專利名稱：用于動(dòng)態(tài)熱控制的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的至少一些實(shí)施例一般涉及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，更具體而言， 涉及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的溫度管理，但并不限于此。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為能夠連續(xù)地運(yùn)行與最壞情況工作負(fù) 荷相對(duì)應(yīng)的最壞情況熱負(fù)荷。根據(jù)這種連續(xù)最壞情況負(fù)荷的設(shè)計(jì)從未 出過(guò)問(wèn)題，因?yàn)閭鹘y(tǒng)上個(gè)體部件具有適度的工作功耗并且計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 已經(jīng)具有相當(dāng)高的冷卻能力，從而系統(tǒng)能夠相當(dāng)自然地承受負(fù)荷。隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的個(gè)體部件的工作功耗向上攀升，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的 熱預(yù)算變得更緊張。系統(tǒng)已經(jīng)變得更難以冷卻?，F(xiàn)在，設(shè)計(jì)出連續(xù)運(yùn) 行最壞情況熱負(fù)荷同時(shí)追求諸如高計(jì)算能力、緊湊性、安靜度、更好 的電池性能等的其它高性能目標(biāo)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)變成一個(gè)挑戰(zhàn)。例如，系統(tǒng)可能不再能夠在系統(tǒng)的關(guān)鍵部分不變得過(guò)熱的情況下 連續(xù)自然地運(yùn)行最壞情況工作負(fù)荷。例如，諸如膝上型計(jì)算機(jī)的便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有緊湊的殼體和有限的冷卻能力；因此，針對(duì)給定冷卻能力的最壞情況熱負(fù)荷會(huì)限制 系統(tǒng)的性能，因?yàn)樽顗那闆r熱負(fù)荷可能4艮少發(fā)生而系統(tǒng)被^:計(jì)為承受 連續(xù)的最壞情況熱負(fù)荷。這可能意味著即使最壞情況熱負(fù)荷很少發(fā) 生，但膝上型計(jì)算機(jī)變得更大以提供更高的冷卻能力。發(fā)明內(nèi)容這里描述了用于動(dòng)態(tài)預(yù)算功率利用率(power usage)以控制數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)中的溫度的方法和設(shè)備。在此章節(jié)中概括了本發(fā)明的一些 實(shí)施例。在本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面中，提供了 一種具有動(dòng)態(tài)熱控制的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括第一傳感器，用于確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所處的環(huán)境 的環(huán)境溫度；和與所述傳感器相連的控制器(例如，微控制器或微處 理器)，用于根據(jù)所述環(huán)境溫度來(lái)控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作。環(huán)境溫 度通常是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)周?chē)沫h(huán)境的溫度。在實(shí)施例的一個(gè)示例中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還包括第二傳感器，該笫 二傳感器用于確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的部件的實(shí)際溫度?？刂破鲗⒏鶕?jù)部 件的實(shí)際溫度和環(huán)境溫度來(lái)控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作。在實(shí)施例的一個(gè)示例中，控制器基于部件溫度的預(yù)測(cè)來(lái)控制數(shù)據(jù) 處理系統(tǒng)的操作，所述部件溫度的預(yù)測(cè)是環(huán)境溫度、部件的實(shí)際溫度 等的函數(shù)。在一個(gè)示例中，控制器從一個(gè)或更多個(gè)電壓設(shè)置以及一個(gè) 或更多個(gè)頻率設(shè)置的組合中選擇一個(gè)組合來(lái)控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操 作.在實(shí)施例的一個(gè)示例中，該系統(tǒng)還包括電壓源(例如與控制器相 連)和頻率源(例如與控制器相連)。該電壓源能夠從第一電壓轉(zhuǎn)換 到第二電壓以在不重啟或停止數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的情況下改變數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)的設(shè)置；并且該頻率源能夠從第一頻率轉(zhuǎn)換到第二頻率以在不重 啟或停止數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的情況下改變數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)置。在實(shí)施例的一個(gè)示例中，第二傳感器將周期性地確定部件的實(shí)際 溫度，以便使控制器周期性地確定操作設(shè)置。在本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面中，提供了 一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括 多個(gè)溫度傳感器，用于確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的多個(gè)實(shí)際溫度；和與所述 多個(gè)溫度傳感器相連的控制器，用于基于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的溫度的預(yù)測(cè) 來(lái)確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作設(shè)置，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的溫度的預(yù)測(cè)是 所述多個(gè)實(shí)際溫度和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作設(shè)置的函數(shù)。在實(shí)施例的一個(gè)示例中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的溫度的預(yù)測(cè)基于的是從 根據(jù)操作設(shè)置的最壞情況工作負(fù)荷的功耗產(chǎn)生的熱。在一個(gè)示例中， 所述多個(gè)實(shí)際溫度包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的一個(gè)位置在第一時(shí)刻的實(shí) 際溫度；溫度的預(yù)測(cè)是針對(duì)同一位置在第一時(shí)刻之后的一時(shí)段上的溫度；并且操作設(shè)置被確定為將預(yù)測(cè)溫度限制在閾值以下。在一個(gè)示例 中，所述多個(gè)實(shí)際溫度還包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的、功耗產(chǎn)生的熱朝向 其消散的位置處的實(shí)際溫度。在實(shí)施例的一個(gè)方面中，提供了一種控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的方法， 包括確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所處的環(huán)境的環(huán)境溫度；和根據(jù)環(huán)境溫度來(lái) 控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作。在一個(gè)示例中，所述方法還包括確定數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)的部件的實(shí)際溫度。在實(shí)施例的一個(gè)示例中，控制操作的步驟包括根據(jù)環(huán)境溫度和部件的實(shí)際溫度從多個(gè)操作設(shè)置中選擇一個(gè)操作設(shè)置。在一個(gè)示例中，所述多個(gè)操作設(shè)置包括一個(gè)或更多個(gè)電壓以及一個(gè)或更多個(gè)頻率的組合；并且控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作包括根據(jù)所述多個(gè)操作設(shè)置中的所選擇的一個(gè)從第一電壓轉(zhuǎn)換到第二電壓；和根據(jù)所述多個(gè)操作設(shè)置中的所選擇的 一個(gè)從第 一頻率轉(zhuǎn)換到第二頻率。在實(shí)施例的一個(gè)示例中，所述多個(gè)操作設(shè)置中的所選擇的一個(gè)被 選捧為將部件的預(yù)測(cè)溫度限制在閾值以下；并且部件的預(yù)測(cè)溫度是環(huán)境溫度、部件的實(shí)際溫度和操作設(shè)置的函數(shù)。在一個(gè)示例中，確定部件的實(shí)際溫度被周期性地執(zhí)行，以便周期 性地執(zhí)行所述選擇。在一個(gè)示例中，環(huán)境溫度引起對(duì)該函數(shù)中部件的 冷卻；并且操作設(shè)置引起對(duì)該函數(shù)中部件的加熱。在一個(gè)示例中，操 作設(shè)置確定功耗的上限；并且部件的預(yù)測(cè)溫度是基于功耗的上限預(yù)測(cè) 的。在實(shí)施例的一個(gè)示例中，所述多個(gè)操作設(shè)置中的所選擇的一個(gè)包 括用于所述部件的笫一設(shè)置和用于另一個(gè)部件的第二設(shè)置。