專利名稱：計算機的散熱系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對具備散熱風扇的計算機的機殼內(nèi)的溫度進行管理的技術，更 詳細來說，涉及協(xié)調(diào)散熱風扇的噪音和處理器的處理能力來管理溫度的技術。
背景技術：
筆記本型個人計算機(以下稱為筆記本PC)在機殼內(nèi)部高密度地安裝有 CPU、視頻卡、PC卡等大量的電子設備。這些電子設備隨著筆記本PC的工
作而發(fā)熱，電子設備本身以及機殼內(nèi)部的溫度上升。在主要的電子設備的芯片 內(nèi)部或附近設置了監(jiān)視溫度的溫度傳感器，針對溫度傳感器測得的溫度設定了 閾值。
在筆記本PC中設置有，用于在溫度傳感器測定的溫度上升時，通過將外
部空氣取入到機殼內(nèi)部進行排氣來向外部散熱的散熱風扇或冷卻風扇。散熱風 扇通過以多個階段控制旋轉(zhuǎn)速度，可以調(diào)整散熱量。以如下方式調(diào)整散熱風扇
的旋轉(zhuǎn)速度當通過溫度傳感器測得的測定溫度超過閾值時增加旋轉(zhuǎn)速度，當 比閾值低時降低旋轉(zhuǎn)速度。此時在相鄰的旋轉(zhuǎn)速度之間，當用l個閾值在上下 兩個方向控制旋轉(zhuǎn)速度時，散熱風扇的旋轉(zhuǎn)速度頻繁變化而變得刺耳，因此通 常使其具有遲滯(hysteresis)特性。即，筆記本PC進行以下控制，當溫度傳 感器的溫度超過閾值溫度Thl時將旋轉(zhuǎn)速度提高一級，當比閾值溫度Th2
(Th2<Thl)低時使旋轉(zhuǎn)速度復原。
在安裝于筆記本PC中的電子設備中，CPU的發(fā)熱量最大。已知通過降低 CPU的時鐘速度以及工作電壓來降低消耗功率的SpeedStep (注冊商標)技術。 而且，還已知為了降低消耗功率使CPU間歇工作的節(jié)流(Throttling)技術。 通過任意一種技術都可以使CPU的處理能力降低來減小發(fā)熱量。另外，在ACPI
(Advanced Configuration and Power Interface )的標準中，關于計算機系統(tǒng)的 散熱，定義了主動制冷方式和被動制冷方式這兩種方式來進行區(qū)別。
在主動制冷方式中，當計算機的溫度開始上升時，最初使散熱風扇工作，在即使散熱風扇達到最大旋轉(zhuǎn)速度，溫度仍繼續(xù)上升的情況下，降低CPU的處理能力。在被動制冷方式中，當計算機的溫度開始上升時，最初降低CPU的處理能力，在即使CPU的處理能力降低到最低，溫度仍繼續(xù)上升的情況下，使散熱風扇工作。主動制冷方式是處理能力優(yōu)先的方案，被動制冷方式是優(yōu)先抑制消耗功率的增大以及抑制散熱風扇的噪音的方案。
專利文獻1的發(fā)明公開了 ，解決存在CPU的工作速度的降低和電動風扇的旋轉(zhuǎn)這兩種冷卻方式時的問題的技術。在該文獻中記載了，當采用降低CPU
的工作速度的方法時，存在計算機的工作性能有悖于用戶的意圖而自動降低，從而導致使用環(huán)境惡化等問題，另一方面，在采用使電動風扇旋轉(zhuǎn)的方法時，存在由于該電動風扇消耗比較大的功率，因此便攜式計算機的電池可工作時間縮短等問題。
在專利文獻1的冷卻方式中，在便攜式計算機中設置了降低CPU的工作
速度和使電動風扇旋轉(zhuǎn)這兩種冷卻功能，可以根據(jù)用戶進行的冷卻模式的設
定，選擇性地使用所述兩種冷卻功能。即，在用戶選擇了 Quite模式的情況下，成為用于延長電池工作時間的低消耗功率優(yōu)先的模式，使電動風扇不旋轉(zhuǎn)，僅降低CPU的工作速度。另 一方面，在用戶選擇了 Performance模式的情況下，成為性能優(yōu)先的模式，不降低CPU的工作速度，僅通過使電動風扇旋轉(zhuǎn)來進4亍冷卻。
專利文獻2的發(fā)明公開了解決以下問題的技術在筆記本PC中，當溫度
傳感器受到不是監(jiān)視對象而是附近的電子設備的熱輻射的影響時，在對于成為
對象的電子設備的冷卻并非有效的條件下使冷卻風扇旋轉(zhuǎn)，或者使轉(zhuǎn)速上升，
導致不必要的噪音和功率消耗。在專利文獻2的冷卻系統(tǒng)中，當某個電子設備
在負荷狀態(tài)下工作時，根據(jù)在熱動作表中設定的基準設定值來控制冷卻風扇的
動作。當該電子設備為空閑狀態(tài)時，根據(jù)考慮到來自其它電子設備的熱輻射對熱動作表的基準設定值進行修正后的修正溫度值來控制冷卻風扇的工作。由
此，冷卻風扇不會由于熱輻射的影響或環(huán)境溫度的上升而進行成為過度冷卻的工作。
用戶希望筆記本PC具有在短時間內(nèi)結(jié)束搡作的處理能力，同時還希望不被散熱風扇的噪音所煩惱的寂靜性。如果降低處理能力，則發(fā)熱量下降，因此即使散熱風扇以低旋轉(zhuǎn)速度進行工作，也能夠?qū)囟染S持在預定范圍以內(nèi)，所 以可以滿足寂靜性的要求。另一方面，若提高處理能力，則發(fā)熱量增加，因此 為了維持溫度需要使散熱風扇以高旋轉(zhuǎn)速度進行工作，因此無法滿足寂靜性的 要求。于是，處理能力和寂靜性干預機殼內(nèi)部的溫度而成為折衷要素。
ACPI的標準和專利文獻1所示的散熱方法，對處理能力優(yōu)先方式和寂靜 性優(yōu)先方式預先賦予優(yōu)先順序，按照順序來執(zhí)行，或者根據(jù)用戶的選擇執(zhí)行某 一方。即，到目前為止擇一地執(zhí)行處理能力優(yōu)先方式或寂靜性優(yōu)先方式中的某 一方式，或者在僅通過一種方式不能充分抑制溫度上升時，在最大限度地發(fā)揮 先執(zhí)行的散熱方式的功能的同時，追加執(zhí)行另 一散熱方式。
在以對話方式利用筆記本PC的情況下，幾乎沒有必須同時執(zhí)行處理能力 優(yōu)先方式和寂靜性優(yōu)先方式的狀態(tài)，因此多數(shù)情況進行僅執(zhí)行某一方式便可以 維持溫度的熱設計。但是此時，在通過處理能力優(yōu)先方式進行散熱的情況下， 來自散熱風扇的噪音讓人心煩，另外，在通過寂靜性優(yōu)先方式進行散熱的情況 下，處理能力存在不足，未必能夠使用戶滿足。可知用戶的最大舒適度在于散 熱系統(tǒng)在處理能力和寂靜性相協(xié)調(diào)的范圍內(nèi)發(fā)揮作用，期待能夠應對用戶的最 大舒適度的散熱系統(tǒng)。
專利文獻1特開平8-328698號公報專利文獻2特開2007-226617號公報

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種可以協(xié)調(diào)處理器的處理能力和散熱風 扇的噪音，來給予用戶最大舒適度的計算機用散熱系統(tǒng)。而且，本發(fā)明的目的 在于提供一種可以在最低限度的范圍內(nèi)降低處理能力，同時降低散熱風扇的噪 音的計算機用散熱系統(tǒng)。而且，本發(fā)明的目的在于提供使用這樣的散熱系統(tǒng)的 計算機、以及這樣的散熱系統(tǒng)中的散熱方法以及計算機程序。
