TW201541237A

TW201541237A - 電子裝置及其系統功率管理方法

Info

Publication number: TW201541237A
Application number: TW103114250A
Authority: TW
Inventors: Chih-Ting Wu; Po-Yu Li
Original assignee: Acer Inc
Priority date: 2014-04-18
Filing date: 2014-04-18
Publication date: 2015-11-01

Abstract

一種電子裝置及其系統功率管理方法。此系統功率管理方法用以控制電子裝置的系統消耗功率，所述方法包括下列步驟。判別電子裝置的當前作業系統。若當前作業系統為第一作業系統，載入第一作業系統的第一溫度控制表，並決定對應於第一作業系統下之系統消耗功率的系統效能。若當前作業系統為第二作業系統，載入第二作業系統的第二溫度控制表，並決定對應於第二作業系統下之系統消耗功率的系統效能。

Description

電子裝置及其系統功率管理方法

本發明是有關於一種系統功率管理方法，且特別是有關於一種雙作業系統下之系統功率管理方法及使用該方法的電子裝置。

作業系統是一管理電腦硬體與軟體資源的程式，同時也是電腦裝置的核心。作業系統身負諸如管理與配置網路與管理檔案系統等基本事務，並且也提供一個讓使用者與系統互動的操作介面。因應於使用者不同的操作習慣與使用需求，各種由不同業者所開發的作業系統也隨之應運而生。舉例來說，對於電子裝置的使用者來說，在戶外環境中，較常會使用較為精簡的作業系統，例如美國谷歌(Google)公司的安卓(Android)作業系統，而可儘快地啟動電子裝置並進行操作。反之，在家中或是辦公室中，則需使用效能較佳的作業系統，例如美國微軟公司的視窗(Windows)作業系統，而可處理較為複雜的工作。因此，若能在電子裝置中同時安裝兩種作業系統，即可兼顧使用者在各種使用環境下的需求。

眾所皆知地，為了於節省電源的情況下達到更好的系統效能，現今的處理器皆往高效能且低功耗的方向發展。其中，電子裝置中用以執行作業系統的處理器之設計對整個系統效能的影響甚鉅，且受限於電子裝置的散熱能力。而處理器所造成的系統功耗也會因為系統效能的調整以及作業系統所需而有所差異。也就是說，對於內建雙作業系統的單一電子裝置來說，處理器於執行不同的作業系統時所造成的功率消耗並不相同。因此，如何讓處理器保持於高效能表現並同時節省消耗功率實為本領域技術人員所關心的議題之一。

有鑑於此，本發明提供一種電子裝置及其系統功率管理方法，讓不同的作業系統依據不同的溫度控制表(Thermal table)來調整其效能表現，以精確地控制作業系統的功率損耗。

本發明提出一種系統功率管理方法，用以控制一電子裝置的一處理單元的一系統消耗功率，所述方法包括下列步驟。判別電子裝置的當前作業系統。若當前作業系統為第一作業系統，載入第一作業系統的第一溫度控制表(Thermal table)，並決定對應於第一作業系統下之系統消耗功率的系統效能。若當前作業系統為第二作業系統，載入第二作業系統的第二溫度控制表，並決定對應於第二作業系統下之系統消耗功率的系統效能。

從另一觀點來看，本發明提出一種電子裝置，包括儲存單元、處理單元以及控制器。儲存單元儲存第一作業系統與第二作業系統。處理單元耦接儲存單元以執行第一作業系統或第二作業系統。控制器耦接儲存單與處理單元，並判別電子裝置的當前作業系統。若當前作業系統為第一作業系統，控制器載入第一作業系統的第一溫度控制表，並決定對應於第一作業系統下之系統消耗功率的系統效能。若當前作業系統為第二作業系統，控制器載入第二作業系統的第二溫度控制表，並決定對應於第二作業系統下之系統消耗功率的系統效能。

基於上述，本發明針對不同的作業系統而設置相異的溫度控制表，使電子裝置之處理器可於不同的作業系統中產生相對應於各作業系統的系統消耗功率。如此一來，本發明可避免因為不同的作業系統使用單一的效能與功率控制方式而產生不必要的功率消耗，進而達到節省系統消耗功率與電源的目的。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧電子裝置

