TWI398754B - 電腦散熱控制系統及方法 - Google Patents

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Description

電腦散熱控制系統及方法
本發明涉及一種控制電子裝置的散熱系統及方法，尤其係關於一種電腦散熱控制系統及方法。
電腦系統及伺服器產業迅速發展，對於系統風扇的控制要求愈來愈嚴格。電腦系統對於節能及聲音品質規範也愈趨嚴格，故產品必須經由工程設計來改善系統耗能及聲音品質以符合產品規範及客戶要求。電腦系統中除必要元件之外，例如主機板、處理器、硬碟等，還必須具備散熱元件。而目前電腦系統所使用的散熱元件，主要以風扇為主，風扇對於電腦系統中所扮演的角色及重要性可歸納出三點：(1)電腦系統能保持穩定的運轉及良好的散熱；(2)電腦系統的耗能佔有一定重要的指標：(3)對電腦系統的聲音品質控制有關鍵性的影響。其中，風扇行為控制邏輯，是影響風扇在耗能及噪音方面的控制最主要的因素，如風扇行為控制邏輯不當，將造成電腦系統的散熱耗能而增加系統的聲音品質不良，有時會因為電腦系統過熱當機。
鑒於以上內容，有必要提供一種電腦散熱控制系統及方法，藉由控制邏輯溫度調整出四種不同風扇運轉模式下電腦的系統溫度，以及抑制風扇在升速運轉和降速運轉時產生的系統噪音。
所述之電腦散熱控制系統，安裝並運行於電腦中，該電腦包括CPU、風扇及溫度感測器。所述之電腦散熱控制系統包括：參數設置模組，設置CPU的溫度標準差、第一邏輯溫度及第二邏輯溫度；溫度偵測模組，用於藉由溫度感測器偵測出CPU的工作溫度，以及根據溫度標準差、第一邏輯溫度與第二邏輯溫度判斷CPU的工作溫度是否需要調整；及調節模組，用於當CPU的工作溫度需要調整時，藉由調節風扇在運轉模式下的風扇轉速以及CPU的工作頻率來調整CPU的工作溫度。
所述之電腦散熱控制方法包括步驟：設置CPU的溫度標準差、第一邏輯溫度及第二邏輯溫度；藉由溫度感測器偵測CPU的工作溫度；根據溫度標準差、第一邏輯溫度與第二邏輯溫度判斷CPU的工作溫度是否需要調整；當CPU的工作溫度需要調整時，藉由調節風扇在運轉模式下的風扇轉速及CPU的工作頻率來調整CPU的工作溫度。
相較於習知技術，本發明所述之電腦散熱控制系統及方法，藉由調整控制邏輯溫度的值即可調整出四種不同風扇運轉模式下CPU的工作溫度，以及藉由時間延遲能夠抑制風扇在升速運轉和降速運轉時產生的系統噪音。
1‧‧‧電腦
10‧‧‧電腦散熱控制系統
101‧‧‧參數設置模組
102‧‧‧溫度偵測模組
103‧‧‧調節模組
20‧‧‧風扇
30‧‧‧溫度感測器
40‧‧‧中央處理器
50‧‧‧記憶體
圖1係為本發明電腦散熱控制系統較佳實施例之實施架構圖。
圖2係為風扇的運轉模式之示意圖。
圖3係為在不受環境溫度影響下的本發明電腦散熱控制方法流程圖。
圖4係為在受環境溫度影響下的本發明電腦散熱控制方法流程圖。
如圖1所示，係為本發明電腦散熱控制系統10較佳實施例之實施架構圖。於本實施例中，該電腦散熱控制系統10安裝並運行於電腦1中，該電腦1係為一種桌上型電腦(PC)、筆記本電腦(Notebook)、伺服器(Server)或工作站(Workstation)等。所述之電腦1還包括風扇20、溫度感測器30、中央處理器(central processing unit，CPU)40、以及記憶體50。該風扇20係為一種散熱裝置，用於在電腦1工作時為電腦1內部的電子元件，例如CPU 40以及記憶體50等，提供散熱功能。該溫度感測器30用於實時偵測在電腦1工作時的系統溫度，其包括CPU 40、記憶體50的溫度、或者其它內部電子元件的工作溫度。為了便於描述，以下僅以CPU 40的工作溫度作為電腦1的系統溫度。
所述之電腦散熱控制系統10能夠控制電腦1不受環境溫度影響(即Close loop狀態)下的系統溫度(參考圖3所示)， 以及電腦1受環境溫度影響(即Open loop狀態下)下的系統溫度(參考圖4所示)。於本實施例中，該電腦散熱控制系統10包括參數設置模組101、溫度偵測模組102以及調節模組103。
所述之參數設置模組101用於設置CPU 40的溫度標準差、第一邏輯溫度T1及第二邏輯溫度T2，以及設置第一參考溫度T3、第二參考溫度T4及第三參考溫度T5，其中T3<T4<T5。所述溫度標準差值係為廠商(例如Intel公司)為CPU所定義的溫度標準差值，例如Intel CPU的溫度標準差值為“-16”。該參數設置模組101還用於設置環境溫度範圍，例如最高環溫值為60℃，以及最低環溫值-20℃。