在通過散熱風扇對容納在計算機中的電子設備所發(fā)出的熱量進行散熱的 散熱系統(tǒng)的熱設計中，當CPU為空閑狀態(tài)時將散熱風扇的旋轉(zhuǎn)速度設定為最 低或者使其停止，在CPU的使用率上升，發(fā)熱量上升的情況下，分階段地提 高散熱風扇的旋轉(zhuǎn)速度，使散熱量和發(fā)熱量平衡，以便將機殼內(nèi)部維持在預定 的溫度。當用戶正在進行操作時，溫度傳感器測得的測定溫度根據(jù)系統(tǒng)的動作行工作。當在散熱風扇的旋轉(zhuǎn)速度的控制中具有遲滯特性時，在先前的例子中，一旦測定溫度超過閾值溫度Thl而上升時，散熱風扇的旋轉(zhuǎn)速度上升，在測
定溫度低于閾值溫度Th2,旋轉(zhuǎn)速度下降之前，花費比較長的時間。
但是，在不是服務器用計算機，而是面向個人的計算機(以下簡稱為計算機)中，當對施加了一般負載時的測定溫度的變化進行監(jiān)視時，長時間持續(xù)測定到使當前的散熱風扇的旋轉(zhuǎn)速度提高1級那樣的高溫是罕見的，可以確認需
要CPU以較高的處理能力進行工作的狀態(tài)是零星地發(fā)生的。在旋轉(zhuǎn)速度上升后測定溫度下降時，在閾值溫度Thl和閾值溫度Th2之間，盡管在熱平衡方面可以降低旋轉(zhuǎn)速度，但散熱風扇仍以高l級的旋轉(zhuǎn)速度進行旋轉(zhuǎn)，因此，在基于散熱風扇的現(xiàn)實的旋轉(zhuǎn)速度的散熱量和實際的發(fā)熱量之間產(chǎn)生偏離。另外還可知在溫度短時間超過閾值溫度Thl時，與使處理能力優(yōu)先提高散熱風扇的旋轉(zhuǎn)速度相比，通過使寂靜性優(yōu)先，臨時降低處理能力來維持較低的旋轉(zhuǎn)速度，用戶的舒適度較好。
本發(fā)明的基本原理在于，出于使用戶的舒適度達到最佳的觀點，協(xié)調(diào)與處理時間相關的處理器的處理能力、和與噪音相關的散熱風扇的旋轉(zhuǎn)速度這樣的，干預溫度的兩個折衷的要素。在本發(fā)明的方式中，在計算機的機殼中容納了散熱風扇、溫度傳感器和處理器，旋轉(zhuǎn)速度設定部根據(jù)閾值溫度和溫度傳感器所測得的測定溫度，分階段地變更散熱風扇的旋轉(zhuǎn)速度。性能控制部，在預測到溫度傳感器測得的測定溫度在預定時間內(nèi)超過閣值溫度，散熱風扇的旋轉(zhuǎn)速度上升時，暫時降低處理器的處理能力。
當處理器的處理能力降低時，發(fā)熱量降低。當計算機正在執(zhí)行對話型處理時，處理器在高負載狀態(tài)下持續(xù)進行工作的情況幾乎不存在，處理器的發(fā)熱量高的狀態(tài)是暫時性的，因此處理器在繼重負載狀態(tài)后成為輕負載狀態(tài)。處理器在重負載的時間段中，由于處理能力已降低，因此無法處理如果處理能力不降低則可以處理的操作的一部分。該無法處理而剩余的一部分操作成為等待處理器執(zhí)行的狀態(tài)，或者由于原本前不久的操作的執(zhí)行已延遲，因此還沒有成為應該執(zhí)行的請求，處理器在即將到來的后續(xù)的輕負載的時間段中對其進行處理。因此，把應該在處理能力降低的時間段中處理的操作的一部分，移動到后續(xù)的操作量較少的時間段中，可以消除或減小處理器的發(fā)熱量的峰值。如此，通過 處理能力的降低，操作量自身被減少，測定溫度不會超過閾值溫度，不需要提 高散熱風扇的旋轉(zhuǎn)速度。
可以通過根據(jù)當前的測定溫度、當前的測定溫度的上升速度和閾值溫度，
根據(jù)預測時間變更處理器的處理能力的處理能力設定部構(gòu)成性能控制部。處理 能力設定部根據(jù)預測時間執(zhí)行當前的處理能力的降低、維持、或增大中的某一 種，由此可以在使測定溫度不超過閾值溫度的同時，使處理能力的降低量最小， 即，可以使性能達到最大。處理能力設定部可以根據(jù)預測時間和預測時的處理 器的使用率來決定處理能力的降低量。
的修正預測時間，根據(jù)修正預測時間使處理能力變化最小單位量。當使處理能 力變化最小單位量時，可以減輕對用戶的不適感。處理能力設定部可以根據(jù)預 測時間和處理器的使用率來決定處理能力的降低量。當長時間持續(xù)降低處理能 力時，對用戶來說無法允許操作的延遲。在這種情況下，性能判定部可以測量 操作的延遲程度作為性能特性值?？梢愿鶕?jù)處理能力比常規(guī)狀態(tài)降低期間的時 間和處理能力的降低量來計算性能特性值。性能判定部根據(jù)性能特性值向處理 能力設定部發(fā)布性能優(yōu)先命令。處理能力設定部當取得性能優(yōu)先命令時，使處 理器的處理能力恢復常規(guī)狀態(tài)，或者進一步減小當前的處理能力的降低量。
在處理器的處理能力的降低中，若用戶可以^^艮據(jù)性能特性值調(diào)整使該處理 能力增大的時刻，則可以實現(xiàn)與用戶的個性或操作狀態(tài)對應的最佳處理能力和 寂靜性的協(xié)調(diào)。旋轉(zhuǎn)速度設定部根據(jù)閾值溫度分階段地變更旋轉(zhuǎn)速度，溫度預 測部和處理能力設定部，即使在變更后的新的旋轉(zhuǎn)速度下也同樣地發(fā)揮作用。 根據(jù)本發(fā)明的散熱系統(tǒng)，在通過具有遲滯特性的方式設定了散熱風扇的旋轉(zhuǎn)控 制時，在熱平衡方面成為過冷卻的狀態(tài)發(fā)生的機會減少。
通過本發(fā)明，提供了可以協(xié)調(diào)處理器的處理能力和散熱風扇的噪音，來向 用戶提供最大舒適度的計算機用散熱系統(tǒng)。而且，根據(jù)本發(fā)明，可以提供可以 在最低限度范圍內(nèi)降低處理能力，同時降低散熱風扇的噪音的計算機用散熱系 統(tǒng)。而且，根據(jù)本發(fā)明，可以提供采用了這樣的散熱系統(tǒng)的計算機、以及這樣的散熱系統(tǒng)中的散熱方法以及計算機程序。


圖1是本發(fā)明的實施方式的筆記本PC的外形圖。圖2是表示筆記本PC10的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概要框圖。
圖3說明熱動作表(TAT)的結(jié)構(gòu)。
圖5是表示本實施方式的散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖6是表示通過性能系統(tǒng)和強制冷卻系統(tǒng)構(gòu)成的散熱系統(tǒng)控制筆記本PC的溫度的步驟的流程圖。
圖7表示性能調(diào)整處理的狀態(tài)的一例。
圖8說明利用測試程序來執(zhí)行圖7的步驟時的測定溫度和性能等級(performance step )的4,移。
圖9說明性能特性值的計算例子。
圖10說明根據(jù)預測時間降低處理能力的原理。
符號說明
LTe、 Mte、 THe允許溫度3系統(tǒng)機殼60熱動作表100散熱控制程序
具體實施例方式
圖1是本發(fā)明的實施方式的筆記本PC10的外形圖，圖2是表示該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概要框圖。筆記本PCIO由在表面安裝了鍵盤，在內(nèi)部容納了電子設備的系統(tǒng)機殼3和LCD機殼1構(gòu)成。在系統(tǒng)機殼3的內(nèi)部安裝了圖2中實線框表示的多個電子設備。在使用中，有時筆記本PCIO的底面7與用戶的膝部接觸，掌托5與用戶的手接觸。因此，需要將系統(tǒng)機殼3的表面維持在預定溫度以下，為此，以往在筆記本PCIO中采用了強制冷卻的散熱系統(tǒng)。
