TWI443496B - 電子裝置與超頻運作的工作頻率控制方法 - Google Patents

Description

電子裝置與超頻運作的工作頻率控制方法

本案是有關於一種超頻控制技術，且特別是有關於一種電子裝置與超頻運作的工作頻率控制方法。

一般來說，電子裝置進行超頻運作時需要較高的工作電壓，而很容易導致其溫度大幅上升。當電子裝置的溫度超過其可承受的溫度範圍時，可能會導致當機或裝置受損的情形發生。因此，一般可調整工作頻率的電子裝置上普遍會內建有自動降頻機制。以中央處理單元(Central Processing Unit；CPU)為例，假設中央處理單元因為長時間的超頻運作，而導致其自身的溫度過高時，此時根據自動降頻機制的設定，中央處理單元會自動地調低其工作頻率，以避免當機或裝置受損等情形發生。

然而，以上述自動降頻機制來看，其會使得中央處理單元在進行超頻運作時無法有效地固定其工作頻率。

有鑑於此，本案提出一種電子裝置與超頻運作的工作頻率控制方法，可在中央處理單元進行超頻運作時，根據中央處理單元的溫度來適應性地調整其工作模式，而可有效地固定其工作頻率。

本實施例提出一種電子裝置，所述電子裝置包括中央處理單元、溫度感測元件以及控制電路。中央處理單元用以進行超頻運作。溫度感測元件耦接至中央處理單元，並且用以感測中央處理單元的溫度。控制電路耦接至溫度感測元件與中央處理單元，並且用以判斷中央處理單元的溫度是否達到第一臨限溫度。當中央處理單元的溫度達到第一臨限溫度時，控制電路控制中央處理單元進入閒置模式，並判斷中央處理單元的溫度是否降至第二臨限溫度。當中央處理單元處於閒置模式且中央處理單元的溫度低於第二臨限溫度時，控制電路控制中央處理單元恢復工作於正常工作模式。上述第一臨限溫度高於第二臨限溫度，並且中央處理單元於閒置模式下的工作頻率與中央處理單元於正常工作模式下的工作頻率相同。

在本案的一實施例中，所述之控制電路包括嵌入式控制器與南橋晶片。嵌入式控制器耦接至溫度感測元件，用以判斷中央處理單元的溫度是否達到第一臨限溫度。南橋晶片耦接至嵌入式控制器與中央處理單元。當中央處理單元的溫度達到第一臨限溫度時，嵌入式控制器發送暫停信號至南橋晶片。當南橋晶片接收到暫停信號時，南橋晶片控制中央處理單元進入閒置模式。當中央處理單元處於閒置模式且中央處理單元的溫度低於第二臨限溫度時，嵌入式控制器停止發送暫停信號至南橋晶片。當南橋晶片未接收到暫停信號時，南橋晶片控制中央處理單元恢復工作於正常工作模式。

在本案的一實施例中，當南橋晶片接收到暫停信號時，南橋晶片不回應電子裝置的部份或全部週邊裝置。

在本案的一實施例中，所述之電子裝置更包括觸發元件。觸發元件耦接至控制電路，並且用以接收操作，而根據操作產生觸發信號。當控制電路接收到觸發信號時，控制電路根據觸發信號來控制中央處理單元進入閒置模式或恢復工作於正常工作模式。

在本案的一實施例中，所述之電子裝置更包括顯示器。顯示器耦接至控制電路。控制電路更控制顯示器顯示中央處理單元的溫度。

本實施例另提出一種超頻運作的工作頻率控制方法，適用於具有中央處理單元的電子裝置，並且中央處理單元進行超頻運作，所述超頻運作的工作頻率控制方法包括下列步驟。感測中央處理單元的溫度。判斷中央處理單元的溫度是否達到第一臨限溫度。當中央處理單元的溫度達到第一臨限溫度時，控制中央處理單元進入閒置模式，並判斷中央處理單元的溫度是否低於第二臨限溫度。當中央處理單元處於閒置模式且中央處理單元的溫度低於第二臨限溫度時，控制中央處理單元恢復工作於正常工作模式。上述第一臨限溫度高於上述第二臨限溫度，並且中央處理單元於閒置模式下的工作頻率與中央處理單元於正常工作模式下的工作頻率相同。

