TWI684854B - 用於中央處理器之溫度控制系統及其溫度控制方法 - Google Patents

用於中央處理器之溫度控制系統及其溫度控制方法 Download PDF

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Abstract

一種溫度控制系統，用於一中央處理器。中央處理器係由一供電模組進行供電。此溫度控制系統包含一設定模組、一第一溫度檢測模組、一第二溫度檢測模組與一功率調整模組。設定模組係用以設定處理器目標溫度與供電模組目標溫度。第一溫度檢測模組係電性連接中央處理器，以取得中央處理器之處理器偵測溫度。第二溫度檢測模組係電性連接供電模組，以取得供電模組之供電模組偵測溫度。功率調整模組係依據處理器目標溫度與處理器偵測溫度之第一溫差或是供電模組目標溫度與供電模組偵測溫度之第二溫差，調整中央處理器或是供電模組之一控制參數。

Description

用於中央處理器之溫度控制系統及其 溫度控制方法
本發明係關於電子裝置，尤其是關於用於中央處理器之溫度控制系統及其溫度控制方法。
現今電腦偵測軟體(HW monitor software)普及，愈來愈多使用者會利用偵測軟體來檢視自己電腦狀況，特別是中央處理器(CPU)的溫度，以確保電腦效能，同時避免電腦過熱影響其使用壽命。
不過，各個使用者對溫度高低之敏感度不一樣。傳統之電腦偵測軟體僅能依據一給定溫度值，判斷電腦是否過熱，無法給予使用者較大的使用彈性。
本發明提供一種溫度控制系統，用於一中央處理器。中央處理器係由一供電模組進行供電。此溫度控制系統包含一設定模組、一第一溫度檢測模組、一第二溫度檢測模組與一功率調整模組。其中，設定模 組係用以設定一處理器目標溫度與一供電模組目標溫度。第一溫度檢測模組係電性連接中央處理器，以取得中央處理器之一處理器偵測溫度。第二溫度檢測模組係電性連接供電模組，以取得供電模組之一供電模組偵測溫度。功率調整模組係依據處理器目標溫度與處理器偵測溫度之一第一溫差或是供電模組目標溫度與供電模組偵測溫度之一第二溫差，調整中央處理器或是該供電模組的一控制參數。
本發明並提供一種溫度控制方法，用於一中央處理器。中央處理器係由一供電模組進行供電。此溫度控制方法包含：設定一處理器目標溫度與一供電模組目標溫度；取得中央處理器之一處理器偵測溫度；取得供電模組之一供電模組偵測溫度；以及依據處理器目標溫度與處理器偵測溫度之一第一溫差或是供電模組目標溫度與供電模組偵測溫度之一第二溫差，調整中央處理器或是供電模組的一控制參數。
本發明所提供之溫度控制系統及其溫度控制方法，可供使用者自行設定中央處理器與供電模組之目標溫度，並可依據所設定之目標溫度動態調整中央處理器或是供電模組之控制參數，而使偵測到的實際溫度穩定於目標溫度。
本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。
10‧‧‧中央處理器
20‧‧‧供電模組
100,200‧‧‧溫度控制系統
120‧‧‧設定模組
140,240‧‧‧第一溫度檢測模組
160‧‧‧第二溫度檢測模組
180‧‧‧功率調整模組
110‧‧‧內嵌式控制器
130‧‧‧第一匯流排
150‧‧‧第二匯流排
Tc1‧‧‧處理器目標溫度
Tp1‧‧‧供電模組目標溫度
Tc2‧‧‧處理器偵測溫度
Tp2‧‧‧供電模組偵測溫度
△T1‧‧‧第一溫差
P1‧‧‧功率限定值
△T2‧‧‧第二溫差
232‧‧‧第三匯流排
250‧‧‧輸出入控制介面
234‧‧‧第四匯流排
30‧‧‧平台控制器
第一圖係本發明之溫度控制系統一實施例之方塊示意圖。
第二與三圖係顯示本發明之功率調整模組之運作方式之一實施例及其溫度穩定效果。
第四圖係本發明之溫度控制系統另一實施例之方塊示意圖。
第五圖係本發明之溫度控制方法一實施例之流程圖。
第六圖係本發明之溫度控制方法另一實施例之流程圖。
第七圖係本發明之溫度控制方法又一實施例之流程圖。
下面將結合示意圖對本發明的具體實施方式進行更詳細的描述。根據下列描述和申請專利範圍，本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是，圖式均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
第一圖係本發明之溫度控制系統一實施例之方塊示意圖。如圖中所示，本實施例之溫度控制系統係用於一中央處理器(central processing unit,CPU)10。此中央處理器10係由一供電模組20進行供電。在一實施例中，此供電模組20包含一電壓整流模組(voltage regulation module)，用以將外部電源轉換為中央處理器10運作所需之電壓。
溫度控制系統100包含一設定模組120、一 第一溫度檢測模組140、一第二溫度檢測模組160與一功率調整模組180。其中，設定模組120係用以可調整地設定一處理器目標溫度Tc1與一供電模組目標溫度Tp1。第一溫度檢測模組140係電性連接中央處理器10，以取得中央處理器10之一處理器偵測溫度Tc2。
一實施例中，此處理器偵測溫度係由中央處理器10內部之一溫度偵測元件進行偵測。如圖中所示，第一溫度檢測模組140係透過一平台控制器(platform control hub,PCH)30電性連接中央處理器10以取得處理器偵測溫度Tc2。