CPU11是擔負筆記本PCIO的中樞功能的運算處理裝置，執(zhí)行OS、 BIOS、設備驅(qū)動程序或應用程序等。CPU11還執(zhí)行本實施方式的散熱控制程序。在筆記本PC10的電子設備中CPU11消耗功率最大，并且發(fā)熱量也最多。CPU11對應于稱為SpeedStep的技術以及稱為節(jié)流(throttling)的技術。SpeedStep是由美國Intel公司開發(fā)的、可以自由地設定CPU的工作電壓以及工作頻率值的技術。在SpeedStep中，系統(tǒng)BIOS在CPUll的寄存器中設定系統(tǒng)在某個狀態(tài)時所允許的最大工作頻率，由此可以分階段地降低該CPU實際工作的工作頻率。
CPUll在降低工作頻率時，同時將工作電壓降低到為使CPUll以該工作頻率工作所需要的值。CPUll在執(zhí)行SpeedStep時，對EC27進行指示，使DC/DC變換器37將CPUll的電壓變更得適合于所設定的最大頻率。通過SpeedStep, CPUll的消耗功率以及發(fā)熱量降低。節(jié)流是按照一定間隔使CPUll工作和停止來使其間歇地工作，由此切換平均處理速度的功能。為了執(zhí)行節(jié)流，系統(tǒng)BIOS在CPUll的寄存器中設定節(jié)流的有效/無效的設定以及占空比(節(jié)流率)。SpeedStep和節(jié)流都可以使CPUll的處理能力以及發(fā)熱量分階段地變化。
另外，也可以并用SpeedStep和節(jié)流，在維持基于SpeedStep的最低工作頻率的狀態(tài)下轉(zhuǎn)移到節(jié)流。關于它們，與本發(fā)明相關聯(lián)的重要的一點是可以使CPUll的處理能力分多個階段變化來調(diào)整散熱量。以后，把通過SpeedStep以及節(jié)流或者通過某一方而變化的CPUll的處理能力的各階段稱為性能等級(performance step)。在本實施方式中，將性能等級作為100。/。、 75%、 50%、25%4個階段來說明，但本發(fā)明不限于此。性能等級為100%時是處理能力未降低的狀態(tài)，特別將該狀態(tài)稱為CPUll的常規(guī)狀態(tài)。
and Power Interface )標準。ACPI是作為用于OS與BIOS協(xié)同工作來管理構(gòu)成PC的各設備的消耗功率的統(tǒng)一方式，以美國Intel公司、美國微軟公司以及東芝為中心而制訂的標準，以OS為中心可以細致地設定管理與電源的接通/斷開、掛起/重啟、以及散熱風扇的控制等消耗功率的控制相關的各種功能以及動作。ACPI與SpeedStep以及節(jié)流相對應。
CPUll控制北橋13以及經(jīng)由各種總線與北橋13連接的各設備。北橋13包含用于控制對主存儲器15的訪問動作的存儲控制器功能、用于吸收CPUll和其它設備之間的數(shù)據(jù)傳輸速度差的數(shù)據(jù)緩沖功能等。主存儲器15是作為CPU31執(zhí)行的程序的讀入?yún)^(qū)域、寫入處理數(shù)據(jù)的作業(yè)區(qū)域而被利用的易失性
RAM。視頻控制器17與北橋13相連，具備視頻芯片以及VRAM,接收來自 CPUll的命令，生成應該描繪的圖像文件的圖像然后寫入VRAM中，將從 VRAM讀出的圖像作為圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給液晶顯示裝置(LCD) 19。 LCD19被 容納在LCD機殼1中。
南橋19與北橋13相連，具備各種周邊輸入輸出設備的接口、 PCI總線、 PCI-Express總線的端口。在南橋19上連接了音頻控制器21以及HDD23等。 HDD23除了 OS、設備驅(qū)動程序以及應用程序等公知的程序以外，還存儲本實 施方式涉及的散熱控制程序。在后面說明散熱控制程序的結(jié)構(gòu)。
OS具備表示CPUll的使用率的使用率測量儀(meter )。在Windows (注 冊商標)中，在任務管理器的性能項目中顯示了使用率測量儀。OS可以將 CPUll的使用率作為信息傳遞給其它程序。在此，CPUll的使用率是表示 CPUll執(zhí)行空閑進程這樣的特別的空命令，CPUll在不進行操作的待機狀態(tài) 下經(jīng)過的時間、和執(zhí)行OS或應用程序等，占用CPUll的時間的某單位時間 的比例的信息。CPUll的使用率根據(jù)執(zhí)行的程序的內(nèi)容以及數(shù)量進行變化。 當使用率升高時，CPU在每單位時間內(nèi)進行大量的操作，消耗功率以及發(fā)熱 量增大。此外，在此雖未詳細地描述，但CPUll即使是在單一封裝內(nèi)部以多 核方式(multi-core type )實質(zhì)上具備有多個處理器的SMP ( Symmetric Multiple Processor)系統(tǒng)的情況下，也可以把各個處理器核同時完全運轉(zhuǎn)的情況當作運 轉(zhuǎn)率上限(即100%),求出整個處理器組的適當?shù)氖褂寐?。具體來說，例如 在具有兩個核的情況下，在一方為完全運轉(zhuǎn)狀態(tài)、另一方為空閑狀態(tài)時，使用 率為50%。
而且，南橋19經(jīng)由PCI總線或LPC總線25，與目前筆記本PC10中使用 的原有設備或者不要求高速的數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O備相連。在LPC總線25上連接了 嵌入式控制器(EC ) 27、閃速存儲器ROM45以及I/O控制器47等。EC27是 由8 16位的CPU、 ROM、 RAM等構(gòu)成的微型計算機，還具備多通道的A/D 輸入端子、D/A輸出端子、計時器以及數(shù)字輸入輸出端子。在EC27上經(jīng)由這 些輸入輸出端子連接了散熱風扇驅(qū)動電路29、溫度傳感器31以及電源控制器 35,可以與CPU11獨立地執(zhí)行筆記本PC10的內(nèi)部的工作環(huán)境的管理所涉及的程序。在EC27的ROM中存儲了控制散熱風扇33的旋轉(zhuǎn)速度的程序、和記載了基準溫度值的熱動作表(TAT) 60 (參照圖3)。
在散熱風扇驅(qū)動電路29上連接了散熱風扇33。散熱風扇33經(jīng)由散熱器(heat sink)排出取入到系統(tǒng)機殼3內(nèi)部的外部空氣，由此對系統(tǒng)機殼3的內(nèi)部進行強制冷卻，將各電子設備以及系統(tǒng)機殼3的表面維持在允許溫度以下。此外，在安裝在系統(tǒng)機殼3中的電子設備中，CPUll、視頻控制器17的視頻芯片以及北橋所產(chǎn)生的熱量，經(jīng)由散熱管以及散熱器被排到外部，其它電子設備所生成的熱量通過在系統(tǒng)機殼3內(nèi)部移動的空氣流被排到外部。
溫度傳感器31被設置在與主要電子設備對應的位置以及系統(tǒng)機殼3的預定的位置。各溫度傳感器31作為外設型被配置在成為監(jiān)視對象的電子設備的附近，或者作為嵌入型而形成在該電子設備的芯片(die)中。監(jiān)視CPU11以及視頻芯片的溫度傳感器為嵌入型，監(jiān)視其它電子設備以及機殼表面的電子設備為外設型。在各個電子設備的附近，在主板上安裝外設型的溫度傳感器。