110‧‧‧處理單元

120‧‧‧晶片組

130‧‧‧儲存單元

140‧‧‧溫度偵測模組

150‧‧‧控制器

S210~S250‧‧‧本發明一實施例所述的系統功率管理方法的各步驟

S310~S392‧‧‧本發明一實施例所述的系統功率管理方法的各步驟

圖1是依照本發明一實施例所繪示的電子裝置的方塊示意圖。

圖2是依照本發明一實施例所繪示的一種系統功率管理方法的流程圖。

圖3是依照本發明另一實施例所繪示的一種系統功率管理方法的流程圖。

在使用電子裝置的過程中，處理器的系統效能、消耗功率與溫度之間有相當直接的影響。再者，對於具有雙作業系統的電子裝置而言，處理器在執行兩作業系統所造成的功率消耗會有所差異。對於較精簡的作業系統而言，處理器在維持系統效能時所造成的系統功率消耗較低。本發明便是基於上述觀點進而發展出的一種用以控制電子裝置之處理單元的系統消耗功率的系統功率管理方法，可在維持一定的系統效能的狀況下降低系統的功率損耗。為了使本發明之內容更為明瞭，以下特舉實施例作為本發明確實能夠據以實施的範例。

圖1是依照本發明一實施例所繪示之電子裝置的方塊圖。請參照圖1，電子裝置10包括處理單元110、晶片組120、儲存單元130、控制器140以及溫度偵測模組150。本實施例之電子裝置10例如是筆記型電腦，然而本發明並不以此為限。在其他實施例中，電子裝置10也可以是桌上型電腦、平板電腦或智慧型手機等等。

處理單元110例如是X86架構的中央處理器(Central Processing Unit，CPU)，用以控管電子裝置10的整體運作。晶片組120耦接處理單元110、儲存單元130以及控制器140。在一實施例中，晶片組120包括南橋晶片與北橋晶片，其中南橋晶片用以連接控制器140、基本輸入輸出系統(未繪示)，以及速度較慢的週邊設備，而北橋晶片則連接如處理單元110以及主記憶體(未繪示)等速度較快的元件。在另一實施例當中，北橋晶片與南橋晶片也可以是整合在一起的晶片組，本發明並不以此為限。

於本實施例中，儲存單元130可以是硬碟，透過晶片組120耦接處理單元110，而在其他實施例中，儲存裝置130可以是快閃記憶體。並且，儲存單元130用以儲存第一作業系統以及第二作業系統，以便於電子裝置10開機後，中央處理器110可以執行儲存單元130中的第一作業系統或第二作業系統，使得電子裝置10正常運作。

需特別說明的是，本發明之電子裝置10為內建雙作業系統的電子裝置。其中，第一作業系統為有能力處理較為複雜之工作的作業系統，例如美國微軟公司的視窗(Windows)作業系統。而第二作業系統例如是較為精簡的作業系統，包括微軟公司的視窗行動裝置作業系統(windows mobile)、蘋果電腦公司的iOS作業系統、谷歌公司的Android作業系統。也就是第一作業系統的一檔案大小大於第二作業系統的一檔案大小。簡言之，第一作業系統於正常操作下所需要的功率會大於第二作業系統於正常操作下所需要的功率。

溫度偵測模組140用以偵測電子裝置10的系統溫度，其可包括中央處理器的溫度、圖形處理器的溫度、主記憶體的溫度，以及電子裝置10的表面溫度等。舉例來說，於本實施例中，溫度偵測模組140可包括數個感測器，並分別置於處理單元110以及儲存單元130等元件的四周以偵測其溫度，但本發明並不以此為限。

控制器150耦接晶片組120以及溫度偵測模組150。在本實施例中，控制器150例如是嵌入式控制器(Embedded Controller，EC)，用以控管電子裝置10的電源、輸入裝置(例如鍵盤或觸控墊等)，並可接收由溫度偵測模組140所感測到的溫度資訊。特別是，本實施例之控制器150可透過例如是LPC匯流排(Low pin count bus)耦接至儲存單元130。當第一作業系統或第二作業系統被載入時，控制器150可載入儲存於儲存單元130的溫度控制表(thermal table)，以在特定的溫度表現下使電子裝置10的處理單元110提供對應的效能表現。舉例來說，若控制器150偵測到處理單元110的溫度過高時，控制器150會藉由比對溫度控制表而產生對應的控制訊號至處理單元110，使處理單元110降低其效能表現，避免處理單元110因溫度過高而產生毀損。