在本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面中，提供了 一種控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的 方法，該方法包括確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的多個(gè)實(shí)際溫度；和根據(jù)預(yù)測(cè) 溫度調(diào)整數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作設(shè)置，所述預(yù)測(cè)溫度是所述多個(gè)實(shí)際溫 度和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作設(shè)置的函數(shù)。在實(shí)施例的 一個(gè)示例中，操作設(shè)置確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的至少 一部 分的功耗的上限；并且預(yù)測(cè)溫度基于的是從根據(jù)所述上限的功耗產(chǎn)生的熱。在實(shí)施例的一個(gè)示例中，所述多個(gè)實(shí)際溫度包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的一個(gè)位置在第一時(shí)刻的實(shí)際溫度；預(yù)測(cè)溫度是針對(duì)同一位置在第一 時(shí)刻之后的在一時(shí)段上的溫度；并且操作設(shè)置被調(diào)整為將預(yù)測(cè)溫度限 制在閾值以下。在一個(gè)示例中，所述多個(gè)實(shí)際溫度還包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的、功 耗產(chǎn)生的熱朝向其消散的位置處的實(shí)際溫度。在一個(gè)示例中，所述方法還包括針對(duì)確定了至少一個(gè)實(shí)際溫度 之后的時(shí)段，確定熱源的功耗允許量，以將預(yù)測(cè)溫度限制在閾值以下。 根據(jù)所述功耗允許量來(lái)調(diào)整操作設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，操作設(shè)置的示例包括電壓設(shè)置；頻率設(shè)置； 盤(pán)旋轉(zhuǎn)速率設(shè)置；和風(fēng)扇速度設(shè)置。在一個(gè)示例中，操作設(shè)置用于數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)的中央處理單元(CPU)微處理器、圖形處理單元(GPU) 微處理器、總線和盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等中的至少一個(gè)。在一個(gè)示例中，調(diào)整操作設(shè)置的步驟包括將電壓源從第一電壓調(diào)整到第二電壓；和將頻率源從第一頻率調(diào)整到第二頻率。在一個(gè)示 例中，所述調(diào)整是在不停止或重啟數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的情況下執(zhí)行的。在本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面中，提供了 一種操作數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的 方法，包括預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的在一未來(lái)時(shí)刻的操作溫度；和至少 部分基于所預(yù)測(cè)的操作溫度，設(shè)置數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的至少一個(gè)部件的操 作設(shè)置.在實(shí)施例的一個(gè)示例中，操作設(shè)置用于所述未來(lái)的時(shí)段；并且所 述時(shí)段的量級(jí)不大于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的熱時(shí)間常數(shù)。在一個(gè)示例中，以 周期性方式執(zhí)行預(yù)測(cè)和設(shè)置的操作。在實(shí)施例的一個(gè)示例中，操作溫度是基于當(dāng)前環(huán)境溫度的測(cè)量和 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的部件的當(dāng)前溫度的測(cè)量(和功耗)而預(yù)測(cè)的。在實(shí)施例的一個(gè)示例中，操作設(shè)置被設(shè)置為將預(yù)測(cè)的操作溫度限 制在溫度閾值以下。本發(fā)明包括方法和執(zhí)行這些方法的設(shè)備(包括執(zhí)行這些方法的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng))以及當(dāng)在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上執(zhí)行時(shí)使系統(tǒng)執(zhí)行這些方法的 計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。本發(fā)明的其它特征從附圖和下面的詳細(xì)描述中將變得更加明顯。


本發(fā)明通過(guò)示例示出，但是并不限于附圖中的圖，在附圖中相似的附圖標(biāo)記表示相似的部件，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的溫度 的方法。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的為了進(jìn)行熱控制而測(cè)量環(huán) 境溫度的位置的示例。圖3和圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有動(dòng)態(tài)熱控制的數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)內(nèi)的示例情形。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的利用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的中央 處理單元(CPU)的抑制設(shè)置(throttle setting)來(lái)控制溫度的示例。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的利用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的多個(gè) 部件的抑制設(shè)置來(lái)控制溫度的示例。圖7至圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的熱管理方法。圖IO是可以與本發(fā)明一起使用的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖示例。
具體實(shí)施方式
下面的描述和附圖例示了本發(fā)明并且不應(yīng)被解釋為限制本發(fā)明。 描迷了許多具體的細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。然而，在某些情 況下，為了避免使本發(fā)明的描述模糊，不描述眾所周知或常規(guī)的細(xì)節(jié)。 對(duì)本>^開(kāi)中的一個(gè)實(shí)施例的引用并不一定是對(duì)同 一個(gè)實(shí)施例的引用；這種引用指的是至少一個(gè)實(shí)施例。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例使用熱抑制(thermal throttling)以允許系 統(tǒng)在動(dòng)態(tài)確定的熱預(yù)算下運(yùn)行，從而使得，即使系統(tǒng)不能夠承受某些 正常使用條件下的最壞情況工作負(fù)荷，系統(tǒng)也能夠在針對(duì)當(dāng)前負(fù)荷而動(dòng)態(tài)確定的發(fā)熱限制下以合適的工作設(shè)置進(jìn)行工作。在現(xiàn)有技術(shù)中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通常被設(shè)計(jì)成具有足夠的冷卻能力或 有限的最壞情況功耗，從而當(dāng)處于與最壞情況工作負(fù)荷相對(duì)應(yīng)的連續(xù) 最壞情況功耗模式時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不被過(guò)度加熱到超過(guò)發(fā)熱限制。在 最壞情況的情形下，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有部件都吸取它們最大(在此情況下為最壞指標(biāo)(level))量的功率。此最壞情況的情形本質(zhì)上將最 壞情況(最大指標(biāo))的功耗加在一起；并且對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的冷卻方 面，所述設(shè)計(jì)考慮了此情形以使系統(tǒng)具有消散由連續(xù)最壞情況功耗產(chǎn) 生的熱的足夠能力。然而，這種最壞情況的情形通常很少(不經(jīng)常)發(fā)生。因此，將 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成承受最壞情況負(fù)荷對(duì)于通常的使用而言過(guò)于保守。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以認(rèn)識(shí)到，在通常的使用期間，計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)的功耗通常頻繁地變化。通常，不是所有部件都同時(shí)處于最 大功耗模式下。此外， 一些部件可能長(zhǎng)時(shí)間不處于最大功耗模式下。 在通常的使用中，諸如中央處理單元(CPU)微處理器的部件的功耗 會(huì)隨著時(shí)間動(dòng)態(tài)地變化。因此，根據(jù)最壞情況負(fù)荷設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì) 于通常的使用而言可能過(guò)于保守。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有對(duì)熱源的控制(抑制 (throttle))，所述控制附接到要防止變得過(guò)熱的系統(tǒng)的一部分。所述 抑制限制了熱源可消耗的最大功率，這限制了溫度升高的速率。抑制 設(shè)置可以與性能指標(biāo)的不同設(shè)置或不同的操作設(shè)置相對(duì)應(yīng)。