各溫度傳感器31除了保護對應的電子設備的目的以外，還出于將系統(tǒng)機殼3的表面溫度維持在預定值以內(nèi)的目的，用于控制散熱風扇33。 EC27根據(jù)溫度傳感器31測得的測定溫度生成散熱風扇33的控制信號，然后發(fā)送給散熱風扇驅(qū)動電路29。散熱風扇驅(qū)動電路29根據(jù)從EC27送來的控制信號，進行散熱風扇33的開/關控制以及旋轉(zhuǎn)速度的分階段的控制。在本實施方式中，散熱風扇驅(qū)動電路29將散熱風扇33的旋轉(zhuǎn)速度控制成超低速旋轉(zhuǎn)、低速旋轉(zhuǎn)、中速旋轉(zhuǎn)、或者高速旋轉(zhuǎn)這4種中的某一種。此外，EC27使旋轉(zhuǎn)速度在相鄰的旋轉(zhuǎn)速度之間變化，例如不進行從超低速旋轉(zhuǎn)變化到中速旋轉(zhuǎn)那樣的控制。
電源控制器35是控制筆記本PC10的電源的半導體邏輯電路。在電源控制器35上連接DC-DC變換器37。 DC-DC變換器37把從AC/DC適配器43或電池41供給的直流電壓變換為多個電壓，向CPUll以及其它電子設備供電。當把AC/DC適配器43與筆記本PC10連接時，向DC-DC變換器37和對電池41充電的充電器39供電。
閃速存儲器ROM45是非易失性的、可以進行存儲內(nèi)容的電氣改寫的存儲器，存儲控制I/0設備，管理電源以及機殼內(nèi)的溫度等的系統(tǒng)BIOS;以及在筆記本PC10啟動時進行硬件的測試、初始化的POST (Power-On Self Test)等。散熱控制程序在使CPU11執(zhí)行SpeedStep或節(jié)流時，指定應該設定的工作頻率或節(jié)流率，通過電源管理驅(qū)動器通知給系統(tǒng)BIOS。接收到通知的系統(tǒng)BIOS，在CPUll的寄存器中設定所指定的工作頻率或節(jié)流率。在I/0控制器47上連接鍵盤、鼠標等輸入設備49。
圖3舉例說明TAT60的結(jié)構(gòu)的一部分。TAT60針對每個電子設備記載了用于在超低速旋轉(zhuǎn)、低速旋轉(zhuǎn)、中速旋轉(zhuǎn)、高速旋轉(zhuǎn)之間變更散熱風扇33的動作狀態(tài)的基準溫度值?；鶞蕼囟戎涤蓪τ诟鲃幼鳡顟B(tài)的允許溫度和禁用溫度構(gòu)成，在旋轉(zhuǎn)速度向上升方向變化的情況和向下降方向變化的情況之間形成了遲滯特性。允許溫度LTe、 MTe、 HTe，是在溫度傳感器的測定溫度處于上升趨勢的情況下，散熱風扇33從旋轉(zhuǎn)速度慢1級的動作狀態(tài)轉(zhuǎn)移到該動作狀態(tài)的溫度值。禁用溫度LTd、 MTd、 HTd,是在溫度傳感器的測定溫度處于下降趨勢的情況下，散熱風扇33從該動作狀態(tài)轉(zhuǎn)移到旋轉(zhuǎn)速度慢1級的動作狀態(tài)的溫度值。
假設對應于CPU11以及電子設備A D分別設置了溫度傳感器11T至19T。此外，在筆記本PC10中，不僅在與電子設備對應的位置設置溫度傳感器，還在與系統(tǒng)機殼3的表面對應的位置設置了溫度傳感器。對應于各溫度傳感器31設定的基準溫度值被設定成，當把各電子設備和對其進行監(jiān)視的各溫度傳感器實際安裝在系統(tǒng)機殼13的內(nèi)部時，使散熱風扇33以盡可能低的旋轉(zhuǎn)速度進行工作，以使系統(tǒng)機殼3的預定場所的表面溫度不超過預定值。而且，基準溫度值被設定成，為使各電子設備不超過臨界溫度，使散熱風扇33以適當?shù)男D(zhuǎn)速度進行工作。當電子設備超過臨界溫度而上升時，筆記本PC10停止工作，或者轉(zhuǎn)移到掛起狀態(tài)或休眠狀態(tài)。
EC27在某個溫度傳感器31所測得的測定溫度達到對監(jiān)視對象電子設備設定的允許溫度時，使散熱風扇33的旋轉(zhuǎn)速度上升1級，在全部溫度傳感器31所測得的測定溫度下降到對監(jiān)視對象電子設備設定的禁用溫度以下時，使散熱風扇33的旋轉(zhuǎn)速度下降1級。具體來說，當機殼內(nèi)部的溫度上升，某個溫度傳感器31的測定溫度達到低速旋轉(zhuǎn)的允許溫度LTe時，散熱風扇33以低速旋轉(zhuǎn)來工作，當達到中速旋轉(zhuǎn)的允許溫度LTe時，以中速旋轉(zhuǎn)來工作，進而在達到高速旋轉(zhuǎn)的允許溫度HTe時，以高速旋轉(zhuǎn)來進行工作。在從散熱風扇33進行高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)開始，筆記本PC10的負載減小，各溫度傳感器31所測得的測定溫度降低時，散熱風扇33在全部溫度傳感器31的測定溫度達到高速旋轉(zhuǎn)的禁用溫度HTd時，轉(zhuǎn)移到中速旋轉(zhuǎn)，當達到中速旋轉(zhuǎn)的禁用溫度MTd時轉(zhuǎn)移到低速旋轉(zhuǎn)，當達到低速旋轉(zhuǎn)的禁用溫度LTd時轉(zhuǎn)移到超低速旋轉(zhuǎn)。
圖4表示當EC27根據(jù)這樣的TAT60控制散熱風扇33的旋轉(zhuǎn)速度時的散熱風扇33的旋轉(zhuǎn)速度和溫度傳感器IIT所測得的測定溫度。在圖4 (A)、圖4(B)中，縱軸表示嵌入在CPUll中的溫度傳感器IIT所測得的測定溫度，橫軸表示經(jīng)過時間。在此，表示了在多個溫度傳感器中，溫度傳感器IIT支配散熱風扇33的動作時的情形。線61表示使CPUll執(zhí)行了測試程序時的測定溫度的變化。
在圖4 ( A )中，在時刻tl -12之間、時刻t3 - t4之間、時刻t5 - t6之間的時間段，散熱風扇33的旋轉(zhuǎn)速度成為中速旋轉(zhuǎn)，在其它時間段成為低速旋轉(zhuǎn)。圖4 (B)的線63表示使CPU11執(zhí)行與圖4(A)的情況相同的測試程序，將CPU的最大工作頻率固定在常規(guī)狀態(tài)的1/3時的測定溫度的變化。CPU11的工作頻率以及工作電壓降低，線63相對于線61向溫度降低的方向移動。在圖4 (B )中，在時刻t7 - t8之間，散熱風扇33的旋轉(zhuǎn)速度成為中速旋轉(zhuǎn)，在其它時間段成為低速旋轉(zhuǎn)。
當驗證這樣的測定溫度的變化和散熱風扇的工作狀態(tài)時，與CPU11執(zhí)行復雜的技術計算或圖像處理等負載較重的程序的情況不同，在以對話形式使用筆記本PC10的常規(guī)的使用狀態(tài)下，測定溫度超過允許溫度MTe的狀態(tài)是暫時性的，不會長久持續(xù)，以及在圖4 (A)的時刻t9和t4之間等，由于風扇控制的遲滯特性，在熱平衡方面，盡管散熱風扇33可以低速旋轉(zhuǎn)，但仍以中速旋轉(zhuǎn)進行工作成為過冷卻狀態(tài)。過冷卻狀態(tài)成為產(chǎn)生不必要的噪音和消耗功率損失的原因。