以下將以另一實施例配合圖1來說明在電子裝置10實現系統功率管理方法的詳細流程。圖2是依照本發明之一實施例所繪示之系統功率管理方法的流程圖。請同時參閱圖1與圖2。

首先，於步驟S210，控制器150判別電子裝置10的當前作業系統。詳細來說，於電子裝置10開機且載入儲存於儲存單元 130的第一作業系統或第二作業系統時，控制器150可判別電子裝置10的當前作業系統為第一作業系統還是第二作業系統。

之後，於步驟S230，若電子裝置10的當前作業系統為第一作業系統，控制器150將載入第一作業系統的第一溫度控制表，以決定對應於第一作業系統下之系統消耗功率的系統效能。再者，於步驟S250，若當前作業系統為一第二作業系統，控制器載入第二作業系統的第二溫度控制表，以決定對應於第二作業系統下之系統消耗功率的系統效能。需特別說明的是，第一溫度控制表與第二溫度控制表係經由於不同作業系統下的測試與實驗而建立，從而在相同的硬體設備條件下產生對應於不同作業系統的溫度控制表。

也就是說，對於不同的作業系統，控制器150將載入不同的溫度控制表，以於不同的作業系統下藉由不同的溫度控制表來控制處理單元110的系統效能。其中，不同的系統效能也會對應至不同的系統消耗功率。如此一來，本發明係反應於不同的作業系統而依據不同的溫度控制表來適應性的控制處理單元110的系統消耗功率。

然而，本發明的實現方式不限於上述說明，可以對於實際的需求而酌予變更上述實施例的內容。例如，在本發明之另一實施例中，假設第二作業系統為較精簡的作業系統的話，可預期到處理單元將不需要使用與第一作業系統相同的功率，就可以使第二作業系統處於一個正常操作的狀態。因此，電子裝置還可以於執行較精簡之第二作業系統時，先行降低處理單元的系統消耗功率，避免於載入相對應之溫度控制表而調整效能與功耗之前產生不必要的功率消耗。

以下將以另一實施例配合圖1來說明在電子裝置10實現系統功率管理方法的詳細流程。圖3是依照本發明另一實施例所繪示之一種系統功率管理方法的方法流程圖。圖3所示實施例可以參照圖1至圖2的相關說明。需特別說明的是，在本實施例中第一作業系統可假設為微軟公司提開發的視窗作業系統，而第二作業系統假設為谷歌(Google)公司開發的安卓(Android)作業系統，但本發明並不以此為限。本發明所指之第一作業系統與第二作業系統之間的分別在於處理單元執行時所產生之系統功耗有所不同，其中第二作業系統所需要的系統功耗小於第一作業系統所需要的系統功耗。也就是說，第一作業系統於正常操作下所需要的功率大於該第二作業系統於正常操作下所需要的功率。請參照圖1與圖3。

首先，於步驟S310中，控制器150判別電子裝置10的當前作業系統。當處理單元110執行第一作業系統時，於步驟S311，控制器150判別當前作業系統為第一作業系統。之後，於步驟S320，控制器150載入第一作業系統的第一溫度控制表，並決定對應於第一作業系統下之系統消耗功率的系統效能。於步驟S330，控制器150確認處理單元110的溫度設計功耗(Thermal Design Power，TDP)，並依據溫度設計功耗調整系統效能。於步驟S340，控制器150依據溫度設計功耗於加速時段內提高系統效能。如此一來，處理單元110可在確保其消耗功率不會過高的情形，而達到更加的效能表現。

詳細來說，控制器150可控制處理單元110在必要的情況下短時間內將主頻提升，從而達到盡快完成高負載任務，儘早回到閒置狀態，實現更好的節能目標。舉例來說，當處理單元110為英特爾(Intel)公司所開發的處理器時，英特爾公司允許OEM廠商設置兩種功耗值，從而決定其設備中的處理器在上述情況下的最高運行速度。兩種功耗值都以「瓦」(W)作為單位，第一種功耗值(PL1)決定了處理器在持續負載情況下的最高主頻，第二種功耗值(PL2)則決定了處理器在調高主頻的時段內允許消耗多少電量。一般來說，第一種功耗值(PL1)就等於處理器的最大TDP值。

再者，控制器150可監測處理單元110的消耗功率(例如，每一百毫秒進行一次監測)，因此在對處理單元110進行超頻而提高系統效能之餘，若能在監測到功率上升時隨即做出對應處理，而並非等待系統溫度已過度升高時才進行控制，則可使電腦系統在效能與溫度表現上取得平衡。