在本案的一實施例中，所述之電子裝置包括嵌入式控制器與南橋晶片，其中控制中央處理單元進入閒置模式的 步驟包括下列步驟。由嵌入式控制器發送暫停信號至南橋晶片。當南橋晶片接收到暫停信號時，由南橋晶片控制中央處理單元進入閒置模式。另外，控制中央處理單元恢復工作於正常工作模式的步驟包括下列步驟。由嵌入式控制器停止發送暫停信號至南橋晶片。當南橋晶片未接收到暫停信號時，由南橋晶片控制中央處理單元恢復工作於正常工作模式。

在本案的一實施例中，所述之控制中央處理單元進入閒置模式的步驟更包括下列步驟。使南橋晶片不回應電子裝置的部份或全部週邊裝置。

在本案的一實施例中，所述之超頻運作的工作頻率控制方法更包括下列步驟。接收操作。根據操作產生觸發信號。根據觸發信號來控制中央處理單元進入閒置模式或恢復工作於正常工作模式。

在本案的一實施例中，所述之超頻運作的工作頻率控制方法更包括下列步驟。顯示中央處理單元的溫度於電子裝置的顯示器或耦接於電子裝置的外接式顯示器。

基於上述，本案的電子裝置與超頻運作的工作頻率控制方法，其可感測中央處理單元在進行超頻運作時的溫度，並判斷中央處理單元的溫度是否達到第一臨限溫度。然後，當中央處理單元的溫度達到第一臨限溫度時，本案可控制中央處理單元進入閒置模式，並判斷中央處理單元的溫度是否由第一臨限溫度降至第二臨限溫度。並且，當中央處理單元處於閒置模式且中央處理單元的溫度降至第 二臨限溫度時，本案可再控制中央處理單元恢復工作於正常工作模式。藉此，本案可有效地固定中央處理單元在進行超頻運作時的工作頻率。

為讓本案之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。

本實施例提出一種超頻運作的工作頻率控制方法，其可在中央處理單元進行超頻運作時，依據中央處理單元的溫度，來適應性地將中央處理器的工作模式在閒置模式與正常工作模式之間進行切換。舉例來說，當中央處理單元的溫度較高時，本案可將中央處理器切換至閒置(Idle)模式，使得中央處理單元暫時地停止運行部分或全部的程序(process)及/或服務(service)，而可快速地進行散熱。然後，當中央處理單元的溫度降至適當範圍內時，本案再將中央處理單元切換回正常工作(Normally working)模式，以接續運行先前因中央處理單元的溫度過高而被暫停的程序及/或服務。藉此，不管中央處理單元的溫度如何變化，本案都可有效地將中央處理單元的工作頻率維持在超頻狀態。

此外，本實施例更揭示了可用於體現上述超頻運作的工作頻率控制方法的電子裝置。為了使本案之內容更容易明瞭，以下特舉實施例作為本案確實能夠據以實施的範例。 圖1為根據本案的一實施例所繪示的電子裝置的功能方塊圖。請參照圖1，電子裝置10例如是平板電腦(Tablet PC)、筆記型電腦(Notebook)或桌上型電腦等各式電子裝置。

在本實施例中，電子裝置10包括中央處理單元(Central Processing Unit；CPU)11、溫度感測元件12以及控制電路13。中央處理單元11可運行一個或多個作業系統(Operating System)，以處理資料數據並執行各種軟體程序及/或服務。

一般來說，使用者可以藉由各種方式來讓中央處理單元11進行超頻運作，以提升中央處理單元11的處理或運算效能。舉例來說，使用者可以在基本輸入輸出系統(Basic Input/Output System；BIOS)的設定模式中對中央處理單元11的工作頻率進行超頻設定。例如，使用者可以選擇將中央處理單元11的工作頻率由原本設定的200MHz提升至220MHz或者更高、更低等等，依使用者的喜好而定。