例如，CPU(中央處理單元)微處理器可以在不同的內(nèi)核電壓和 內(nèi)核頻率下工作。使用高內(nèi)核電壓和高頻率，微處理器能夠針對(duì)具有 更高功耗的計(jì)算而被優(yōu)化。使用低內(nèi)核電壓和低頻率，微處理器能夠 以降級(jí)的計(jì)算性能指標(biāo)針對(duì)電池性能而被優(yōu)化。在一個(gè)實(shí)施例中，微處理器能夠在不停止或暫停處理器的計(jì)算任 務(wù)的情況下，通過(guò)緩慢地改變電壓而從一個(gè)電壓電平轉(zhuǎn)換到另一個(gè)電 壓電平并且通過(guò)緩慢地改變頻率而從一個(gè)頻率轉(zhuǎn)換到另一個(gè)頻率?？?以在2004年8月12日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 10/917719中找到改變CPU內(nèi)核電壓和頻率的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)，該專利申請(qǐng)的內(nèi)容在此通過(guò)引用并入于此。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)地安排抑制設(shè)置，從 而使得要被控制的溫度不會(huì)升高超出系統(tǒng)的限制。在本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為針對(duì)通常的使用 而優(yōu)化性能。然而，最壞負(fù)荷情況可能發(fā)生。為了避免對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 的損害，使用動(dòng)態(tài)電源管理系統(tǒng)來(lái)動(dòng)態(tài)地預(yù)算計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的至少一些 部件的功率利用率，使得當(dāng)在系統(tǒng)上強(qiáng)加了繁重的任務(wù)時(shí)，系統(tǒng)能夠 以性能換取待在發(fā)熱限制內(nèi)。通常，熱時(shí)間常數(shù)與調(diào)整抑制設(shè)置的時(shí)段相比非常長(zhǎng)。在本發(fā)明 的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)觀察到溫度接近系統(tǒng)的限制時(shí)，系統(tǒng)能夠迅速安排成，即使部件要運(yùn)行最壞情況負(fù)荷，熱源的功耗要求也會(huì)降低；并 且在溫度實(shí)際超過(guò)系統(tǒng)的限制很早之前就降低了麻煩熱源的功率。由 此，系統(tǒng)響應(yīng)于當(dāng)前的熱條件按需要降低性能，所述當(dāng)前的熱條件取 決于當(dāng)前的環(huán)境溫度、計(jì)算機(jī)的當(dāng)前溫度等。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有被抑制部件(throttled component)、用于測(cè)量所管理的系統(tǒng)的一部分的溫度的一 個(gè)或多個(gè)傳感器、用于測(cè)量用來(lái)預(yù)測(cè)所管理的系統(tǒng)的一部分的冷卻速 率的條件(諸如環(huán)境溫度)的一個(gè)或多個(gè)傳感器。在一個(gè)實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)熱抑制，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)確定系統(tǒng)的該部 分的實(shí)際(測(cè)量)溫度，并且基于被抑制部件的針對(duì)最壞情況工作負(fù) 荷的功耗要求、用于冷卻的條件(例如環(huán)境溫度)的測(cè)量和當(dāng)前實(shí)際 溫度，來(lái)預(yù)測(cè)在一定時(shí)長(zhǎng)的最壞情況工作負(fù)荷之后會(huì)出現(xiàn)的對(duì)應(yīng)溫 度。在一個(gè)實(shí)施例中，選擇和使用抑制設(shè)置，從而使預(yù)測(cè)的溫度與熱 約束一致。例如，可以檢查不同的抑制設(shè)置以確定抑制設(shè)置是否是允 許的；并且可以選擇"最佳，，允許設(shè)置以在下一 時(shí)間段內(nèi)使用。另選的是，可針對(duì)被抑制部件確定功耗允許量，從而如果被抑制 部件的功耗低于該允許量，則預(yù)測(cè)的溫度將低于發(fā)熱閾值。然后，可將功耗允許量與不同抑制設(shè)置的最壞情況功率利用率要求相比較，以 確定允許的抑制設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，頻繁(例如，以小于系統(tǒng)的熱時(shí)間常數(shù)的時(shí)間 周期)并且定期地執(zhí)行對(duì)允許的抑制設(shè)置的選擇。例如，動(dòng)態(tài)熱控制 可包括下面的操作。1) 測(cè)量所管理的系統(tǒng)的一部分的當(dāng)前溫度T。2) 調(diào)整T以計(jì)入后繼時(shí)段內(nèi)的熱損耗。3 )對(duì)于抑制設(shè)置i，根據(jù)在抑制設(shè)置i下由最壞情況功耗產(chǎn)生的 熱，設(shè)置以該抑制設(shè)置所能夠到達(dá)的最高溫度的估計(jì)Tmaxi。4)確定T,xi小于或等于系統(tǒng)的限制的最高抑制設(shè)置，并且使 其成為當(dāng)前的抑制設(shè)置直到熱抑制的下一循環(huán)。在一個(gè)實(shí)施例中，較 高的抑制設(shè)置比較低的抑制設(shè)置更可取(例如，更快、更安靜等)。作為一個(gè)實(shí)施例中的示例，如果熱損耗主要是對(duì)流的，那么計(jì)入 時(shí)段A內(nèi)的熱損耗的經(jīng)調(diào)整的溫度Ta能夠根據(jù)下式評(píng)估a 量amb十、l-lamb, e ，其中T,b是環(huán)境溫度的測(cè)量值；并且^。。,是對(duì)流冷卻路徑的時(shí)間常數(shù)。作為一個(gè)實(shí)施例中的示例，可根據(jù)正被施加到計(jì)算機(jī)的一部分上 的功率P腿i的脈沖的熱結(jié)果來(lái)預(yù)測(cè)時(shí)段A之后的溫度。例如，在抑 制設(shè)置i下的預(yù)測(cè)溫度T咖x[i可根據(jù)下式計(jì)算T隨i=Ta+P腿,1.0-e-嵐,，其中Pmaxil是熱源在抑制設(shè)置i下的最大功耗；0是熱源和所管 理的系統(tǒng)的 一 部分之間的熱阻；且 。f是加熱路徑的時(shí)間常數(shù).通常，預(yù)測(cè)可以涉及更多參數(shù)以計(jì)入如下因素，諸如發(fā)熱相鄰物 的影響、冷卻單元的工作狀態(tài)和/或散熱的其它模式(如輻射散熱)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，溫度的預(yù)測(cè)基于的是實(shí)際的(測(cè)量的) 當(dāng)前溫度并且預(yù)測(cè)了較短的時(shí)段。由于預(yù)測(cè)誤差不累積，因此預(yù)測(cè)不 必非常精確。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)與加熱和/或冷卻路徑的時(shí)間常數(shù)相比時(shí)，時(shí)段A很小。例如，時(shí)段A比^。,更小。輻射散熱通常比對(duì)流散熱慢得多。當(dāng)存在對(duì)流冷卻時(shí)，通常忽略 輻射散熱。在對(duì)流散熱弱的系統(tǒng)(例如，沒(méi)有風(fēng)扇的系統(tǒng)、封閉殼體 內(nèi)的系統(tǒng)等)中，輻射散熱就變得重要。通常，預(yù)測(cè)可基于分析熱近 似、經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式、或分析解決方案和經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式的組合。要注意的是，盡管上述示例描述了對(duì)流冷卻為主且冷卻的時(shí)間常數(shù)恒定的情況，但是預(yù)測(cè)方法可以被擴(kuò)展為考慮其它的冷卻處理以及考慮作為抑制參數(shù)的函數(shù)的冷卻時(shí)間常數(shù)。例如，具有變速風(fēng)扇的對(duì) 流冷卻系統(tǒng)可具有針對(duì)風(fēng)扇速度的抑制設(shè)置；并且時(shí)間常數(shù)Tcool可以是風(fēng)扇速度的函數(shù)。此外，可以擴(kuò)展預(yù)測(cè)以應(yīng)對(duì)存在附接到系統(tǒng)的同一部分的多個(gè)熱 源的情況。可根據(jù)各個(gè)附接熱源的貢獻(xiàn)之和來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)的溫度。例如，<formula>formula see original document page 17</formula>其中P1,max[i],P2,max[i],、...是熱源l、 2、…在抑制設(shè)置i下的最 大功耗；、。"、、。,2、…是相應(yīng)加熱路徑的時(shí)間常數(shù)；并且《、《、…是熱源與所管理的系統(tǒng)的一部分之間的熱阻。在本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例中，可基于不同的約束來(lái)確定抑制設(shè)置的 多個(gè)副本，例如針對(duì)溫度的每個(gè)邊界條件設(shè)置一個(gè)副本。然后使用抑制設(shè)置的多個(gè)副本中的最低副本以確保滿足所有約束。通常，性能由 處于最困難中的子系統(tǒng)設(shè)置。此外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可基于不同的約束來(lái)進(jìn)一步確 定抑制設(shè)置的多個(gè)副本，例如針對(duì)電源的每個(gè)邊界條件設(shè)置一個(gè)副 本。例如，系統(tǒng)可能不具有能夠連續(xù)地承受高于特定限制(例如，對(duì) 在不會(huì)使電池性能損害或降低的情況下連續(xù)使用電池的平均放電電 流的限制)的功耗的電源(例如，電池)。基于過(guò)去的實(shí)際功率利用 率歷史，可基于功率利用率約束確定抑制設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)副本。然 后可使用抑制設(shè)置的多個(gè)副本中的最低副本以確保滿足所有的約束、 熱和功率。關(guān)于動(dòng)態(tài)功率估計(jì)和控制的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)可在與本申請(qǐng)同日提交的共同未決的美國(guó)專利申請(qǐng)"Methods and Apparatuses forDynamic Power Control，，(代理機(jī)構(gòu)巻號(hào)no.04860.P3853 )和"Methods and Apparatuses for Dynamic Power Estimation"(代理機(jī)構(gòu)巻號(hào) no.04860.P3854 )中找到，上述兩個(gè)美國(guó)申請(qǐng)的發(fā)明人都是Dave Conroy， Keith Cox和Michael Culbert，在此通過(guò)引用并入這兩個(gè)申 請(qǐng)。