第二溫度檢測模組160係電性連接供電模組20，以取得供電模組20之一供電模組偵測溫度Tp2。一實施例中，此供電模組偵測溫度Tp2係由供電模組20內部之一溫度偵測元件進行偵測。
一實施例中，此溫度偵測元件可偵測供電模組20內部之電源控制晶片(power control IC)、電路板或是其他關鍵電子零件之溫度。
功率調整模組180係依據處理器目標溫度Tc1與處理器偵測溫度Tc2之一第一溫差△T1，△T1=Tc1-Tc2，或是供電模組目標溫度Tp1與供電模組偵測溫度Tp2之一第二溫差△T2，△T2=Tp1-Tp2，調整中央處理器10之一控制參數。在本實施例中即為一功率限定值P1。
此功率限定值P1即為中央處理器10進行運作之功耗上限。在一實施例中，當第一溫差△T1或第 二溫差△T2小於零，功率限定值P1係調整為小於中央處理器預先給定之一熱設計功耗(TDP)，當第一溫差△T1或第二溫差△T2大於零，功率限定值P1係調整為大於中央處理器之熱設計功耗。
請同時參照第二與三圖，第二與三圖係顯示本發明之功率調整模組180之運作方式之一實施例及其溫度穩定效果。值得注意的是，雖然本實施例係以處理器目標溫度Tc1與處理器偵測溫度Tc2為例說明功率調整模組180之運作方式。不過，此等運作方式亦可適用於供電模組目標溫度Tp1與供電模組偵測溫度Tp2。
一實施例中，使用者透過設定模組120設定處理器目標溫度Tc1為90度。功率調整模組180隨即依據處理器目標溫度Tc1與處理器偵測溫度Tc2之第一溫差△T1，即△T1=Tc1-Tc2，調整中央處理器10之功率限定值P1。
當處理器偵測溫度Tc2為100度，第一溫差△T1為-10度，功率調整模組180隨即依據算式0.125Watt x △T1調整中央處理器10之功率限定值P1，一開始之功率限定值為TDP，功率限定值P1則調整為TDP-1.25Watt。反之，若是處理器偵測溫度Tc2為85度，第一溫差△T1為5度，隨即依據算式0.125Watt x △T1調整中央處理器10之功率限定值P1，功率限定值P1則調整為TDP+0.675Watt。透過前述處理方式，即可將中央處理器10之實際溫度穩定且接近處理器目標溫度Tc1，如第三圖所示。
前述實施例係利用算式0.125Watt x △T1計算出功率限定值P1之調整幅度(包含調升與調降)。不過，本發明並不限於此。首先，此算式中之數值0.125可視需求進行調整，此數值越大，功率調整模組180對於溫度之反應越快，數值越小，越能進行細微之調整。其次，針對功率限定值P1之調升與調降，功率調整模組180亦可適用不同之處理方式。在一實施例中，當△T1小於零，功率調整模組180係利用算式0.125Watt x △T1計算出功率限定值P1之調降幅度，不過，若是△T1大於零，功率調整模組180則是解除中央處理器10之功耗上限。
在前述實施例中，功率調整模組180係透過調整功率限定值P1來因應第一溫差△T1或第二溫差△T2之產生。不過，本發明並不限於此。在另一實施例中，功率調整模組180係透過調整調整供電模組之一控制參數，如電流上限、輸出功率上限等，以因應第一溫差△T1或第二溫差△T2之產生。
如圖中所示，在一實施例中，前述中央處理器10、供電系統20、溫度控制系統100中之第一溫度檢測模組140、第二溫度檢測模組160與功率調整模組180係以硬體(hardware)方式設置於主機板。溫度控制系統100中之第一溫度檢測模組140、第二溫度檢測模組160與功率調整模組180係設置於一內嵌式控制器(embedded controller,EC)110。不過，本發明並不限於此。前述溫度控制系統100中之第一溫度檢測模組140、第二溫度檢測模組160與功率調整模組180亦可設置於一微控制單元 (micro controller unit,MCU)內。
此內嵌式控制器110係透過一第一匯流排130電性連接中央處理器10，並透過一第二匯流排150電性連接供電模組20。藉此，第一檢測模組140可透過第一匯流排130電性連接中央處理器10，第二檢測模組160則可透過第二匯流排150電性連接供電模組20。在一實施例中，第一匯流排130係一系統管理匯流排(SMbus)，第二匯流排150係一系統管理匯流排。不過，本發明並不限於此，任何設置於主機板上可供資訊傳遞之路徑，均可適用於本發明作為內嵌式控制器110與中央處理器10或供電模組20間之資訊傳遞之用。
一實施例中，設定模組120係一軟體(software)或是一韌體(firmware)，如BIOS在另一實施例中，設定模組120則是以硬體方式設置於前述內嵌式控制器110內。
第四圖係本發明之溫度控制系統另一實施例之方塊示意圖。相較於第一圖之實施例，本實施例之溫度控制系統200之第一溫度檢測模組240是透過一第三匯流排232電性連接至一輸出入控制介面，例如一超級輸出入晶片(Super IO)250，再由此輸出入控制介面透過一第四匯流排234電性連接中央處理器10。
一實施例中，前述第三匯流排232係一平台環境控制介面(platform environmental control interface,PECI)匯流排，前述第四匯流排234係一系統管理匯流排(SMbus)。不過，本發明並不限於此，任何設置 於主機板上可供資訊傳遞之路徑，均可適用於本發明作為第一溫定檢測模組240、超級輸出入晶片250與中央處理器10間之資訊傳遞之用。