此外，於步驟S350，控制器150藉由溫度偵測模組所偵測的溫度判斷電子裝置10的系統溫度是否高於預設上限值。當電子裝置10的系統溫度高於預設上限值時，於步驟S360，控制器150重新載入第一溫度控制表，並降低於第一作業系統下的系統效能，致使於第一作業系統下的系統消耗功率降低。舉例來說，如果高負載情況持續較長時間，整個電子裝置10的溫度將會逐漸上升。當系統溫度過高時，處理器可降低主頻而致使系統消耗功率降低，以達到降溫的目的。

另一方面，當處理單元110執行第二作業系統時，於步驟S312，控制器150判別當前作業系統為第二作業系統。值得一提的是，由於第二作業系統為較精簡的作業系統，相較於第一作業系統會造成較低的系統消耗功率，因此在載入第二溫度控制表之前，電子裝置10可進行一些程序而先行降低處理單元110所產生的系統消耗功率。基此，於步驟S370，控制器150執行平台功率鎖定程序，以先行降低處理單元110於該第二作業系統下的系統消耗功率。

需特別說明的是，控制器150所執行的平台功率鎖定程序包括控制處理單元110進入一電源節流模式(throttling mode)、禁能處理單元110的加速功能、將處理單元110的雙輸入(two phase)直流對直流(DC/DC)電源供應切換為單(sincle phase)輸入直流對直流電源供應、禁能圖形處理單元(Graphics Processing Unit，GPU)或其中之任意組合。

舉例而言，控制器150可控制處理單元110進入一電源節流模式。即，控制器150可控制電子裝置10啟動電源節流功能(power throttling feature)來降低主機板的功率消耗，與此同時也會降低主機板之中央處理器的工作頻率。再者，相較於第一作業系統，第二作業系統為較精簡且檔案較小作業系統，因此即使控制器150禁能處理單元110的加速功能，處理單元110依然能正常的執行第二作業系統並且維持一定的系統效能。簡言之，若當前作業系統為第二作業系統，處理單元110可不用為了提高系統效能而進行超頻加速功能，並藉由禁能處理單元110的加速功能來降低系統消耗功率。

再者，在基於第二作業系統不會產生大量功耗的前提下，控制器150還可以將處理單元110的雙輸入(two phase)直流對直流(DC/DC)電源供應切換為單(sincle phase)輸入直流對直流電源供應，以進一步降低系統所耗損的功率。此外，若電子裝置10於第二作業系統的操作環境中不會執行複雜的圖形處理程序與相關作業，控制器150也可以禁能分離式的圖形處理器，以進一步降低系統所耗損的功率。

之後，於步驟S390中，控制器150載入第二溫度控制表，並決定對應於第二作業系統下之系統消耗功率的系統效能。於步驟S380，控制器150確認該處理單元的溫度設計功耗，並依據溫度設計功耗調整系統效能。於步驟S391，控制器150判斷電子裝置10的系統溫度是否高於預設上限值。當電子裝置10的系統溫度高於預設上限值時，於步驟S392，控制器150重新載入第二溫度控制表，並降低於第二作業系統下的系統效能，致使於第二作業系統下的系統消耗功率降低。

綜上所述，本發明所述之電子裝置及其系統功率管理方法能可在內建雙作業系統的情況下，取得系統效能、溫度以及系統消耗功率之間的平衡。進一步來說，本發明針對不同的作業系統而設置相異的溫度控制表，使電子裝置之處理器可於不同的作業系統中維持必須的系統效能並同時造成相對應於各作業系統的系統消耗功率，避免因為單一的溫度控制表使得處理器產生不必要的功率消耗。除此之外，本發明更藉由於執行較精簡的作業系統時先鎖定部份的系統功耗，進而精確地控制系統的功率損耗，避免不必要的電源浪費。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