在本實施例中，當中央處理單元11進行超頻運作時，由於中央處理單元11的工作頻率與工作電壓皆高於其出廠時所制訂之標準，故很容易導致中央處理單元11的溫度高於正常運作時的溫度。因此，透過使中央處理單元11進入閒置模式，即可在不改變中央處理單元11的工作頻率的同時，有效地對中央處理單元11進行散熱。接著，在中央處理單元11的溫度下降至適當範圍內之後，再重新使中央處理單元11恢復工作於正常工作模式。

換句話說，在本實施例中，假設使用者將中央處理單元11的工作頻率由原本的3.2GHz提升至3.4GHz(即，超頻狀態)，並由中央處理單元11執行超頻測試程序。當中央處理單元11的溫度過高時，中央處理單元11並不會自動地降低工作頻率，而是進入閒置模式，以暫停執行超頻測試程序以及其他的程序及/或服務。然後，當中央處理單元11的溫度下降至適當範圍內之後，才使中央處理單元11恢復工作於正常工作模式，以接續執行未完成的超頻測試程序以及其他的程序及/或服務。藉此，即使中央處理單元11長時間運作在在高頻狀態下，也可有效地固定其工作頻率(例如，3.4GHz)，進而使得超頻測試程序的評估結果更為精確。以下將針對本實施例中電子裝置10的詳細實施細節進行說明。

溫度感測元件12耦接至中央處理單元11，並且用以感測中央處理單元11的溫度。控制電路13耦接至中央處理單元11與溫度感測元件12，並且用以根據溫度感測元件12所感測到的溫度數據，來判斷中央處理單元11的溫度是否達到一臨限(threshold)溫度(以下統稱為第一臨限溫度)。值得一提的是，由於上述第一臨限溫度(例如，90度)是用以判斷中央處理單元11的溫度是否即將達到使其自動降頻的溫度，因此對於不同規格、型號或廠牌的中央處理單元來說，上述第一臨限溫度實質上可適應性地調整。此外，基於設計上或實務上的考量，上述第一臨限溫度也根據實際需求而加以微調。

當中央處理單元11的溫度達到上述第一臨限溫度時，表示中央處理單元11的溫度即將達到使其自動降頻的溫度。此時，控制電路13隨即控制中央處理單元11進入閒置模式，以避免中央處理單元11自動降頻。特別是，在上述閒置模式中，中央處理單元11實際上是類似於禁能(enable)的狀態，而暫時地停止執行部分或全部的程序及/或服務。也就是說，一般造成中央處理單元11的溫度大幅度提升的原因，主要是由於中央處理單元11在高工作頻率(或，高工作電壓)下，運行過多的程序及/或服務。因此，本案可使中央處理單元11進入「閒置」狀態，以藉由減輕負載(loading)的方式來降低中央處理單元11的溫度，而非透過傳統的降低工作電壓及/或工作頻率來降低中央處理單元11的溫度。

具體來看，在本實施例中，控制電路13可以包括嵌入式控制器131與南橋晶片132。嵌入式控制器131耦接至溫度感測元件12，而南橋晶片132則耦接至嵌入式控制器131與中央處理單元11。首先，嵌入式控制器131可用以判斷中央處理單元11的溫度是否達到上述第一臨限溫度。然後，當嵌入式控制器131判斷中央處理單元11的溫度達到上述第一臨限溫度時，嵌入式控制器131隨即發送對應的暫停(pause)信號至南橋晶片132。當南橋晶片132接收到上述暫停信號時，由南橋晶片132控制中央處理單元11進入上述閒置模式。

本實施例中的南橋晶片132即是用以控制中央處理單元11進入上述閒置模式。更詳細的實施細節請接續參照以下說明。

首先，在本實施例中，上述暫停信號可以是以系統管理中斷信號的方式來實施。舉例來說，當中央處理單元11的溫度未達到上述第一臨限溫度(即，一般情況下)時，嵌入式控制器131可以發送系統管理中斷信號值為「1」的系統管理中斷信號給南橋晶片132。然後，當南橋晶片132接收到系統管理中斷信號值為「1」的系統管理中斷信號時，南橋晶片132可根據此系統管理中斷信號來發送對應的控制指令給中央處理單元11，以控制中央處理單元11執行排定的程序或服務。換言之，此時中央處理單元11即運作於正常工作模式。