另外，在圖4(B)中使工作頻率降低到1/3的情況下，可知僅在時刻t7-t8之間散熱風扇33成為中速旋轉(zhuǎn)，與圖4 ( A)的情況相比，中速旋轉(zhuǎn)的期間縮短，但在測定溫度對散熱風扇33的旋轉(zhuǎn)速度的上升沒有影響的多個時間段中，工作頻率降低。本實施方式的散熱系統(tǒng)利用由于常規(guī)地使用筆記本PC10導致CPUll的發(fā)熱狀態(tài)進行推移的特征，減輕從散熱風扇33產(chǎn)生不必要的噪
音以及減輕消耗功率的損失，而且不使CPUll的工作頻率降低必要程度以上。圖5是表示本實施方式的散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。散熱系統(tǒng)的主要部分由通過CPUll執(zhí)行的散熱控制程序100和以往通過EC27執(zhí)行的程序構(gòu)成。散熱控制程序100是在OS上運行的應用程序，由用戶界面部101、性能判定部103、溫度預測部105以及處理能力設定部107構(gòu)成功能。構(gòu)成散熱控制程序IOO的各功能塊實際上作為散熱控制程序、0S、主存儲器15以及CPUll等軟件和硬件的復合功能來實現(xiàn)。
溫度預測部105從EC27的溫度測定部61定期地取得各溫度傳感器31測得的溫度信息，針對各溫度信息計算溫度上升的速度或加速度。此外，以后將溫度上升的速度或加速度總稱為溫度上升速度。溫度預測部105具有在TAT60中包含的允許溫度HTe、 MTe、 LTe。溫度預測部105根據(jù)各溫度傳感器31所測得的當前的測定溫度、允許溫度以及溫度上升速度，在假定該時刻的溫度上升速度持續(xù)的情況下，計算直到與某個溫度傳感器31相關的測定溫度超過允許溫度HTe、 MTe、 LTe為止的時間來作為預測時間，將其通知給處理能力設定部107。
測定溫度上升意味著CPU11的發(fā)熱量比散熱風扇33的散熱量大。并且，當在某個時刻降低溫度上升的CPU11的處理能力時，測定溫度收斂于由處理能力降低后的CPU11的發(fā)熱量和散熱風扇33的散熱量的熱平衡決定的溫度。因此，在降低處理能力后，測定溫度不會立即急劇降低，在達到收斂溫度之前的期間，為使測定溫度不超過允許溫度，需要降低處理能力。
處理能力設定部107根據(jù)從OS的使用率測量儀67取得的最近的CPUll的使用率，修正從溫度預測部105取得的預測溫度，生成新的預測溫度。根據(jù)圖10 (A)說明此時的情形。在圖10 (A)中表示了時刻t0的預測時間tp、修正預測時間tc和針對修正預測時間tc的閾值時間ttl。假設時刻t0的溫度上升速度持續(xù)來計算溫度預測部105生成的預測時間tp,但在時刻t0的CPU11的使用率低的情況下，時刻t0以后使用率上升，測定溫度在預測時間tp以內(nèi)達到允許溫度MTe，散熱風扇33的旋轉(zhuǎn)速度有可能上升，因此希望通過使用率修正預測時間tp。在圖10 (A)中，線81表示在時刻t0，測定溫度達到根據(jù)時刻t0的溫度
上升速度計算出的允許溫度MTe之前的預測時間tp,線83表示根據(jù)時刻t0的使用率修正預測時間tp得到的修正預測時間tc。修正預測時間tc,是通過對預測時間tp考慮預測時的使用率，可以保證測定溫度不會在比其短的時間內(nèi)達到允許溫度MTe的時間。
修正預測時間tc例如在預測時的使用率為100 %時，可以成為與預測時間tp相等的值，在使用率為X。/。時，可以成為在預測時間tp上乘以使用率X%而得到的值。此時，通過使性能等級下降作為最小單位的l級，使修正預測時間tc增大以便超過閾值時間ttl，可以不超過允許溫度MTe地決定測定溫度。結(jié)果，處理能力設定部107在修正預測時間tc成為閾值時間ttl以下時，通過將性能等級降低1級，可以將測定溫度維持在允許溫度MTe以內(nèi)。具體來說，在時刻tO的性能等級為100%、 50%時,分別降低到75%、 25%。在使性能等級降低作為最小單位的1級的情況下，可以使用戶對于處理能力的降低而感到的不適感最小。
與之不同，處理能力設定部107在預測時間tp成為預定的閾值時間tt2以下時，還可以使性能等級的級數(shù)降低n (n>l )以上，來將測定溫度維持在允許溫度MTe以下。根據(jù)圖10 (B)說明該情形。圖10 (B)的線85與圖10(A)的線81相同，表示在時刻t0測定溫度為Tl時，在假定時刻t0的溫度上升速度持續(xù)的情況下，達到允許溫度MTe之前的預測時間tp。由于預測時間tp未考慮使用率，因此，假設沒有根據(jù)預測時的使用率降低處理能力時的測定溫度有可能在比預測時間tp早的時間達到允許溫度MTe。
此時通過增加降低的級數(shù)，可以得到較大的抑制溫度上升的效果。但是，在必要的程度之上增加降低的級數(shù)會浪費本來的CPU11的性能，因此不理想。為了在必要的最小限度范圍內(nèi)降低性能等級，處理能力設定部107根據(jù)計算預測時間tp的時刻tO的CPUll的使用率，決定降低的級數(shù)。即，在計算預測時間tp的時刻t0的CPU11的使用率高時，由于溫度以比預測時間tp短的時間達到允許溫度MTe的可能性低，因此降低1級使性能等級成為75 % ,在CPU11的使用率低的情況下，由于溫度以比預測時間短的時間達到允許溫度的可能性較高，因此可以降低2級或3級使性能等級成為50%、 25%。在圖10 (B)的情況下，與圖10 (A)的情況相比，降低性能等級時的測定溫度接近允許溫
度MTe,降低性能等級的頻度降低，但因為降低時的級數(shù)有時在2級以上， 因此用戶感到處理能力降低的可能性升高。
在任何情況下，處理能力設定部107在從溫度預測部105取得的與全部溫 度傳感器相關的預測時間tp在一定值以上、或者是不意味著溫度上升的特別 的預約值的情況下，判斷出在系統(tǒng)機殼3的整個范圍內(nèi)散熱風扇33的散熱量 和來自電子設備的發(fā)熱量平衡、或者散熱量較多，測定溫度正在降低，將性能 等級提高1級。此外，處理能力設定部107在根據(jù)修正預測時間tc或預測時 間tp判斷出不需要降低處理能力，并且判斷出也不需要增大處理能力時，維 持目前為止的性能等級。如此，處理能力設定部107才艮據(jù)從OS的使用率測量 儀67取得的當前的CPU11的使用率和從溫度預測部105取得的預測時間tp， 判斷是否需要向增加方向或降低方向變更當前的性能等級來變更性能等級，當 沒必要變更時，維持此時的性能等級。
處理能力設定部107在變更性能等級時，經(jīng)由電源管理驅(qū)動器，在系統(tǒng) BIOS中寫入用于在CPU11的寄存器中執(zhí)行的性能等級的設定值。把處理能力
整處理。此外，在性能調(diào)整處理中并非必須使用CPU11的使用率。
處理能力設定部107根據(jù)各溫度傳感器31測得的各個溫度，判斷是否需 要向增加方向或降低方向變更當前的性能等級，在關于某個溫度傳感器的測定 溫度判斷為向降低方向變更性能等級時，降低性能等級，另外，在關于全部溫 度傳感器的測定溫度判斷為向增加方向變更性能等級時，增加性能等級。用戶 界面部101通過LCD19向用戶提供設定畫面，以便調(diào)整根據(jù)各用戶的個性或 此時的操作狀況進行變化的處理能力和寂靜性的平衡位置，使用戶得到最大的 舒適度。