所述之溫度偵測模組102用於藉由溫度感測器30偵測出CPU 40的工作溫度及電腦1所處的環境溫度。該溫度偵測模組102還用於在電腦1不受環境溫度影響下根據CPU 40的溫度標準差、第一邏輯溫度T1與第二邏輯溫度T2判斷CPU的工作溫度是否需要調整。該溫度偵測模組102還用於在電腦1受環境溫度影響下判斷CPU 40的工作溫度是否介於環境溫度範圍內。
所述之調節模組103用於當CPU 40的工作溫度需要調整時，藉由控制風扇20在不同風扇運轉模式下的風扇轉速來調整CPU 40的工作溫度，以及藉由調節CPU 40的工作頻率來調整CPU 40的工作溫度。所述之風扇20的運轉模式包括預設模式(Default mode)、效率模式(Performance mode)、靜音模式(Acoustic mode)以及節能模式(Power saving mode)。
於本實施例中，調節模組103根據CPU 40的工作溫度來增加或降低CPU 40的工作頻率。例如，當工作溫度T_PECI大於第一參考溫度T3時，調節模組103使CPU 40的工作頻率降低30%；當工作溫度T_PECI大於第二參考溫度T4時，調節模組103使CPU 40的工作頻率降低70%；當工作溫度T_PECI大於第三參考溫度T5時，調節模組103使CPU 40的工作頻率降低100%，從而使電腦1自動關機。調節模組103還用於當工作溫度T_PECI大於第三參考溫度T5時，發出CPU 40的工作溫度過高的警示訊息，以提醒用戶因溫度過高需關閉電腦1。
於本實施例中，調節模組103還根據CPU 40的工作溫度以及環境溫度來增加或降低風扇20的轉速。例如，當CPU 40的工作溫度大於第二參考溫度T4時，調節模組103增加風扇20的轉速至V1=PWM×a%，PWM為風扇轉速最高佔比；當CPU 40的工作溫度小於第一參考溫度T3時，調節模組103降低風扇20的轉速至V1=PWM×b%；當CPU 40的工作溫度大於環境溫度時，調節模組103增加風扇轉速至V3=PWM×c%；當CPU 40的工作溫度小於環境溫度時，調節模組103降低風扇轉速至V3=PWM×d%。
如圖2所示，係為風扇20的運轉模式之示意圖。一般地，每一個CPU均具有一個溫度標準差(標示為“T_control”)，該溫度標準差值係為廠商(例如Intel公司)為CPU所定義的溫度標準差值，不同的CPU定義了不同的溫度標準差值。本 實施例以Intel CPU為例，該溫度標準差值為“-16”，亦即溫度標準差值T_control=-16。假設CPU 40的工作溫度差值為△T=T1-T2，其中T1及T2為控制風扇20運轉模式下CPU 40的邏輯溫度。於本實施例中，當-30<△T<-20時，風扇20的運轉模式處於效率模式(Performance mode)；當-20<△T<-15時，風扇20的運轉模式處於靜音模式(Acoustic mode)；當-17<△T<-10時，風扇20的運轉模式處於節能模式(Power saving mode)；當-25<△T<-16時，風扇20的運轉模式處於預設模式(Default mode)。因此，經由調整CPU 40的邏輯溫度T1及T2值，就可以調整出風扇20的四種不同運轉模式，從而滿足電腦1在各種不同模式狀態下的需求。
如圖3-4所示，係為本發明電腦散熱控制方法較佳實施例之流程圖。於本實施例中，該散熱控制方法能夠控制電腦1不受環境溫度影響(即Close loop狀態)下的工作溫度(參考圖3)，以及電腦1受環境溫度影響(即Open loop狀態下)下的工作溫度(參考圖4)。
參考圖3所示，係為在Close loop狀態下的電腦散熱控制方法流程圖。步驟S100，參數設置模組101設置溫度參量(標示為“T_temp”)，並將使溫度參量T_temp等於溫度標準差值T_control。此外，參數設置模組101設置第一邏輯溫度T1、第二邏輯溫度T2、第一參考溫度T3、第二參考溫度T4及第三參考溫度T5，其中T3<T4<T5。例如，用戶可以透過參數 設置模組101設置T1=0、T2=8、T3=T_control+5、T3=T_control+8及T5=T_control+10等。