然而，當嵌入式控制器131判斷中央處理單元11的溫度達到或超過上述第一臨限溫度時，嵌入式控制器131則改發送系統管理中斷信號值為「0」的系統管理中斷信號(即，上述暫停信號)給南橋晶片132。當南橋晶片132接收到系統管理中斷信號值為「0」的系統管理中斷信號(即，上述暫停信號)時，南橋晶片132則會根據此系統管理中斷信號(即，上述暫停信號)而暫時地停止發送任何控制指令至中央處理單元11。換言之，類似於上述第二種控制方式的運作機制，由於中央處理單元11必須根據南橋晶片132的控制指令才能運作，因此，若南橋晶片132不發送控制指令給中央處理單元11，則中央處理單元11 也不會執行任何程序或服務。此時，中央處理單元11即進入上述閒置模式。值得一提的是，當中央處理單元11進入上述閒置模式時，其工作頻率並不會改變，而仍然維持在相同的工作頻率，且並未下降(例如，工作頻率為3.4GHz)。

然而，本案不以此為限。在一實施例中，上述暫停信號也可以是由控制電路13中的基本輸入輸出系統所送出。例如，當嵌入式控制器131判斷中央處理單元11的溫度達到上述第一臨限溫度時，嵌入式控制器131可以通知基本輸入輸出系統，以透過基本輸入輸出系統來送出上述暫停信號。

另外，在本實施例中，當南橋晶片132接收到上述暫停信號時，南橋晶片132除了不發送控制指令至中央處理單元11之外，南橋晶片132同樣是處於類似於禁能的狀態，而不會回應或發送信號至電子裝置10的部份、甚至全部的週邊裝置。上述電子裝置10的週邊裝置例如是各式匯流排(Bus)、晶片組及/或介面卡等，其中匯流排(Bus)可以包括通用序列匯流排(Universal Serial Bus)、週邊組件互連匯流排(Peripheral Component Interconnect bua；PCI Bus)及/或週邊裝置連接快遞匯流排(PCI express；PCIe Bus)等，晶片組可以包括北橋晶片(North Bridge)、顯示晶片(Display Card)及/或音效晶片(Sound Card)等，並且介面卡可以包括有線(wire)網路介面及/或無線(wireless)網路介面卡等，本案不對其限制。

在控制電路13將中央處理單元11切換至上述閒置模式之後，控制電路13持續的接收中央處理單元11的溫度數據，並判斷中央處理單元11的溫度是否降至或低於另一臨限溫度(以下統稱為第二臨限溫度)。在本實施例中，上述第二臨限溫度例如是50度，且其同樣可根據設計或實務上的需求而加以調整。

當中央處理單元11的溫度降至或低於上述第二臨限溫度時，表示中央處理單元11的溫度已落於適當的溫度範圍內，而可繼續運行先前未完成或被暫停的程序及/或服務。換言之，當中央處理單元11處於上述閒置模式且中央處理單元11的溫度降至或低於上述第二臨限溫度時，控制電路11可以控制中央處理單元11恢復工作於上述正常工作模式。

值得一提的是，本實施例中提及的第一臨限溫度是作為判斷是否需要使中央處理單元11進入閒置模式的基準，而第二臨限溫度則是作為判斷可恢復中央處理單元11工作於正常工作模式的基準，故上述第一臨限溫度勢必高於上述第二臨限溫度。另外，中央處理單元11於上述閒置模式下的工作頻率實質上也會相同於其在正常工作模式下的工作頻率。

此外，在一實施例中，使用者也可以透過手動的方式，而可隨時使中央處理單元11進入上述閒置模式。舉例來說，在一實施例中，電子裝置10也可以包括觸發元件14，且觸發元件14耦接至控制電路11。在本實施例中，觸發 元件14例如是實體按鈕(button)，而可用以接收用戶操作，並根據此用戶操作產生觸發(trigger)信號。然後，當控制電路11接收到此觸發信號時，控制電路11可以根據此觸發信號來控制中央處理單元13進入上述閒置模式，或者恢復工作於上述正常工作模式，視當時中央處理單元11的工作狀態或觸發元件14的按壓狀態而定。