性能判定部103從處理能力設定部107最初開始進行性能調(diào)整處理的時刻 起，開始計算性能特性值。性能特性值是將進行性能調(diào)整處理的期間的處理時 間的延遲程度進行數(shù)值化后的值?？梢愿鶕?jù)降低處理能力的級數(shù)和性能調(diào)整處 理的持續(xù)時間這兩個因素來計算性能特性值。例如，在各性能等級Pn中把 CPU11進行工作的時間設為ty時，可以通過Pf = S ( 100 - Pn ) x ty來計算性能特性值Pf。圖9表示性能特性值的計算例。處理能力降低越大，此外持續(xù) 時間越長，性能特性值越成為大的值，反映處理時間的延遲。
性能判定部103在性能特性值達到預定的閾值時，向處理能力設定部103 發(fā)送用于使散熱風扇33的旋轉(zhuǎn)速度上升的性能優(yōu)先命令。性能判定部103當 通過處理能力設定部107從旋轉(zhuǎn)速度設定部63取得旋轉(zhuǎn)速度已增大的通知時， 對性能特性值的計算進行復位，然后在開始進行性能調(diào)整處理的時刻重新開始 計算性能特性值，同樣地生成性能優(yōu)先命令。而且，性能判定部103當從處理 能力設定部107取得表示CPU11在常規(guī)狀態(tài)下進行工作的時間持續(xù)了預定時 間的信息時，對性能特性值的計算進行復位，然后在開始進行性能調(diào)整處理的 時刻再次開始計算性能特性值，同樣地生成性能優(yōu)先命令。這是因為考慮了在 性能調(diào)整處理中斷預定時間的情況下，即使對性能特性值的計算進行復位，也 不會對用戶的舒適度造成影響。
可以通過用戶界面部101提供的設定畫面，由用戶設定針對性能特性值的 閾值。用戶在針對當前的性能調(diào)整處理，想要使性能更加優(yōu)先時，可以降低閾 值使性能調(diào)整處理較早地結(jié)束，在想要使寂靜性更加優(yōu)先的情況下，可以提高 閾值使性能調(diào)整處理的期間較長地持續(xù)。用戶界面部101把用戶設定的閾值發(fā) 送給性能判定部103。 RTC65是在筆記本PC10中安裝的實時時鐘，向性能判 定部103供給時間信息。
處理能力設定部107,當從性能判定部103取得性能優(yōu)先命令時，中斷性 能調(diào)整處理，使此時的性能等級恢復到最大的100%。若CPUll的負荷不變 化，則測定溫度即將超過允許溫度，因此，EC27的旋轉(zhuǎn)速度設定部63使旋轉(zhuǎn) 速度增加1級。處理能力設定部107，在取得性能優(yōu)先命令以后從旋轉(zhuǎn)速度設 定部63取得旋轉(zhuǎn)速度上升的通知時，對性能優(yōu)先命令進行復位，在上升后的 旋轉(zhuǎn)速度下再次進行性能調(diào)整處理。此外，在中斷性能調(diào)整處理來使性能等級 恢復時，不一定需要像上述那樣使其恢復到100%,當此時的發(fā)熱量相對較大 時，可以進行例如將到此為止為25%的等級恢復到75%的調(diào)整。由此，可以 應對在短時間內(nèi)一口氣超過增加1級的下一旋轉(zhuǎn)速度下的允許溫度(例如HTe ) 的急劇的溫度上升。
EC27的溫度測定部61把從各溫度傳感器31取得的信號變換為數(shù)字的溫度值。溫度測定部61向溫度預測部105和旋轉(zhuǎn)速度i殳定部63傳輸溫度值。旋 轉(zhuǎn)速度設定部63才艮據(jù)從溫度測定部61取得的溫度值和在TAT60中設定的閾 值，向散熱風扇驅(qū)動電路29發(fā)送信號，控制散熱風扇33的旋轉(zhuǎn)速度。散熱風 扇33在散熱風扇驅(qū)動電路29的控制下，以預定的旋轉(zhuǎn)速度進行工作。如此，
稱為散熱量調(diào)整處理。
散熱控制程序IOO構(gòu)成通過變更CPUII的性能等級使散熱量變化來控制 系統(tǒng)機殼3的內(nèi)部溫度的性能系統(tǒng)的溫度控制構(gòu)造。另 一方面，構(gòu)成EC27根 據(jù)溫度傳感器31測得的溫度和TAT60的閾值調(diào)整散熱風扇33的旋轉(zhuǎn)速度， 由此控制系統(tǒng)機殼3的內(nèi)部溫度的強制冷卻系統(tǒng)的溫度控制構(gòu)造。構(gòu)成性能系 統(tǒng)的散熱控制程序100由CPU11執(zhí)行，因此仍有可能受到CPU11執(zhí)行的其它 程序的影響而動作暫時變得不穩(wěn)定。構(gòu)成強制冷卻系統(tǒng)的溫度測定部61、旋 轉(zhuǎn)速度設定部63以及TAT60由EC27的固件構(gòu)成，獨立于CPU11地發(fā)揮作用。
即，強制冷卻系統(tǒng)與性能調(diào)整處理無關，僅根據(jù)溫度傳感器31和TAT60 的值來控制散熱風扇驅(qū)動電路29，因此，即使由于任何原因，性能系統(tǒng)的工 作臨時變得不穩(wěn)定，也可以將系統(tǒng)機殼3的溫度維持在安全范圍內(nèi)。另夕卜，散 熱控制程序lOO是CPUll執(zhí)行的程序，因此可以容易地進行修正，并且因為 在強制冷卻系統(tǒng)中是重疊層次的構(gòu)造，因此不需要對強制冷卻系統(tǒng)進行變更。
圖6是表示圖5所示的由性能系統(tǒng)和強制冷卻系統(tǒng)這兩個溫度控制構(gòu)造構(gòu) 成的散熱系統(tǒng)控制筆記本PC10的系統(tǒng)機殼3內(nèi)的溫度的步驟的流程圖。在塊 201中，散熱風扇33通過強制冷卻系統(tǒng)的散熱量調(diào)整處理以某個旋轉(zhuǎn)速度進 行旋轉(zhuǎn)。在散熱風扇33進行高速旋轉(zhuǎn)的情況下，旋轉(zhuǎn)速度不進一步上升，但 還可以將系統(tǒng)成為關機時的溫度作為閾值溫度來進行性能調(diào)整處理。溫度預測 部105從溫度測定部61定期地取得各溫度傳感器31所測得的溫度值，例如在 每個為2秒鐘的一定時間計算測定時刻的預測時間，然后通知給處理能力設定 部107。
處理能力設定部107從旋轉(zhuǎn)速度設定部63取得與當前的旋轉(zhuǎn)速度相關的 信息，執(zhí)行性能調(diào)整處理。CPU11執(zhí)行由用戶指定的程序以及由系統(tǒng)決定的 程序，進行由性能等級和使用率決定的量的發(fā)熱。處理能力設定部107,在塊203中判斷出需要降低處理能力時，在塊205中采用參照圖IO說明的某個方 法降低性能等級。處理能力設定部107在塊207中判斷出需要增大處理能力時， 在塊209中增大性能等級。性能判定部103在塊211中判定性能特性值是否超 過了閾值，在超過了閾值時，在塊213中使CPUll恢復到常規(guī)狀態(tài)。
在塊215和塊217中，強制冷卻系統(tǒng)獨立于性能系統(tǒng)，根據(jù)溫度傳感器 31測得的測定溫度執(zhí)行散熱量調(diào)整處理。然后，當某個溫度傳感器31所測得 的測定溫度超過TAT60的允許溫度時，在塊219中使散熱風扇33的旋轉(zhuǎn)速度 上升1級，當全部溫度傳感器31所測得的測定溫度低于TAT60的禁用溫度時， 在塊221中使散熱風扇33的旋轉(zhuǎn)速度下降1級。在塊217、 219、 221以后， 返回塊203，性能系統(tǒng)根據(jù)與新的旋轉(zhuǎn)速度相關的允許溫度開始性能調(diào)整處 理。