可在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各種部件內(nèi)執(zhí)行動(dòng)態(tài)抑制設(shè)置確定，所述部 件包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主處理器或?qū)Ｓ糜趧?dòng)態(tài)熱抑制任務(wù)的微控制器。
在主處理器內(nèi)執(zhí)行這些算法具有很多優(yōu)點(diǎn)，諸如降低成本以及消 除在主處理器與另選地用于執(zhí)行該任務(wù)的任何其它代理之間進(jìn)行通 信的需要。然而，難以在所有情況下安排動(dòng)態(tài)熱抑制，所述情況包括 主處理器內(nèi)的軟件發(fā)生故障或被不知道熱管理的一些其它軟件所替 換的情況。此外，當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處于空閑狀態(tài)時(shí)，周期性的管理任務(wù) 會(huì)防止系統(tǒng)進(jìn)入低功率狀態(tài)，或從低功率狀態(tài)周期性地喚醒系統(tǒng)。
當(dāng)栽入抑制設(shè)置的能力被保智到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主處理器并且動(dòng) 態(tài)抑制確定不是在主處理器內(nèi)執(zhí)行時(shí)，使計(jì)算出的抑制設(shè)置成為當(dāng)前 的抑制設(shè)置會(huì)變復(fù)雜。需要將抑制設(shè)置傳送到主處理器；并且在大多 數(shù)情況下，可能必須實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)(fail-safe)機(jī)制來(lái)應(yīng)對(duì)在主處理 器中運(yùn)行的軟件忽略栽入抑制的命令的(不太可能的)情況。故障保 護(hù)機(jī)制可以是相當(dāng)粗略的，因?yàn)樗鼈儍H應(yīng)涉及緊急情況。例如，當(dāng)微 控制器確定被控制的溫度超過(guò)限制時(shí)，微控制器會(huì)假定抑制設(shè)置未被 正確執(zhí)行并且自動(dòng)啟動(dòng)關(guān)機(jī)處理。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例動(dòng)態(tài)地預(yù)算可能具有熱約束的數(shù)據(jù)處理系 統(tǒng)的部件的功率利用率，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)諸如在輕薄的便攜式計(jì)算 機(jī)、或較大的便攜式計(jì)算機(jī)和/或小的消費(fèi)臺(tái)式計(jì)算機(jī)內(nèi)。例如，對(duì)具 有緊湊殼體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的散熱的約束可以限制功率利用率。在一個(gè) 實(shí)施例中，使用實(shí)時(shí)的散熱條件來(lái)動(dòng)態(tài)預(yù)算功耗和防止由過(guò)大功耗造 成的過(guò)熱。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的溫度 的方法。在圖1中，當(dāng)前實(shí)際溫度(例如時(shí)刻t的測(cè)量溫度)被用于預(yù)測(cè) 時(shí)段A之后的溫度(例如，時(shí)刻t+A的預(yù)測(cè)溫度)。
在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有許多不同的設(shè)置。例如，計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)的CPU處理器可被設(shè)置以在不同的內(nèi)核電壓和/或不同的內(nèi)核
頻率下運(yùn)行。CPU處理器的不同設(shè)置與不同的最壞情況功率利用率相
對(duì)應(yīng)，此外，例如，冷卻風(fēng)扇可被設(shè)置為以不同的速度運(yùn)行。
通常，不同的設(shè)置對(duì)應(yīng)于不同的性能指標(biāo)，對(duì)發(fā)熱/散熱具有不 同的影響。由此，調(diào)整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)置能夠調(diào)整系統(tǒng)性能(如計(jì)算 速度、安靜度、電池壽命等)和熱約束的權(quán)衡。
在每個(gè)設(shè)置下的功率要求與在相應(yīng)設(shè)置下的最大可能功率利用
率相對(duì)應(yīng)。取決于正在執(zhí)行的任務(wù)，實(shí)際的功耗會(huì)在一定范圍內(nèi)變化； 并且實(shí)際的功耗通常且經(jīng)常低于最大可能功率利用率。
當(dāng)給予計(jì)算機(jī)最壞情況工作負(fù)荷時(shí)，計(jì)算機(jī)一部分的溫度通常在 不同的設(shè)置下不同地改變(例如升高或降低)。
例如，計(jì)算機(jī)的一部分的溫度在時(shí)刻t處為T(mén)o (105)。當(dāng)給予 計(jì)算機(jī)最壞情況工作負(fù)荷時(shí)，溫度在時(shí)刻t之后的時(shí)段A期間根據(jù)曲
線(121、 123、 125.....129)分別變化到溫度L(111) 、 T2(113)、
T3 (115)、…、Tx (119)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，不是將系統(tǒng)設(shè)計(jì)為針對(duì)最高性能設(shè)置 長(zhǎng)時(shí)間承受連續(xù)的最壞情況工作負(fù)荷，而是將系統(tǒng)設(shè)計(jì)為針對(duì)短的時(shí) 段A自動(dòng)地選擇性能設(shè)置，從而使得在該時(shí)段之后溫度位于限制(103 ) 內(nèi)。如果當(dāng)前溫度(To)低，則可以允許將系統(tǒng)設(shè)置到最高性能設(shè)置； 如果當(dāng)前溫度(To)高，則系統(tǒng)將選擇降低的性能設(shè)置。
在圖1的示例中，對(duì)應(yīng)于曲線(121)的性能設(shè)置是不允許的， 因?yàn)槿绻跁r(shí)段A期間計(jì)算機(jī)被設(shè)置到該性能設(shè)置且被給予最壞情況 工作負(fù)荷，則計(jì)算機(jī)的一部分的溫度將達(dá)到1\ (111)從而超過(guò)限制 TL(103)。根據(jù)溫度限制TL(103)，對(duì)應(yīng)于曲線(123、 125、 129、…) 的性能設(shè)置是允許的。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，利用當(dāng)前溫度To和其它參數(shù)(諸如用于冷卻的環(huán)境溫度等)來(lái)預(yù)測(cè)時(shí)刻t+A的溫度111 )、 T2( 113 )、
T3 (115 )..... Tx (119 )，來(lái)為計(jì)算機(jī)選擇用于時(shí)刻t和t+A之間
的時(shí)段的允許設(shè)置。
由于對(duì)于時(shí)段A假定了最壞情況工作負(fù)荷，所以對(duì)于對(duì)應(yīng)的設(shè)
置，在時(shí)段A之后的實(shí)際溫度將不大于對(duì)應(yīng)的溫度Tp T2、 T3.....Tx。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(例如便攜式計(jì)算機(jī)或臺(tái)式計(jì)算機(jī))的典型使用不要 求長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)的最壞情況功率負(fù)荷。通常，計(jì)算任務(wù)的突發(fā)可能要 求瞬時(shí)的最壞情況功率負(fù)荷，該最壞情況功率負(fù)荷僅在任務(wù)完成之前 持續(xù)很短的時(shí)長(zhǎng)。在任務(wù)突發(fā)之前和之后，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通常消耗比最
壞情況功率負(fù)荷低得多的功率負(fù)荷；并且計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處于低溫下。由 此，功耗的突發(fā)可能足以也可能不足以使溫度上升到溫度限制以上。 通常，計(jì)算機(jī)的一部分變熱較短的時(shí)間，然后在溫度超過(guò)限制之前冷 卻。因此，針對(duì)通常的使用允許高計(jì)算性能的突發(fā)是可以忍受的。這 實(shí)現(xiàn)了針對(duì)通常的使用在緊張的熱約束下提供高性能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 設(shè)計(jì).
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)地調(diào)整功率利用率，從而即 使發(fā)生針對(duì)這些抑制的最壞情況功率負(fù)荷時(shí)，計(jì)算機(jī)的一部分的溫度 也不會(huì)上升到超過(guò)限制。由于最壞情況功率負(fù)荷是少有的，因此抑制 控制通常被設(shè)置為非常高的值，并且系統(tǒng)就像限制不存在一樣地運(yùn) 行，這是因?yàn)橄到y(tǒng)的需求低于動(dòng)態(tài)確定的預(yù)算。
在一個(gè)實(shí)施例中，用于確定抑制設(shè)置的時(shí)段可以不是恒定的.例 如，當(dāng)發(fā)生了顯著的功率利用率事件時(shí)(例如，當(dāng)溫度接近限制時(shí))， 系統(tǒng)可以自動(dòng)地改變開(kāi)始對(duì)于抑制設(shè)置的新計(jì)算的時(shí)段.例如，當(dāng)風(fēng) 扇速度改變時(shí)，系統(tǒng)可以調(diào)整該時(shí)段.