假設中央處理單元11目前處於正常工作模式，當觸發元件14接收到使用者作用於其上的按壓(press)操作而處於下陷(subsidence)狀態時，觸發元件14會持續發送觸發信號至嵌入式控制器131。當嵌入式控制器131接收到此觸發信號時，其會發送上述暫停信號至南橋晶片132，而由南橋晶片132控制中央處理單元11進入上述閒置模式，然在此不再贅述其控制方式。然後，當使用者鬆開或不再按壓觸發元件14時，則觸發元件14停止發送上述觸發信號至嵌入式控制器131，使得中央處理單元11可以恢復工作於上述正常工作模式。

然而，本案不以上述實施方式為限。舉例來說，在另一實施例中，電子裝置10還可以包括顯示器15，且顯示器15耦接至控制電路13。值得一提的是，顯示器15可以是與電子裝置10連接的外接式顯示器，或者電子裝置10本身的顯示器。藉此，控制電路13可控制顯示器15來顯示中央處理單元131的溫度。例如，由嵌入式控制器131來控制顯示器15直接顯示溫度感測元件12所感測到的溫度數據，以供使用者查看。

圖2為根據本案的一實施例所繪示的超頻運作的工作頻率控制方法的流程示意圖。請同時參照圖1與圖2，假設電子裝置10的中央處理單元11目前正在進行超頻運作(例如，工作頻率由正常的工作頻率3.2GHz提升至3.4GHz)。首先，在步驟S201中，由溫度感測元件12感測中央處理單元11的溫度。接著，於步驟S203中，控制電路13判斷中央處理單元11的溫度是否達到上述第一臨限溫度(例如，90度)。

當控制電路13判斷中央處理單元11的溫度達到上述第一臨限溫度(例如，90度)時，控制電路13控制中央處理單元11進入上述閒置模式。然後，接續於步驟S203，在步驟S205中，控制電路13判斷中央處理單元11的溫度是否降至或低於上述第二臨限溫度(例如，50度)。當中央處理單元11的溫度由上述第一臨限溫度降至或低於上述第二臨限溫度(例如，50度)時，在步驟S207中，控制電路13控制中央處理單元11恢復工作於上述正常工作模式。特別是，在本實施例中，中央處理單元11於上述閒置模式下的工作頻率與中央處理單元11於上述正常工作模式下的工作頻率相同。

此外，對於上述方法中的詳細實施細節，亦可由上述的實施例獲得足夠的教示、建議與實施說明，故在此不再贅述。

雖然本案已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本案，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本案 之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧電子裝置

11‧‧‧中央處理單元

12‧‧‧溫度感測元件

13‧‧‧控制電路

14‧‧‧觸發元件

15‧‧‧顯示器

131‧‧‧嵌入式控制器

132‧‧‧南橋晶片

S201、S203、S205、S207、S209‧‧‧本案一實施例的超頻運作的工作頻率控制方法各步驟

圖1為根據本案的一實施例所繪示的電子裝置的功能方塊圖。

圖2為根據本案的一實施例所繪示的超頻運作的工作頻率控制方法的流程示意圖。

10‧‧‧電子裝置

11‧‧‧中央處理單元

12‧‧‧溫度感測元件

13‧‧‧控制電路

14‧‧‧觸發元件

15‧‧‧顯示器

131‧‧‧嵌入式控制器

132‧‧‧南橋晶片

Claims (10)