圖7表示執(zhí)行圖6的步驟時的性能調(diào)整處理的一例。圖7中橫軸是經(jīng)過時 間，縱軸是嵌入在CPUll中的溫度傳感器IIT表示的測定溫度。在圖7中， 從時刻t0到時刻t9進行性能調(diào)整處理。在此期間，處理能力設定部107判斷 出需要降低性能等級時的判斷由溫度傳感器11T支配。在時刻t0以前，散熱 風扇33以低速旋轉(zhuǎn)進行工作，不進行性能調(diào)整處理，CPU11在常規(guī)狀態(tài)下進 行工作，但來自CPU11的發(fā)熱量和低速旋轉(zhuǎn)下的散熱量的熱平衡被打破，溫 度傳感器11T的測定溫度上升。
在時刻t0，溫度預測部105計算時刻t0的溫度T0達到允許溫度MTe的 時刻t0x之前的時間，來作為預測時間tf0。處理能力設定部107對預測時間 tfO應用CPU11的使用率來計算修正預測時間，并與閾值時間進行比較。結(jié)果， 處理能力設定部107判斷出修正預測時間比閾值時間短，將CPUll的性能等 級降低1級，設定為75%。由于根據(jù)時刻tl、 t2的預測時間tfl、 tf2計算出的 修正預測時間分別比閾值時間短，因此處理能力設定部107在時刻tl、 t2將 CPU11的性能等級每次降低1級，設為50%、 25%。此外，在時刻tl、 t2, 由于在前面的時刻tO、 tl性能等級分別降低了 l級，因此溫度上升速度變慢， 預測時間tfl、 tf2變得比預測時間tf0、 tfl長，但都比閾值時間短，因此處理 能力設定部107判斷出需要降低性能等級。
由于根據(jù)時刻t3、 t4、 t5的預測時間tf3、 tf4、 tf5計算出的修正預測時間分別比閾值時間長，并且不是增加性能等級的程度，因此處理能力設定部107
在時刻t3、 t4、 t5不變更CPUll的性能等級而維持25%。在時刻t6,處理能 力設定部107識別出測定溫度平衡或正在下降，將性能等級提高1使其成為 50% 。由于才艮據(jù)時刻t7的預測時間tf7計算出的^^正預測時間比閾值時間長， 因此處理能力設定部107在時刻t7不變更CPUll的性能等級而維持50%。
性能判定部103在時刻t0處理能力設定部107開始進行性能調(diào)整處理后， 開始計算性能特性值。性能特性值隨著性能調(diào)整處理持續(xù)的時間而增加。降低 的級數(shù)越大，性能特性值的增加率越高。在時刻t8,性能特性值達到預定的闕 值，因此性能判定部103向處理能力設定部107發(fā)送性能優(yōu)先命令。取得性能 優(yōu)先命令的處理能力設定部107在時刻t8使性能等級返回100%,使CPUll 恢復到常規(guī)狀態(tài)。
當性能等級返回100%時，溫度傳感器IIT的溫度收斂于由低速旋轉(zhuǎn)下進 行工作的散熱風扇33的散熱量、和處理能力未降低的CPU11的發(fā)熱量而決定 的溫度。在此例中，常規(guī)狀態(tài)下的CPU11的發(fā)熱量超過了散熱量，因此在時 刻t9,測定溫度達到允許溫度MTe，因此強制冷卻系統(tǒng)將散熱風扇33的旋轉(zhuǎn) 速度上升1級，使其在中速旋轉(zhuǎn)下進行工作。在時刻t4和時刻t5之間，CPU11 成為空閑狀態(tài)，如果使測定溫度下降到禁用溫度LTd，則旋轉(zhuǎn)速度設定部63 將散熱風扇33的旋轉(zhuǎn)速度下降1級，使其轉(zhuǎn)移到超低速旋轉(zhuǎn)。如此，性能系 統(tǒng)根據(jù)預測溫度來控制CPU11的性能等級，以便在性能調(diào)整處理期間，溫度 不超過允許溫度MTe,并且CPUll以最大的性能等級來進行工作。
圖8說明利用測試程序來執(zhí)行圖7的步驟時的溫度傳感器IIT所測得的測 定溫度和性能等級的推移。圖8 ( A)表示僅使強制冷卻系統(tǒng)發(fā)揮作用的情況， 圖8 (B)表示使強制冷卻系統(tǒng)和性能系統(tǒng)發(fā)揮作用的情況。在圖8 (A)中， CPU11的發(fā)熱量如整個期間ta中的期間條形圖所示的那樣變化，但由于不進
在強制冷卻系統(tǒng)的控制下，散熱風扇33的旋轉(zhuǎn)速度每次都變化為中速旋轉(zhuǎn)。
在圖8 (B)中執(zhí)行了與圖8 (A)相同的測試程序，但由于進行了性能調(diào) 整處理，因此線203表示的測定溫度不超過允許溫度MTe。此時，對應對CPU11 進行的處理能力的變更，CPU11的發(fā)熱量變化。因為在期間tb使處理能力降低，因此發(fā)熱量的上限下降，與之相應發(fā)熱量也降低，因為在期間tc使處理 能力增加，因此發(fā)熱量的上限上升，與之相應發(fā)熱量也增加。
由此，在性能調(diào)整處理中，在CPU11的操作增加，測定溫度開始上升的 期間tb暫時降低處理能力，把應該在處理能力降低的期間處理的操作的一部 分移動到操作較少的后續(xù)的期間tC,抑制了測定溫度的峰值。本發(fā)明協(xié)調(diào)折衷
的CPU11的處理能力和散熱風扇33的寂靜性，來給用戶提供最大的舒適度。 舒適度根據(jù)用戶的個人差異以及此時的操作狀況而變化。在本發(fā)明中，在 用戶界面部101提供的設定畫面中由用戶調(diào)整閾值，選擇將性能優(yōu)先還是將寂 靜性優(yōu)先，可以針對每個用戶進行細致的協(xié)調(diào)點的調(diào)整。具體來說，用戶在想 要使性能優(yōu)先的情況下將閾值設定得較小，在性能特性值較小的階段可以使散 熱風扇33的旋轉(zhuǎn)速度上升。用戶在想要使寂靜性優(yōu)先的情況下，將閾值設定 得較大，可以在性能特性值增大之前持續(xù)進行性能調(diào)整處理。
在本發(fā)明中表示了通過CPU11進行處理能力調(diào)整的例子，但也可以通過 視頻芯片等其它的處理器來進行SpeedStep或節(jié)流。此時，可以利用CPU11 以及視頻芯片或其中的某一方來進行性能調(diào)整處理。另外，如果散熱風扇33 是構(gòu)成參照圖5說明的強制冷卻系統(tǒng)的散熱風扇，則可以在系統(tǒng)機殼3中設置 多個。
至此，根據(jù)附圖所示的特定的實施方式說明了本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于 附圖所示的實施方式，只要達到本發(fā)明的效果，當然可以采用此前已知的任何 結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種散熱系統(tǒng)，其容納在計算機的機殼內(nèi)，其特征在于，具有處理能力可變的處理器；散熱風扇；溫度傳感器；旋轉(zhuǎn)速度設定部，其根據(jù)閾值溫度和所述溫度傳感器測得的測定溫度，分階段地變更所述散熱風扇的旋轉(zhuǎn)速度；以及性能控制部，其在根據(jù)所述測定溫度和所述閾值溫度判斷出所述測定溫度將要在預定時間內(nèi)超過所述閾值溫度時，降低所述處理器的處理能力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱系統(tǒng)，其特征在于， 所述性能控制部包含溫度預測部，其根據(jù)所述測定溫度、所述測定溫度的上升速度和所述閾值 溫度，計算在維持當前的處理能力的情況下，所述測定溫度超過所述閾值溫度 