通常，調(diào)整了其抑制的部件(子系統(tǒng))實(shí)際上可能不會(huì)消耗預(yù)算 出的全部量的功率，因?yàn)檫@些部件可能還不足夠忙到以針對(duì)該抑制設(shè) 置的最大功率負(fù)荷運(yùn)行。對(duì)抑制的調(diào)整允許子系統(tǒng)自由消耗高達(dá)針對(duì) 相應(yīng)抑制設(shè)置的最壞情況功率負(fù)荷而不違反功率約束。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的冷卻通常是當(dāng)前環(huán)境溫度的函數(shù)。在本發(fā)明的一個(gè) 實(shí)施例中，對(duì)由計(jì)算機(jī)的功率消耗而產(chǎn)生的熱所散發(fā)到的環(huán)境的環(huán)境 溫度進(jìn)行測(cè)量，以針對(duì)不同設(shè)置來(lái)預(yù)測(cè)最壞情況溫度并且選擇不會(huì)違 反溫度限制的設(shè)置。
另選的是，通過(guò)以溫度限制來(lái)衡量預(yù)測(cè)的溫度(例如根據(jù)曲線
103)，可以確定功耗允許量。然后可使用該功耗允許量來(lái)選擇抑制 設(shè)置。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的為了進(jìn)行熱控制而測(cè)量環(huán) 境溫度的位置的示例。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，使用 一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器來(lái)確定計(jì) 算機(jī)工作環(huán)境的環(huán)境溫度。為了得到溫度預(yù)測(cè)的精確結(jié)果，使環(huán)境溫
度傳感器的位置遠(yuǎn)離熱源和散熱路徑。在環(huán)境溫度傳感器和計(jì)算機(jī)的 外殼之間可以放置熱絕緣體。
例如，可將溫度傳感器(201)定位在便攜式計(jì)算機(jī)的顯示面板 的中部。
例如，可將溫度傳感器(203 )定位在機(jī)箱(tower )的側(cè)部附近。 在一個(gè)實(shí)施例中，將環(huán)境溫度傳感器定位在計(jì)算機(jī)殼體的開(kāi)口附
近。在一個(gè)實(shí)施例中，將環(huán)境溫度傳感器定位在具有環(huán)境溫度的冷卻
進(jìn)氣的路徑上。
圖3至圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有動(dòng)態(tài)熱控制的數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)內(nèi)的情形。
在圖3的情形中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在時(shí)刻(303)之前處理(311)低 需求任務(wù)；系統(tǒng)消耗的實(shí)際功率低；并且實(shí)際溫度(321)低且遠(yuǎn)低 于溫度限制(103)。由于系統(tǒng)的實(shí)際溫度低，因此系統(tǒng)可處于最高 性能設(shè)置(301)下。
在時(shí)刻(303)之后，接收到高需求任務(wù)。系統(tǒng)在處理(313)高 需求任務(wù)時(shí)變得忙碌。由于系統(tǒng)在接收到高需求任務(wù)之前溫度低，因 此預(yù)測(cè)的溫度(例如，332、 333、 334、 335)低于溫度限制(103)， 即使系統(tǒng)保持最高性能設(shè)置下。實(shí)際溫度(例如，322、 323、 324)通常低于或接近于預(yù)測(cè)的溫度(例如，332、 333、 334)，這是因?yàn)?系統(tǒng)正處理接近最壞情況的負(fù)荷。
在每個(gè)時(shí)段之后，實(shí)際溫度被用作下一預(yù)測(cè)的起點(diǎn).因此，預(yù)測(cè) 誤差不被累積。
在高需求任務(wù)在時(shí)刻(305)完成之后，實(shí)際功率利用率下降； 并且實(shí)際溫度(例如，325、 326、 327)下降到遠(yuǎn)低于溫度限制(103)。 因?yàn)轭A(yù)測(cè)的溫度(336、 337、 338)比溫度限制(103)低，因此系統(tǒng) 可以保持(301)在最高性能設(shè)置下以處理(315)低需求任務(wù)。
如圖3所示的使用模式可以是用于特定使用的典型使用模式。由 此，系統(tǒng)可按緊張的熱約束進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)以最高性能設(shè)置運(yùn)行，如 果系統(tǒng)是根據(jù)連續(xù)最壞情況負(fù)荷設(shè)計(jì)的，那么它將要求高得多的冷卻 能力。
然而，高需求任務(wù)可以是要花費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間才能完成的任務(wù)。如果允 許系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間處于最高性能設(shè)置，那么最終會(huì)違反溫度限制(103)。
例如，在圖4中，在接收到高需求任務(wù)的時(shí)刻(421)之前，系 統(tǒng)處理(411)低需求任務(wù)，如低的實(shí)際溫度(431)所示。系統(tǒng)在最 高設(shè)置下運(yùn)行(401)。
在時(shí)刻(421)之后，系統(tǒng)在一時(shí)段內(nèi)處理(413)高需求任務(wù)。
最初，系統(tǒng)保持(401)在最高設(shè)置下，這使得計(jì)算機(jī)的一部分 的溫度升高(例如，432、 433、 434、 435)。由于預(yù)測(cè)的溫度(442、 443、 444、 445)低于溫度限制(103 ),系統(tǒng)保持運(yùn)行在最高i殳置下。
在時(shí)刻(423),熱管理器識(shí)別出如果系統(tǒng)保持在最高設(shè)置下， 那么預(yù)測(cè)的溫度(456)將高于限制(103);以及如果系統(tǒng)改變到降 低的設(shè)置(403 ),那么預(yù)測(cè)的溫度(446)將低于限制(103).由 此，在時(shí)刻(423和425)之間，系統(tǒng)在降低的設(shè)置下運(yùn)行。
在時(shí)刻(425)，實(shí)際溫度(436)降低。熱管理器識(shí)別出如果 系統(tǒng)改變到最高設(shè)置(405 )，那么預(yù)測(cè)的溫度(447 )將低于限制(103 )。 由此，在時(shí)刻(425和427)之間，系統(tǒng)在最高設(shè)置下運(yùn)行。
在時(shí)刻(427)，實(shí)際溫度(437)再次接近限制(103)。熱管理器識(shí)別出如果系統(tǒng)保持在最高設(shè)置下，那么預(yù)測(cè)的溫度(458) 將高于限制(103);以及如果系統(tǒng)改變到降低的設(shè)置(407)，那么 預(yù)測(cè)的溫度(438)將低于限制(103)。由此，在時(shí)刻(427)之后 的短時(shí)段內(nèi)，系統(tǒng)在降低的設(shè)置下運(yùn)行(例如達(dá)到溫度438)。由此，當(dāng)高需求任務(wù)的處理持續(xù)了長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整其設(shè) 置以使溫度接近限制(103)但卻不超過(guò)該限制。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)測(cè)提供了溫度的上界；并且實(shí)際溫 度不超過(guò)限制。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)測(cè)可以比溫度的上界低一個(gè)小的裕量；并且 實(shí)際溫度可以超過(guò)限制所述小的裕量。在一個(gè)實(shí)施例中，由于調(diào)整性 能設(shè)置和誤差裕量的時(shí)間步(time step )小，因此超過(guò)溫度限制(103 ) 以上的量實(shí)際是可以忽略的。由此，實(shí)際上可以認(rèn)為未超過(guò)限制 (103 )。由此，在動(dòng)態(tài)抑制系統(tǒng)的控制下，系統(tǒng)在最高設(shè)置和降低的設(shè)置 之間進(jìn)行切換，以在熱約束的限制內(nèi)盡快地處理高需求任務(wù)。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的利用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的中央 處理單元(CPU)的抑制設(shè)置來(lái)控制溫度的示例。在圖5中，CPU內(nèi)核電壓和內(nèi)核頻率的多個(gè)不同組合被排序?yàn)?使得抑制設(shè)置隨著性能指標(biāo)而提高，如表501所示。在一個(gè)實(shí)施例中， 系統(tǒng)按抑制設(shè)置的降序搜索，以確定滿足使預(yù)測(cè)的溫度低于溫度限制 這一關(guān)系的第一抑制設(shè)置，由此，當(dāng)抑制設(shè)置被確定時(shí)，CPU內(nèi)核電壓和頻率即被確定。另選的是，可以根據(jù)其它目標(biāo)(例如，高計(jì)算能力和低能耗的組合目標(biāo)等)對(duì)抑制進(jìn)行排序；并且"最好"抑制設(shè)置可以按類似方式進(jìn)行搜索。要注意，如果存在多個(gè)獨(dú)立的抑制，則可以檢查抑制的不同組合 的列表來(lái)確定允許的抑制設(shè)置?？筛鶕?jù)定義目標(biāo)"最好"的特定規(guī)則來(lái) 選擇最好的抑制設(shè)置。應(yīng)理解，用于定義目標(biāo)的規(guī)則可以是任意復(fù)雜的。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的利用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的多個(gè) 部件的抑制設(shè)置來(lái)控制溫度的示例。在圖6中，多個(gè)部件具有獨(dú)立的抑制設(shè)置，如表601所示。為了 將動(dòng)態(tài)確定的預(yù)算分配給多個(gè)部件，用于多個(gè)部件的抑制設(shè)置的不同 組合可被視為不同的全局抑制設(shè)置?？筛鶕?jù)對(duì)象目標(biāo)指標(biāo)對(duì)這些全局 抑制設(shè)置進(jìn)行排序。全局設(shè)置的排序可以在計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)階段根據(jù)靜態(tài)的固定的對(duì) 象目標(biāo)函數(shù)執(zhí)行，或由系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者手動(dòng)安排。另選的是，可以根據(jù)對(duì)象目標(biāo)函數(shù)實(shí)時(shí)地執(zhí)行全局設(shè)置，該對(duì)象 目標(biāo)函數(shù)可以是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)的函數(shù)。例如， 一些部件可能 忙碌并且要求較高優(yōu)先級(jí)，而其它部件可能空閑并且要求較低優(yōu)先 級(jí)。由此，可將對(duì)象函數(shù)構(gòu)造為包括對(duì)部件的當(dāng)前工作負(fù)荷的考慮。 可以從實(shí)際功耗的歷史中估計(jì)工作負(fù)荷。例如，相對(duì)于部件的動(dòng)態(tài)功 率范圍的高功耗指示部件的高工作負(fù)荷。一旦根據(jù)對(duì)象目標(biāo)指標(biāo)對(duì)全局設(shè)置進(jìn)行了排序，就選擇滿足功率 約束的最高全局設(shè)置。圖7至圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的熱管理方法。在圖7中，操作701確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)運(yùn)行所處環(huán)境的環(huán)境溫度。 所述環(huán)境溫度可在如圖2所示的各種位置測(cè)量，在所述位置處，溫度 測(cè)量不受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的熱的影響。