1. 一種電子裝置，包括：一中央處理單元，用以進行一超頻運作；一溫度感測元件，耦接該中央處理單元，並且用以感測該中央處理單元的溫度；以及一控制電路，耦接該溫度感測元件與該中央處理單元，並且用以判斷該中央處理單元的溫度是否達到一第一臨限溫度，其中，當該中央處理單元的溫度達到該第一臨限溫度時，該控制電路控制該中央處理單元進入一閒置模式，並判斷該中央處理單元的溫度是否低於一第二臨限溫度，當該中央處理單元處於該閒置模式且該中央處理單元的溫度低於該第二臨限溫度時，該控制電路控制該中央處理單元恢復工作於該正常工作模式，其中，該第一臨限溫度高於該第二臨限溫度，並且該中央處理單元於該閒置模式下的工作頻率與該中央處理單元於一正常工作模式下的工作頻率相同。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該控制電路包括：一嵌入式控制器，耦接該溫度感測元件，用以判斷該中央處理單元的溫度是否達到該第一臨限溫度；以及一南橋晶片，耦接該嵌入式控制器與該中央處理單元，其中，當該中央處理單元的溫度達到該第一臨限溫度時，該嵌入式控制器發送一暫停信號至該南橋晶片，以及 當該南橋晶片接收到該暫停信號時，該南橋晶片控制該中央處理單元進入該閒置模式，其中，當該中央處理單元處於該閒置模式且該中央處理單元的溫度低於該第二臨限溫度時，該嵌入式控制器停止發送該暫停信號至該南橋晶片，以及當該南橋晶片未接收到該暫停信號時，該南橋晶片控制該中央處理單元恢復工作於該正常工作模式。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電子裝置，其中當該南橋晶片接收到該暫停信號時，該南橋晶片不回應該電子裝置的部份或全部週邊裝置。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，更包括：一觸發元件，耦接該控制電路，並且用以接收一操作，而根據該操作產生一觸發信號，其中，當該控制電路接收到該觸發信號時，該控制電路根據該觸發信號來控制該中央處理單元進入該閒置模式或恢復工作於該正常工作模式。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，更包括：一顯示器，耦接該控制電路，其中該控制電路更控制該顯示器顯示該中央處理單元的溫度。
6. 一種超頻運作的工作頻率控制方法，適用於具有一中央處理單元的一電子裝置，並且該中央處理單元進行一超頻運作，所述超頻運作的工作頻率控制方法包括：感測該中央處理單元的溫度； 判斷該中央處理單元的溫度是否達到一第一臨限溫度；當該中央處理單元的溫度達到該第一臨限溫度時，控制該中央處理單元進入一閒置模式，並判斷該中央處理單元的溫度是否低於一第二臨限溫度；以及當該中央處理單元處於該閒置模式且該中央處理單元的溫度低於該第二臨限溫度時，控制該中央處理單元恢復工作於該正常工作模式，其中，該第一臨限溫度高於該第二臨限溫度，並且該中央處理單元於該閒置模式下的工作頻率與該中央處理單元於一正常工作模式下的工作頻率相同。
7. 如申請專利範圍第6項所述之超頻運作的工作頻率控制方法，其中該電子裝置包括一嵌入式控制器與一南橋晶片，其中控制該中央處理單元進入該閒置模式的步驟包括：由該嵌入式控制器發送一暫停信號至該南橋晶片；以及當該南橋晶片接收到該暫停信號時，由該南橋晶片控制該中央處理單元進入該閒置模式，其中控制該中央處理單元恢復工作於該正常工作模式的步驟包括：由該嵌入式控制器停止發送該暫停信號至該南橋晶片；以及 當該南橋晶片未接收到該暫停信號時，由該南橋晶片控制該中央處理單元恢復工作於該正常工作模式。
8. 如申請專利範圍第7項所述之超頻運作的工作頻率控制方法，其中控制該中央處理單元進入該閒置模式的步驟更包括：使該南橋晶片不回應該電子裝置的部份或全部週邊裝置。
9. 如申請專利範圍第6項所述之超頻運作的工作頻率控制方法，更包括：接收一操作；根據該操作產生一觸發信號；以及根據該觸發信號來控制該中央處理單元進入該閒置模式或恢復工作於該正常工作模式。
10. 如申請專利範圍第6項所述之超頻運作的工作頻率控制方法，更包括：顯示該中央處理單元的溫度於該電子裝置的一顯示器或耦接於該電子裝置的一外接式顯示器。