步驟S101，溫度偵測模組102藉由溫度感測器30偵測出CPU 40的工作溫度(標示為“T_PECI”)，該工作溫度是電腦1在工作狀態下的實際溫度。步驟S102，溫度偵測模組102判斷CPU 40的工作溫度T_PECI是否大於控制溫度T_control與第一邏輯溫度T1之和，亦即T_PECI>T_control+T1。若工作溫度T_PECI大於控制溫度T_control與第一邏輯溫度T1之和，執行步驟S103；否則，執行步驟S109。
步驟S103，溫度偵測模組102判斷CPU 40的工作溫度T_PECI是否大於第一參考溫度T3，亦即T_PECI>T3，並且風扇轉速是否為最高轉速。若工作溫度T_PECI大於第一參考溫度T3且風扇轉速是最高轉速，執行步驟S104；否則，執行步驟S105。
步驟S104，調節模組103降低CPU 40的工作頻率。於本實施例中，當工作溫度T_PECI大於第一參考溫度T3時，調節模組103使CPU 40的工作頻率降低30%，當工作溫度T_PECI大於第二參考溫度T4時，調節模組103使CPU 40的工作頻率降低70%；當工作溫度T_PECI大於第三參考溫度T5時，調節模組103使CPU 40的工作頻率降低100%，從而使電腦1自動關機。
步驟S105，溫度偵測模組102判斷工作溫度T_PECI是否大於 溫度參量T_temp，亦即T_PECI>T_temp。若工作溫度T_PECI大於溫度參量T_temp，執行步驟S106；否則，執行步驟S101。
步驟S106，調節模組103增加風扇轉速至V1=PWM×a%，其中，PWM為風扇轉速最高佔比。步驟S107，參數設置模組101設置溫度參量T_temp=T_PECI。步驟S108，溫度偵測模組102延遲第一段時間d1後，執行步驟S101繼續偵測風扇20在轉速V1下CPU 40的工作溫度T_PECI。
步驟S109，溫度偵測模組102判斷工作溫度T_PECI是否小於控制溫度T_control與第二邏輯溫度T2之差，亦即T_PECI<T_control-T2。若工作溫度T_PECI小於控制溫度T_control與第二邏輯溫度T2之差，執行步驟S110；否則，執行步驟S101。
步驟S110，調節模組103降低風扇轉速至V2=PWM×b%。步驟S111，溫度偵測模組102延遲第二段時間d2後，執行步驟S101繼續偵測風扇20在轉速V2下CPU 40的工作溫度T_PECI。
步驟S112，溫度偵測模組102判斷工作溫度T_PECI是否大於第三參考溫度T5，亦即T_PECI>T5。若工作溫度T_PECI大於第三參考溫度T5，執行步驟S115；否則，執行步驟S113。
步驟S113，溫度偵測模組102判斷工作溫度T_PECI是否小於等於第二參考溫度T4，亦即T_PECI T4。若工作溫度 T_PECI小於等於第二參考溫度T4，執行步驟S114。若工作溫度T_PECI大於第二參考溫度T4，步驟S104。
步驟S114，調節模組103增加CPU 40的工作頻率。當工作溫度T_PECI大於第三參考溫度T5時，步驟S115，調節模組103發出CPU 40的工作溫度過高的警示訊息，以提醒用戶因溫度過高需關閉電腦1。
參考圖4所示，係為在Open loop狀態下的電腦散熱控制方法流程圖。步驟S200，參數設置模組101設置環境溫度範圍，亦即最高環溫值(標示為“T_high”)，最低環溫值(標示為“T_low”)。步驟S201，溫度偵測模組102藉由溫度感測器30偵測出電腦1所處的環境溫度(標示為“Ta”)，以及CPU 40的工作溫度T_PECI。
步驟S202，溫度偵測模組102判斷CPU 40的工作溫度T_PECI是否大於等於最高環溫值T_high+1，亦即T_PECI T_high+1。若系統溫度T大於等於最高環溫值T_PECI_high+1，執行步驟S203；否則，執行步驟S207。
步驟S203，溫度偵測模組102判斷CPU 40的工作溫度T_PECI是否大於環境溫度Ta，亦即T_PECI>Ta。若CPU 40的工作溫度T_PECI大於環境溫度Ta，則執行步驟S204；否則流程結束。
步驟S204，調節模組103增加風扇轉速至V3=PWM×c%。步驟S205，參數設置模組101設置環境溫度Ta等於CPU 40的工作 溫度T_PECI，亦即Ta=T_PECI。步驟S206，溫度偵測模組102延遲第三段時間d3後，執行步驟S201繼續偵測風扇20在轉速V3下偵測出環境溫度Ta以及工作溫度T_PECI。
