム。 - 【請求項7】 前記周波数シンセサイザは、システムク
ロック信号を発生することができ、前記システムクロッ
ク信号はメモリ制御ユニットに与えられる、請求項1に
記載のコンピュータシステム。 - 【請求項8】 前記システムクロック信号は、前記コマ
ンド信号に依存して前記周波数シンセサイザにより変更
される、請求項7に記載のコンピュータシステム。 - 【請求項9】 前記コンピュータシステムと関連する第
2の温度を検知する第2の温度センサをさらに含み、前
記周波数シンセサイザは、前記第2の温度に依存して前
記システムクロック信号の周波数を変更することができ
る、請求項7に記載のコンピュータシステム。 - 【請求項10】 前記予め定められたしきい値温度がプ
ログラム可能である、請求項1に記載のコンピュータシ
ステム。 - 【請求項11】 コンピュータシステム内のCPUクロ
ック信号の周波数を調整する方法であって、 初期周波数で前記CPUクロック信号を駆動するステッ
プと、 マイクロプロセッサと関連する半導体ダイの温度を検知
するステップと、 前記半導体ダイの前記温度が予め定められたしきい値よ
り低ければ、前記CPUクロック信号の周波数を増大す
るステップと、 前記半導体ダイの前記温度が前記予め定められたしきい
値より高くなれば、前記CPUクロック信号の現在の周
波数をストアし、前記CPUクロック信号の前記周波数
を減少するステップとを含む、方法。 - 【請求項12】 前記半導体ダイの前記温度が前記予め
定められたしきい値より下がった後、前記CPUクロッ
ク信号の周波数を高くするステップをさらに含む、請求
項11に記載の方法。 - 【請求項13】 前記CPUクロック信号の前記周波数
を増大する前記ステップは、前記CPUクロック信号の
周波数を、前記ストアされた周波数より低い予め定めら
れた量の周波数まで高くするステップを含む、請求項1
2に記載の方法。 - 【請求項14】 初期周波数でシステムクロック信号を
駆動するステップと、 前記半導体ダイの前記温度が前記予め定められたしきい
値より低ければ、前記システムクロック信号の周波数を
高くするステップとをさらに含む、請求項13に記載の
方法。 - 【請求項15】 前記半導体ダイの前記温度が前記予め
定められたしきい値より高くなると、前記システムクロ
ック信号の周波数を減少するステップをさらに含む、請
求項14に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/300,432 US5490059A (en) | 1994-09-02 | 1994-09-02 | Heuristic clock speed optimizing mechanism and computer system employing the same |
US08/300432 | 1994-09-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08179846A true JPH08179846A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=23159081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7225013A Withdrawn JPH08179846A (ja) | 1994-09-02 | 1995-09-01 | コンピュータシステム、およびコンピュータシステム内のcpuクロック信号の周波数を調整する方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5490059A (ja) |
EP (1) | EP0699992A1 (ja) |
JP (1) | JPH08179846A (ja) |
KR (1) | KR960011616A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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KR101495181B1 (ko) * | 2008-11-14 | 2015-02-24 | 엘지전자 주식회사 | 휴대용 단말기 및 그의 열관리 방법 |
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