然而，應(yīng)理解的是，計(jì)算系 統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的熱通常以對(duì)流方式影響溫度預(yù)測(cè)(例如，預(yù)測(cè)更高的溫 度)。操作703根據(jù)環(huán)境溫度確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的性能指標(biāo)設(shè)置(或 操作設(shè)置)。例如，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以基于環(huán)境溫度自動(dòng)選擇性能指標(biāo) 設(shè)置(或操作設(shè)置)，諸如CPU內(nèi)核電壓和頻率。為了得到更好的 性能，所述選擇可以進(jìn)一步基于其它參數(shù)，諸如計(jì)算機(jī)的當(dāng)前溫度、 在下一次更新前使用性能指標(biāo)設(shè)置(或操作設(shè)置)的時(shí)段的長(zhǎng)度等。例如，在圖8中，操作801確定數(shù)據(jù)系統(tǒng)內(nèi)的第一位置處的實(shí)際 溫度，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)內(nèi)的熱朝向所述第一位置消散。操作803確定數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)內(nèi)的第二位置處的實(shí)際溫度，在所述第二位置處，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)內(nèi)的功耗產(chǎn)生熱。操作805調(diào)整數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作設(shè)置以將 根據(jù)第 一和第二位置處的實(shí)際溫度預(yù)測(cè)的溫度保持在限制以下。在一 個(gè)實(shí)施例中，預(yù)測(cè)基于以下假設(shè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在將使用操作設(shè)置的 有限時(shí)段(例如小于系統(tǒng)的熱時(shí)間常數(shù)或可與系統(tǒng)的熱時(shí)間常數(shù)相比 的量級(jí))內(nèi)將具有最壞情況工作負(fù)荷。在一個(gè)實(shí)施例中，不同的操作 設(shè)置除了系統(tǒng)的性能以外不影響系統(tǒng)的功能。在圖9中，操作901在具有一組被抑制部件的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)工作 期間獲得時(shí)刻t的實(shí)際溫度。操作903根據(jù)處理的期望優(yōu)先級(jí)按優(yōu)先 級(jí)的降序?qū)σ种圃O(shè)置的不同組合進(jìn)行排序。操作905處理抑制設(shè)置的 一個(gè)組合.操作卯7確定在抑制設(shè)置的該組合下可從可能功耗產(chǎn)生的 一個(gè)或多個(gè)最大熱源。操作卯9基于所述一個(gè)或多個(gè)最大熱源、時(shí)刻 t的實(shí)際溫度和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的熱動(dòng)態(tài)屬性，預(yù)測(cè)在時(shí)刻t+A數(shù)據(jù)處 理系統(tǒng)內(nèi)的一位置處的溫度。如果操作911確定預(yù)測(cè)的溫度是不允許的，則操作913處理下一 個(gè)組合并且重復(fù)操作909直到預(yù)測(cè)的溫度是允許的。如果操作911確定預(yù)測(cè)的溫度是允許的，則操作915選擇該組合 以在時(shí)段A中使用。操作917根據(jù)所選擇的抑制設(shè)置的組合，在t和 t+A之間的時(shí)段內(nèi)對(duì)被抑制部件進(jìn)行抑制。在一個(gè)實(shí)施例中，總是存 在允許的設(shè)置。本發(fā)明的許多方法可以利用諸如傳統(tǒng)的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)字 處理系統(tǒng)執(zhí)行。也可以使用被設(shè)計(jì)或編程為僅執(zhí)行一個(gè)功能的專用計(jì) 算機(jī)。圖10示出了可以與本發(fā)明一起使用的典型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)示 例。要注意，盡管圖10示出了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各種部件，但并不是想 表示互連這些部件的任何具體架構(gòu)或方式，因?yàn)檫@種細(xì)節(jié)不與本發(fā)明 密切相關(guān)。還應(yīng)明白的是，具有更少部件或可能更多部件的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算 機(jī)和其它數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)也可以與本發(fā)明一起使用。圖10的計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)例如可以是蘋(píng)果的Macintosh計(jì)算機(jī)。如圖IO所示，作為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的一種形式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1001包括與微處理器1003、 ROM 1007、易失性RAM 1005和非易失性存 儲(chǔ)器1006連接的總線1002。微處理器1003例如可以是來(lái)自摩托羅拉 公司或IBM的G3、 G4或G5微處理器，微處理器1003與高速緩沖 存儲(chǔ)器1004連接，如圖10的示例所示?？偩€1002將這些不同的部 件互連在一起并且還將這些部件1003、 1007、 1005和1006與顯示控 制器和顯示設(shè)備1008互連以及與諸如輸入/輸出(I/O )設(shè)備的外圍設(shè) 備互連，所述輸入/輸出設(shè)備可以是鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡(luò)接 口、打印機(jī)、掃描儀、視頻攝像機(jī)和本領(lǐng)域公知的其它設(shè)備。通常， 輸入/輸出設(shè)備1010通過(guò)輸入/輸出控制器1009與系統(tǒng)連接。易失性 RAM 1005通常被實(shí)現(xiàn)為動(dòng)態(tài)RAM (DRAM)，它要求持續(xù)的電力 以刷新或保持存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)。非易失性存儲(chǔ)器1006典型地是磁硬 盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或磁光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或DVD RAM或其它類型的 存儲(chǔ)器系統(tǒng)，它們即使在去除來(lái)自系統(tǒng)的供電之后也能保持?jǐn)?shù)據(jù)。通 常，非易失性存儲(chǔ)器也可以隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，但是這不是必須的。雖 然圖10示出了非易失性存儲(chǔ)器是與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)內(nèi)的其余部件直接 相連的本地裝置，但是應(yīng)該明白，本發(fā)明可以使用遠(yuǎn)離該系統(tǒng)的非易 失性存儲(chǔ)器，諸如通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口 (諸如調(diào)制解調(diào)器或以太網(wǎng)接口 )與 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)裝置?？偩€1002可以包括通過(guò)本領(lǐng)域 公知的各種橋、控制器和/或適配器而彼此連接的一條或多條總線。在 一個(gè)實(shí)施例中，I/O控制器1009包括用于控制USB (通用串行總線) 外圍i殳備的USB適配器和/或用于控制IEEE-1394外圍i殳備的 IEEE-1394總線適配器。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，至少一些部件能夠被主動(dòng)抑制以用性 能交換功率利用率(例如，在不改變功能的情況下)。例如，微處理 器1003具有不同的內(nèi)核電壓和頻率設(shè)置。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)1001還包括與UO控制器1009 相連的溫度傳感器1011。溫度傳感器1011可以包括用于測(cè)量實(shí)際環(huán) 境溫度的一個(gè)或多個(gè)傳感器和用于測(cè)量系統(tǒng)的一部分的實(shí)際溫度的 一個(gè)或多個(gè)傳感器。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)1001還包括基于溫度預(yù)測(cè)來(lái)選 擇設(shè)置的微控制器(圖10中未示出)。另選的是，微處理器1003可 使用傳感器測(cè)量來(lái)定期選擇設(shè)置。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)1001還包括具有可調(diào)風(fēng)扇速度 的一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇(圖10中未示出)，所述風(fēng)扇速度能夠根據(jù)基于 傳感器測(cè)量的實(shí)時(shí)溫度預(yù)測(cè)被調(diào)整。從上面的描述可以明顯看出，本發(fā)明的各方面至少部分地可以以軟件實(shí)施。即，可以在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或其它數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)內(nèi)響應(yīng)于執(zhí)行 包含在存儲(chǔ)器(諸如ROM 1007、易失性RAM 1005、非易失性存儲(chǔ) 器1006、高速緩沖存儲(chǔ)器1004或其它存儲(chǔ)裝置或遠(yuǎn)程存儲(chǔ)裝置)內(nèi) 的指令序列的其處理器(諸如微處理器或微控制器)而實(shí)現(xiàn)所述技術(shù)。 在各實(shí)施例中，硬接線電路可以與軟件指令組合使用以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。 因此，所述技術(shù)既不限于硬件電路和軟件的任何具體組合，也不限于 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所執(zhí)行的指令的任何特定源。另外，在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中， 各種功能和操作被描述為由軟件代碼執(zhí)行或引起以簡(jiǎn)化描述。然而， 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這種表述的意思是諸如微處理器1003 或微控制器的處理器執(zhí)行代碼而得到的功能。機(jī)器可讀介質(zhì)可被用于存儲(chǔ)軟件和數(shù)據(jù)，當(dāng)所述軟件和數(shù)據(jù)被數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)會(huì)使系統(tǒng)執(zhí)行本發(fā)明的各種方法。該可執(zhí)行軟件和 數(shù)據(jù)可被存儲(chǔ)在例如包括如圖10所示的ROM 1007、易失性RAM 1005、非易失性存儲(chǔ)器1006和/或高速緩沖存儲(chǔ)器1004的各種地方。 該軟件和/或數(shù)據(jù)的一部分可被存儲(chǔ)在這些存儲(chǔ)裝置中的任一個(gè)內(nèi)。