第五圖係本發明之溫度控制方法一實施例之流程圖。請同時參照第一圖，此溫度控制方法係用於中央處理器10。此中央處理器10係由供電模組20進行供電。此溫度控制方法包含以下步驟。
首先，如步驟S120所示，利用設定模組120，可調整地設定處理器目標溫度Tc1與供電模組目標溫度Tp1。
隨後，如步驟S140所示，利用電性連接中央處理器10之第一溫度檢測模組140，取得中央處理器10之處理器偵測溫度Tc2。另一方面，如步驟S150所示利用電性連接供電模組20之第二溫度檢測模組160，取得供電模組20之供電模組偵測溫度Tp2。
接下來，如步驟S160所示，利用功率調整模組180，計算前述步驟S120所設定之處理器目標溫度Tc1與前述步驟S140所偵測之處理器偵測溫度Tc2之第一溫差△T1，△T1=Tc1-Tc2，以及前述步驟S120所設定之供電模組目標溫度Tp1與前述步驟S150所偵測之供電模組偵測溫度Tp2之第二溫差△T2，△T2=Tp1-Tp2，並依據第一溫差△T1或是第二溫差△T2，調整中央處理器10之一控制參數。在本實施例中，即為中央處理器10之功率限定值P1。在一實施例中，前述功率限定值P1係中央處理器之功耗上限。
第六圖係本發明之溫度控制方法另一實施例之流程圖。本實施例與第五圖之實施例的主要差異在於對於功率限定值P1之調整步驟(即步驟S160)。其他步驟(即步驟S120,S140,S150)係相同於第五圖之實施例，在此不予自贅述。
如步驟S262所述，利用功率調整模組180，計算步驟S120所設定之處理器目標溫度Tc1與步驟S140所偵測之處理器偵測溫度Tc2之第一溫差△T1，△T1=Tc1-Tc2，以及步驟S120所設定之供電模組目標溫度Tp1與步驟S150所偵測之供電模組偵測溫度Tp2之第二溫差△T2，△T2=Tp1-Tp2。
隨後，如步驟S264所述，判斷第一溫差△T1是否小於零。若是，如步驟S265所述，隨即依據第一溫差△T1調降中央處理器10之功率限定值P1。若否，則前進至步驟S266。
在步驟S266中，判斷第二溫差△T2是否小於零。若是，如步驟S267所述，隨即依據第二溫差△T2調降中央處理器10之功率限定值P1。若否，如步驟S268所述，則依據第一溫差△T1調整中央處理器10之功率限定值P1。
在本實施例中，只有在第一溫差△T1與第二溫差△T2均大於零，才會依據第一溫差△T1調高中央處理器10之功率限定值P1。若是第一溫差△T1大於零，第二溫差△T2小於零，則是依據第二溫差△T2調降中央處理器10之功率限定值P1。若是第一溫差△T1小於零，第二 溫差△T2大於零，則是依據第一溫差△T1調降中央處理器10之功率限定值P1。又，若是第一溫差△T1與第二溫差皆小於零，則是依據第一溫差△T1調降中央處理器10之功率限定值P1。
不過，本發明並不限於此。在一實施例中，亦可在第一溫差△T1與第二溫差△T2均大於零時，依據第二溫差△T2調高中央處理器10之功率限定值P1。
在一實施例中，亦可在第一溫差△T1與第二溫差△T2均小於零時，才依據第一溫差△T1或第二溫差△T2調降中央處理器10之功率限定值P1，若是第一溫差△T1或第二溫差△T2大於零，則是選擇調高中央處理器10之功率限定值P1。
第七圖係本發明之溫度控制方法又一實施例之流程圖。圖中所示之流程係承接第六圖之步驟S262。
步驟S262計算出第一溫差△T1與第二溫差△T2後，如步驟S364所述，首先判斷第一溫差△T1且與第二溫差△T2是否皆大於零。
若是步驟S364之判斷結果為否，如步驟S365所述，隨即依據第一溫差△T1與第二溫差△T2之較小者調降中央處理器10之功率限定值P1。
若是步驟S364之判斷結果是，如步驟S366所述，隨即依據第一溫差△T1與第二溫差△T2之較大者調整中央處理器10之功率限定值P1。
相較於傳統之電腦偵測軟體，使用者僅能 被動地依據電腦偵測軟體之給定溫度值，判斷電腦是否過熱。相較之下，本發明所提供之溫度控制系統100及其溫度控制方法，可供使用者自行設定中央處理器10與供電模組20之目標溫度Tc1,Tp1，並可依據所設定之目標溫度Tc1,Tp1動態調整中央處理器或是供電模組之控制參數，而使偵測到的實際溫度穩定於目標溫度。
上述僅為本發明較佳之實施例而已，並不對本發明進行任何限制。任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本發明的技術手段的範圍內，對本發明揭露的技術手段和技術內容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本發明的技術手段的內容，仍屬於本發明的保護範圍之內。
10‧‧‧中央處理器
20‧‧‧供電模組
30‧‧‧平台控制器
100‧‧‧溫度控制系統
120‧‧‧設定模組
140‧‧‧第一溫度檢測模組
160‧‧‧第二溫度檢測模組
180‧‧‧功率調整模組
110‧‧‧內嵌式控制器
130‧‧‧第一匯流排
150‧‧‧第二匯流排
Tc1‧‧‧處理器目標溫度
Tp1‧‧‧供電模組目標溫度
Tc2‧‧‧處理器偵測溫度
Tp2‧‧‧供電模組偵測溫度