S210~S250‧‧‧本發明之一實施例所述之系統功率管理方法的各步驟

Claims

一種系統功率管理方法，用以控制一電子裝置的一系統消耗功率，所述方法包括：判別該電子裝置的一當前作業系統；若該當前作業系統為一第一作業系統，載入該第一作業系統的一第一溫度控制表(Thermal table)，並決定對應於該第一作業系統下之該系統消耗功率的一系統效能；以及若該當前作業系統為一第二作業系統，載入該第二作業系統的一第二溫度控制表，並決定對應於該第二作業系統下之該系統消耗功率的該系統效能。
如申請專利範圍第1項所述的系統功率管理方法，其中於載入該第二作業系統的該第二溫度控制表，並決定對應於該第二作業系統下之該系統消耗功率的該系統效能的步驟之前，更包括：執行一平台功率鎖定程序，以降低該處理單元於該第二作業系統下的該系統消耗功率，其中，該第一作業系統於正常操作下所需要的功率大於該第二作業系統於正常操作下所需要的功率。
如申請專利範圍第2項所述的系統功率管理方法，其中平台功率鎖定程序包括控制該處理單元進入一電源節流模式(throttling mode)、禁能該處理單元的一加速功能、將該處理單元的雙輸入直流對直流電源供應切換為單輸入直流對直流電源供應、禁能該圖形處理單元或其中之任意組合。
如申請專利範圍第1項所述的系統功率管理方法，其中在載入該第一作業系統的該第一溫度控制表，並決定對應於該第一作業系統下之該系統消耗功率的該系統效能的步驟之後，更包括：確認該處理單元的一溫度設計功耗(Thermal Design Power，TDP)，並依據該溫度設計功耗調整該系統效能；依據該溫度設計功耗於一加速時段內提高該系統效能；以及當該電子裝置的一系統溫度高於一預設上限值時，重新載入該第一溫度控制表，並降低於該第一作業系統下的該系統效能，致使於該第一作業系統下的該系統消耗功率降低。
如申請專利範圍第1項所述的系統功率管理方法，其中在載入該第二作業系統的該第二溫度控制表，並決定對應於該第二作業系統下之該系統消耗功率的該系統效能的步驟之後，更包括：確認該處理單元的一溫度設計功耗，並依據該溫度設計功耗調整該系統效能；以及當該電子裝置的一系統溫度高於一預設上限值時，重新載入該第二溫度控制表，並降低於該第二作業系統下的該系統效能，致使於該第二作業系統下的該系統消耗功率降低。
一種電子裝置，包括：一儲存單元，儲存一第一作業系統與一第二作業系統；一處理單元，耦接儲存單元以執行該第一作業系統或該第二作業系統；以及一控制器，耦接該儲存單與該處理單元，並判別該電子裝置的一當前作業系統，其中，若該當前作業系統為一第一作業系統，該控制器載入該第一作業系統的一第一溫度控制表，並決定對應於該第一作業系統下之該系統消耗功率的一系統效能，其中，若該當前作業系統為一第二作業系統，該控制器載入該第二作業系統的一第二溫度控制表，並決定對應於該第二作業系統下之該系統消耗功率的該系統效能。
如申請專利範圍第6項所述的電子裝置，其中該控制器更包括執行一平台功率鎖定程序，以降低該處理單元於該第二作業系統下的該系統消耗功率，其中，該第一作業系統於正常操作下所需要的功率大於該第二作業系統於正常操作下所需要的功率。
如申請專利範圍第7項所述的電子裝置，其中平台功率鎖定程序包括控制該處理單元進入一電源節流模式(throttling mode)、禁能該處理單元的一加速功能、將該處理單元的雙輸入直流對直流電源供應切換為單輸入直流對直流電源供應、禁能該圖形處理單元或其任意組合。
如申請專利範圍第6項所述的電子裝置，該電子裝置更包括一溫度偵測模組，用以偵測該電子裝置的一系統溫度，其中，該控制器確認該處理單元的一溫度設計功耗(Thermal Design Power，TDP)並依據該溫度設計功耗調整該系統效能，該控制器依據該溫度設計功耗於一加速時段內提高該系統效能，以及當該電子裝置的該系統溫度高於一預設上限值時，該控制器重新載入該第一溫度控制表，並降低於該第一作業系統下的該系統效能，致使於該第一作業系統下的該系統消耗功率降低。
如申請專利範圍第6項所述的電子裝置，該電子裝置更包括一溫度偵測模組，用以偵測該電子裝置的一系統溫度，其中該控制器確認該處理單元的一溫度設計功耗，並依據該溫度設計功耗調整該系統效能，以及當該電子裝置的該系統溫度高於一預設上限值時，該控制器重新載入該第二溫度控制表，並降低於該第二作業系統下的該系統效能，致使於該第二作業系統下的該系統消耗功率降低。