由此，機(jī)器可讀介質(zhì)包括以機(jī)器(例如，計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、個(gè) 人數(shù)字助理、制造工具、具有一組一個(gè)或多個(gè)處理器的任何裝置等) 可存取的形式提供(即存儲(chǔ)和/或傳輸)信息的任何機(jī)構(gòu)。例如，機(jī)器可讀介質(zhì)包括可記錄/不可記錄介質(zhì)(例如，只讀存儲(chǔ)器(ROM); 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM);磁盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)；光存儲(chǔ)介質(zhì)；閃存存儲(chǔ)器 裝置等)，以及電、光、聲或其它形式的傳播信號(hào)(例如載波、紅外 信號(hào)、數(shù)字信號(hào)等)等等。可利用專用硬件(例如，使用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列或?qū)Ｓ眉呻娐? 或共享電路(例如，在存儲(chǔ)在機(jī)器可讀介質(zhì)內(nèi)的程序指令的控制下的 微處理器或微控制器)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法。本發(fā)明的方法還可被實(shí)現(xiàn)為用于在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(諸如圖IO的系統(tǒng)IOOI)上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)指令。在上面的說(shuō)明書(shū)中，已經(jīng)參考本發(fā)明的具體示例性實(shí)施例描述了 本發(fā)明。明顯的是，在不脫離如所附權(quán)利要求書(shū)所闡述的本發(fā)明的更 寬的精神和范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改。因此，說(shuō)明書(shū) 和附圖應(yīng)被看作是例示意義的，而不是限制意義的。
權(quán)利要求
1、一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括第一傳感器，用于確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所處的環(huán)境的環(huán)境溫度；和與所述傳感器相連的控制器，用于根據(jù)所述環(huán)境溫度來(lái)控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括 第二傳感器，用于確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的部件的實(shí)際溫度； 其中控制器用于進(jìn)一步根據(jù)部件的實(shí)際溫度來(lái)控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，控制器基于對(duì)所述部件 的溫度的預(yù)測(cè)來(lái)控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作，對(duì)所述部件的溫度的預(yù)測(cè) 是環(huán)境溫度、部件的實(shí)際溫度和部件的當(dāng)前操作狀態(tài)的函數(shù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，控制器從一個(gè)或更多個(gè) 電壓設(shè)置以及一個(gè)或更多個(gè)頻率設(shè)置的組合中選擇一個(gè)組合，以控制 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作；并且部件的操作狀態(tài)包括電壓設(shè)置和頻率設(shè) 置。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，還包括電壓源，所述電壓源能夠從第一電壓轉(zhuǎn)換到第二電壓以在不重啟 或停止數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的情況下改變數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)置；和頻率源，所述頻率源能夠從第一頻率轉(zhuǎn)換到第二頻率以在不重啟 或停止數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的情況下改變數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器是微控制器 和微處理器之一。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，第二傳感器用于周期性 地確定部件的實(shí)際溫度，以便使控制器周期性地確定操作設(shè)置。
8、 一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括多個(gè)溫度傳感器，用于確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的多個(gè)實(shí)際溫度；和 與所述多個(gè)溫度傳感器相連的控制器，用于基于對(duì)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的溫度的預(yù)測(cè)來(lái)確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作設(shè)置，對(duì)所述部件的溫度的 預(yù)測(cè)是所述多個(gè)實(shí)際溫度和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作設(shè)置的函數(shù)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，對(duì)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的溫度 的預(yù)測(cè)基于的是從根據(jù)針對(duì)操作設(shè)置的最壞情況工作負(fù)荷的功耗產(chǎn) 生的熱。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)實(shí)際溫度包括 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的一個(gè)位置在第一時(shí)刻的實(shí)際溫度；溫度的預(yù)測(cè)是針 對(duì)同 一位置在第 一時(shí)刻之后的一時(shí)段上的溫度；并且操作設(shè)置被確定 為將預(yù)測(cè)溫度限制在閾值以下。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)實(shí)際溫度還 包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的、功耗產(chǎn)生的熱朝向其消散的位置的實(shí)際溫 度；所述時(shí)段比數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)短。
12、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器是微控制器 和微處理器之一；其中，所述所述操作設(shè)置用于中央處理單元(CPU)微處理器、 圖形處理單元(GPU)微處理器和總線中的至少一個(gè)。
13、 一種機(jī)器可讀介質(zhì)，包含可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序指令，這些指法，所述方法包括確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所處的環(huán)境的環(huán)境溫度；和 根據(jù)所述環(huán)境溫度來(lái)控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的介質(zhì)，其中，所述方法還包括 確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的部件的實(shí)際溫度； 其中進(jìn)一步根據(jù)部件的該溫度來(lái)控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的介質(zhì)，其中，所述控制包括 根據(jù)環(huán)境溫度和部件的實(shí)際溫度從多個(gè)操作設(shè)置中選擇一個(gè)操作設(shè)置。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的介質(zhì)，其中，所述多個(gè)操作設(shè)置包 括一個(gè)或更多個(gè)電壓以及一個(gè)或更多個(gè)頻率的組合。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的介質(zhì)，其中，所述控制還包括 根據(jù)所述多個(gè)操作設(shè)置中的所述一個(gè)，從第一電壓轉(zhuǎn)換到第二電壓；和根據(jù)所述多個(gè)操作設(shè)置中的所述一個(gè)，從第 一頻率轉(zhuǎn)換到第二頻率。
18、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的介質(zhì)，其中，所述多個(gè)操作設(shè)置中 的所述一個(gè)被選擇為將部件的預(yù)測(cè)溫度限制在閾值以下；其中，部件 的預(yù)測(cè)溫度是環(huán)境溫度、部件的實(shí)際溫度和操作設(shè)置的函數(shù)。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的介質(zhì)，其中，確定部件的實(shí)際溫度 的步驟被周期性地執(zhí)行，以周期性地執(zhí)行所述選擇。
20、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的介質(zhì)，其中，所述環(huán)境溫度引起對(duì) 該函數(shù)中部件的冷卻；并且所述操作設(shè)置引起對(duì)該函數(shù)中部件的加 熱。
21、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的介質(zhì)，其中，所述操作設(shè)置確定功 耗的上限；并且部件的預(yù)測(cè)溫度是基于功耗的該上限而預(yù)測(cè)的。
22、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的介質(zhì)，其中所述多個(gè)操作設(shè)置中的 所述一個(gè)包括用于所述部件的第一設(shè)置和用于另一個(gè)部件的第二設(shè) 置。
23、 一種機(jī)器可讀介質(zhì)，包含可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序指令，這些指法，所述方法包括確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的多個(gè)實(shí)際溫度；和根據(jù)預(yù)測(cè)溫度調(diào)整數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作設(shè)置，所述預(yù)測(cè)溫度是所 述多個(gè)實(shí)際溫度和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作設(shè)置的函數(shù)。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的介質(zhì)，其中，所述操作設(shè)置確定數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)的至少一部分的功耗的上限；并且預(yù)測(cè)溫度基于的是從根 據(jù)該上限的功耗產(chǎn)生的熱。