Claims (8)

  1. 一種溫度控制系統，用於一中央處理器，該中央處理器係由一供電模組進行供電，該溫度控制系統包含：一設定模組，設定一處理器目標溫度與一供電模組目標溫度；一第一溫度檢測模組，電性連接該中央處理器，以取得該中央處理器之一處理器偵測溫度；一第二溫度檢測模組，電性連接該供電模組，以取得該供電模組之一供電模組偵測溫度；以及一功率調整模組，依據該處理器目標溫度與該處理器偵測溫度之一第一溫差或是該供電模組目標溫度與該供電模組偵測溫度之一第二溫差，調整該中央處理器的一功率限定值；其中，該功率調整模組係電性連接該設定模組。
  2. 如申請專利範圍第1項之溫度控制系統，其中，該第一溫度檢測模組係透過一第一匯流排電性連接該中央處理器，該第二溫度檢測模組係透過一第二匯流排電性連接該供電模組。
  3. 如申請專利範圍第1項之溫度控制系統，其中，該第一溫度檢測模組係透過一輸出入控制介面電性連接該中央處理器。
  4. 如申請專利範圍第1項之溫度控制系統，其中，當該第一溫差或該第二溫差小於零，該功率限定值係調整為小於該中央處理器之一熱設計功耗。
  5. 如申請專利範圍第1項之溫度控制系統，其中，當該第一溫差或該第二溫差大於零，該功率限定值係調整為大於該中央處理器之一熱設計功耗。
  6. 一種溫度控制方法，用於一溫度控制系統，該溫度控制系統用於一中央處理器，該中央處理器係由一供電模組進行供電，該溫度控制方法包含：設定一處理器目標溫度與一供電模組目標溫度；取得該中央處理器之一處理器偵測溫度；取得該供電模組之一供電模組偵測溫度；以及依據該處理器目標溫度與該處理器偵測溫度之一第一溫差或是該供電模組目標溫度與該供電模組偵測溫度之一第二溫差，調整該中央處理器的一功率限定值。
  7. 如申請專利範圍第6項之溫度控制方法，其中，當該第一溫差或該第二溫差小於零，該功率限定值係調整為小於該中央處理器之一熱設計功耗。
  8. 如申請專利範圍第6項之溫度控制方法，其中，當該第一溫差或該第二溫差大於零，該功率限定值係調整為大於該中央處理器之一熱設計功耗。
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