步驟S207，溫度偵測模組102判斷CPU 40的工作溫度T_PECI是否小於等於最低環溫值T_low-1，亦即T_PECIT_low-1。若工作溫度T_PECI小於等於最低環溫值T_low-1，執行步驟S208；否則流程結束。
步驟S208，溫度偵測模組102判斷CPU 40的工作溫度T_PECI是否小於環境溫度Ta，亦即T_PECI<Ta。若CPU 40的工作溫度T_PECI小於環境溫度Ta，執行步驟S209；否則流程結束。
步驟S209，調節模組103降低風扇轉速至V4=PWM×d%。步驟S210，參數設置模組101設置環境溫度Ta等於CPU 40的工作溫度T_PECI，亦即Ta=T_PECI。步驟S211，溫度偵測模組102延遲第四段時間d4後，執行步驟S201繼續偵測風扇20在轉速V4下偵測出環境溫度Ta以及CPU 40的工作溫度T_PECI。
需要說明的是，電腦1的系統溫度包括CPU 40、記憶體50的溫度、或者其它內部電子元件的工作溫度，而本發明僅以CPU 40的工作溫度作為電腦1的系統溫度。因此，電腦1內部的其它具備發熱性能的電子元件，例如記憶體50、南北橋晶片等，均可利用本發明所述之電腦散熱控制系統及方法來達到調節其溫度的效果。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，且已達廣泛之使用功效，凡其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成之均等變化或修飾，均應包含於下述之申請專利範圍內。
1‧‧‧電腦
10‧‧‧電腦散熱控制系統
101‧‧‧參數設置模組
102‧‧‧溫度偵測模組
103‧‧‧調節模組
20‧‧‧風扇
30‧‧‧溫度感測器
40‧‧‧中央處理器
50‧‧‧記憶體

Claims (8)

  1. 一種電腦散熱控制系統，安裝並運行於電腦中，該電腦包括CPU、風扇及溫度感測器，所述之電腦散熱控制系統包括：參數設置模組，設置CPU的溫度標準差、第一邏輯溫度及第二邏輯溫度；溫度偵測模組，用於藉由溫度感測器偵測出CPU的工作溫度，以及根據溫度標準差、第一邏輯溫度與第二邏輯溫度判斷CPU的工作溫度是否需要調整；及調節模組，用於當CPU的工作溫度需要調整時，藉由調節風扇在不同運轉模式下的風扇轉速以及CPU的工作頻率來調整CPU的工作溫度，所述之風扇運轉模式包括預設模式、效率模式、靜音模式及節能模式。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電腦散熱控制系統，其中，所述之參數設置模組還用於設置第一參考溫度、第二參考溫度、第三參考溫度、以及環境溫度範圍。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電腦散熱控制系統，其中，所述之溫度偵測模組還用於在電腦受環境溫度影響下判斷CPU的工作溫度是否介於環境溫度範圍內。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之電腦散熱控制系統，其中，所述之調節模組還用於當CPU的工作溫度大於第三參考溫度時，發出CPU的工作溫度過高的警示訊息。
  5. 一種電腦散熱控制方法，該電腦包括CPU、風扇及溫度感測 器，該方法包括步驟：設置CPU的溫度標準差、第一邏輯溫度及第二邏輯溫度；藉由溫度感測器偵測CPU的工作溫度；根據溫度標準差、第一邏輯溫度與第二邏輯溫度判斷CPU的工作溫度是否需要調整；當CPU的工作溫度需要調整時，藉由調節風扇在不同運轉模式下的風扇轉速以及CPU的工作頻率來調整CPU的工作溫度，所述之風扇運轉模式包括預設模式、效率模式、靜音模式及節能模式。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之電腦散熱控制方法，還包括步驟：設置第一參考溫度、第二參考溫度、第三參考溫度以及環境溫度範圍。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電腦散熱控制方法，還包括步驟：在電腦受環境溫度影響下，判斷CPU的工作溫度是否介於環境溫度範圍內。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之電腦散熱控制方法，還包括步驟：當CPU的工作溫度大於第三參考溫度時，發出CPU的工作溫度過高的警示訊息。
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