之前的預測時間；以及處理能力設定部，其#4居所述預測時間變更所述處理器的處理能力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱系統(tǒng)，其特征在于， 所述處理能力設定部根據(jù)所述預測時間執(zhí)行處理能力的降低、維持或增大中的某一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的散熱系統(tǒng)，其特征在于， 所述處理能力設定部根據(jù)所述預測時間和所述處理器的使用率，決定處理能力的降低量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的散熱系統(tǒng)，其特征在于， 所述處理能力設定部生成根據(jù)所述處理器的使用率修正所述預測時間而獲得的修正預測時間，根據(jù)所述修正預測時間使處理能力降低最小單位量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2至5的任意一項所述的散熱系統(tǒng)，其特征在于， 具有性能判定部，其根據(jù)所述處理器的處理能力低于所述處理器常規(guī)狀態(tài)下的時間和所述處理器的處理能力的降低量計算性能特性值，向所述處理能力 設定部發(fā)送性能優(yōu)先命令，所述處理能力判定部根據(jù)所述性能優(yōu)先命令，使所述處理器恢復為常^L狀態(tài)或者以常規(guī)狀態(tài)為基準的狀態(tài)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的散熱系統(tǒng)，其特征在于，具有用戶界面部，其生成由用戶輸入閾值的設定畫面，并將所述閾值發(fā)送 到所述性能判定部，所述閾值用于根據(jù)所述性能特性值生成所述性能優(yōu)先命 令。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2至7的任意一項所述的散熱系統(tǒng)，其特征在于， 所述溫度預測部計算與所述旋轉(zhuǎn)速度設定部變更所述散熱風扇的旋轉(zhuǎn)速度后的新的閾值溫度對應的新的預測時間，所述處理能力設定部根據(jù)所述新的預測時間變更所述處理器的處理能力。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8的任意一項所述的散熱系統(tǒng)，其特征在于， 所述閾值溫度由第1閾值和第2閾值構(gòu)成，所述第1閾值成為使所述散熱風扇的旋轉(zhuǎn)速度從第l旋轉(zhuǎn)速度上升到比該 第1旋轉(zhuǎn)速度快的第2旋轉(zhuǎn)速度的基準，所述第2閾值是使所述散熱風扇的旋轉(zhuǎn)速度從所述第2旋轉(zhuǎn)速度下降到所 述第1旋轉(zhuǎn)速度的基準，所述第2閾值比所述第1閾值小。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9的任意一項所述的散熱系統(tǒng)，其特征在于， 將所述閾值溫度設定為把所述計算機的機殼溫度抑制到預定值以下。
11. 一種計算機，其特征在于， 安裝有權(quán)利要求1至9的任意一項所述的散熱系統(tǒng)。
12. —種散熱方法，其是在機殼內(nèi)設置有處理能力可變的處理器、散熱風 扇和溫度傳感器的計算機中的散熱方法，其特征在于，具有以下步驟所述溫度傳感器測定溫度的步驟；根據(jù)閾值溫度和所述溫度傳感器測得的測定溫度，所述計算機分階段地變 更所述散熱風扇的旋轉(zhuǎn)速度的步驟；所述計算機根據(jù)所述測定溫度和所述閾值溫度，判斷所述測定溫度是否將 要在預定時間以內(nèi)超過所述闞值溫度的步驟；以及當判斷為將要超過所述閾值溫度時，降低所述處理器的處理能力的步驟。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的散熱方法，其特征在于， 所述進行判斷的步驟根據(jù)所述閾值溫度、所述測定溫度和所述測定溫度的上升速度來進行判斷。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的散熱方法，其特征在于，具有當判斷為未達到所述閾值溫度時增加或維持所述處理能力的步驟。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的散熱方法，其特征在于， 包含根據(jù)所述處理器的使用率決定所述處理能力的降低量的步驟。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的散熱方法，其特征在于，還包括 所述計算機#4居所述處理能力降低的時間和處理能力降低的程度，計算性能特性值的步驟；以及根據(jù)所述性能特性值，使所述處理器恢復到常規(guī)狀態(tài)的步驟。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的散熱方法，其特征在于，還包括 所述計算機從用戶取得針對所述性能特性值的閾值的步驟。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14至17的任意一項所述的散熱方法，其特征在于， 針對每個變更后的旋轉(zhuǎn)速度，根據(jù)新的閾值溫度執(zhí)行所述進行判斷的步驟、所述降低的步驟、和所述增加或維持的步驟。
19. 一種計算機，其特征在于，在所述計算機的機殼內(nèi)安裝有處理能力可 變的處理器、嵌入控制器、散熱風扇和溫度傳感器，所述溫度傳感器用于測定溫度；所述嵌入控制器用于根據(jù)閾值溫度和所述溫度傳感器測得的測定溫度，分 階段地變更所述散熱風扇的旋轉(zhuǎn)速度；所述處理器用于根據(jù)所述測定溫度和所述閾值溫度，判斷所述測定溫度是 否將要在預定時間以內(nèi)超過所述閾值溫度；以及當判斷為將要超過所述閾值溫度時，降低所述處理器的處理能力。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以協(xié)調(diào)處理器的處理能力和散熱風扇的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的噪音，來向用戶提供最大舒適度的計算機的散熱系統(tǒng)。散熱系統(tǒng)包含處理能力可變的處理器(11)。散熱風扇(33)和溫度傳感器(31)被設置在計算機的機殼內(nèi)。旋轉(zhuǎn)速度設定部(63)根據(jù)閾值溫度和溫度傳感器所測得的測定溫度，分階段地變更散熱風扇的旋轉(zhuǎn)速度。性能控制部(105、107)根據(jù)測定溫度和閾值溫度使處理器的處理能力降低，在后續(xù)的時間段內(nèi)對處理器應該處理的操作的一部分進行處理。結(jié)果，可以使測定溫度的峰值移動到后續(xù)的時間段，來抑制散熱風扇的旋轉(zhuǎn)速度上升。
文檔編號G06F1/20GK101639723SQ20091016492
公開日2010年2月3日 申請日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月2日
發(fā)明者下遠野享, 中村聰伸 申請人:聯(lián)想(新加坡)私人有限公司