25、 根據(jù)權(quán)利要求24所述的介質(zhì)，其中，所述多個(gè)實(shí)際溫度包 括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的各位置在第 一時(shí)刻的實(shí)際溫度；預(yù)測(cè)溫度是針對(duì)同一位置在第一時(shí)刻之后的一時(shí)段上的溫度；并且操作設(shè)置被調(diào)整為 將預(yù)測(cè)溫度限制在閾值以下。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的介質(zhì)，其中，所述多個(gè)實(shí)際溫度還 包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的、功耗產(chǎn)生的熱朝向其消散的位置處的實(shí)際溫 度。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的介質(zhì)，其中，所述時(shí)段短于數(shù)據(jù)處 理系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的介質(zhì)，其中，所述方法還包括 針對(duì)確定了至少一個(gè)實(shí)際溫度之后的時(shí)段，確定熱源的功耗允許量，所述允許量的功耗將預(yù)測(cè)溫度限制在閾值以下； 其中，根據(jù)所述功耗允許量來(lái)調(diào)整操作設(shè)置。
29. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的介質(zhì)，其中，所述操作設(shè)置包括電 壓設(shè)置、頻率設(shè)置、旋轉(zhuǎn)速率設(shè)置和風(fēng)扇速度設(shè)置中的至少一個(gè)。
30. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的介質(zhì)，其中，所述操作設(shè)置用于數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)的中央處理單元(CPU)微處理器、圖形處理單元(GPU ) 微處理器、總線和盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中的至少一個(gè)。
31. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的介質(zhì)，其中，所述調(diào)整操作設(shè)置包括將電壓源從第一電壓調(diào)整到第二電壓；和 將頻率源從第一頻率調(diào)整到笫二頻率。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的介質(zhì)，其中，所述調(diào)整是在不停止 或重啟數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的情況下執(zhí)行的。
33. 一種控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的方法，所述方法包括 確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所處的環(huán)境的環(huán)境溫度；和 根據(jù)所述環(huán)境溫度來(lái)控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，還包括 確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的部件的實(shí)際溫度；其中，進(jìn)一步根據(jù)部件的該溫度來(lái)控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述控制包括根據(jù)環(huán)境溫度和部件的實(shí)際溫度從多個(gè)操作設(shè)置中選擇一個(gè)搮 作設(shè)置，其中所述多個(gè)操作設(shè)置包括一個(gè)或更多個(gè)電壓以及一個(gè)或更多個(gè)頻率的組合；根據(jù)所述多個(gè)操作設(shè)置中的所述一個(gè)，從第一電壓轉(zhuǎn)換到第二電 壓；以及根據(jù)所述多個(gè)操作設(shè)置中的所述一個(gè)，從第 一頻率轉(zhuǎn)換到第二頻率。
36、 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，所述多個(gè)操作設(shè)置中 的所述一個(gè)被選擇為將部件的預(yù)測(cè)溫度限制在閾值以下；其中，部件 的預(yù)測(cè)溫度是環(huán)境溫度、部件的實(shí)際溫度和操作設(shè)置的函數(shù)。
37、 根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中，確定部件的實(shí)際溫度 被周期性地執(zhí)行，以周期性地執(zhí)行所述選擇；所述環(huán)境溫度引起對(duì)該 函數(shù)中部件的冷卻；并且所述操作設(shè)置引起對(duì)該函數(shù)中部件的加熱。
38、 一種控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的方法，所述方法包括 針對(duì)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)確定多個(gè)實(shí)際溫度；和 根據(jù)預(yù)測(cè)溫度調(diào)整數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作設(shè)置，其中所述預(yù)測(cè)溫度是所述多個(gè)實(shí)際溫度和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作設(shè)置的函數(shù)。
39、 根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中，所述操作設(shè)置確定數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)的至少一部分的功耗的上限；預(yù)測(cè)溫度基于的是從根據(jù)該 上限的功耗產(chǎn)生的熱；所述多個(gè)實(shí)際溫度包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的一個(gè) 位置在笫一時(shí)刻的實(shí)際溫度；預(yù)測(cè)溫度是針對(duì)同一位置在第一時(shí)刻之 后的一時(shí)段上的溫度；并且操作設(shè)置被調(diào)整為將預(yù)測(cè)溫度限制在閾值 以下。
40、 根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，所述多個(gè)實(shí)際溫度還 包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的、功耗產(chǎn)生的熱朝向其消散的位置處的實(shí)際溫 度；并且所述時(shí)段比數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)短。
41、 根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中，所述調(diào)整是在不停止 或重啟數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的情況下執(zhí)行的。
42、 一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括用于確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所處的環(huán)境的環(huán)境溫度的裝置；和 用于根據(jù)所述環(huán)境溫度來(lái)控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作的裝置。
43、 根據(jù)權(quán)利要求42所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，還包括 用于確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的部件的實(shí)際溫度的裝置； 其中，進(jìn)一步根據(jù)部件的該溫度來(lái)控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
44、 根據(jù)權(quán)利要求43所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中，所述用于控 制的裝置包括用于根據(jù)環(huán)境溫度和部件的實(shí)際溫度從多個(gè)操作設(shè)置中選擇一 個(gè)操作設(shè)置的裝置，其中所述多個(gè)操作設(shè)置包括一個(gè)或更多個(gè)電壓以 及一個(gè)或更多個(gè)頻率的組合；用于根據(jù)所述多個(gè)操作設(shè)置中的所述一個(gè)從第一電壓轉(zhuǎn)換到第 二電壓的裝置；和用于根據(jù)所述多個(gè)操作設(shè)置中的所述一個(gè)從第 一頻率轉(zhuǎn)換到第 二頻率的裝置。
45、 根據(jù)權(quán)利要求44所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)操 作設(shè)置中的所述一個(gè)被選擇為將部件的預(yù)測(cè)溫度限制在閾值以下；其 中，部件的預(yù)測(cè)溫度是環(huán)境溫度、部件的實(shí)際溫度和操作設(shè)置的函數(shù)。
46、 一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括 用于確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的多個(gè)實(shí)際溫度的裝置；和 用于根據(jù)預(yù)測(cè)溫度來(lái)調(diào)整數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作設(shè)置的裝置，所述預(yù)測(cè)溫度是所述多個(gè)實(shí)際溫度和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作設(shè)置的函數(shù)。
47、 根據(jù)權(quán)利要求46所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中，所述操作設(shè) 置確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的至少一部分的功耗的上限；預(yù)測(cè)溫度基于的是 從根據(jù)該上限的功耗產(chǎn)生的熱；所述多個(gè)實(shí)際溫度包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 中的一個(gè)位置在第一時(shí)刻的實(shí)際溫度；預(yù)測(cè)溫度是針對(duì)同一位置在第 一時(shí)刻之后的一時(shí)段上的溫度；并且操作設(shè)置被調(diào)整為將預(yù)測(cè)溫度限 制在閾值以下。
48、 根據(jù)權(quán)利要求47所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)實(shí) 際溫度還包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的、功耗產(chǎn)生的熱朝向其消散的位置處的實(shí)際溫度；并且所述時(shí)段比數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)短。
49、 根據(jù)權(quán)利要求46所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中，所述用于調(diào) 整的裝置在不停止或重啟數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的情況下進(jìn)行調(diào)整。
50、 一種操作數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的方法，所述方法包括 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的在一未來(lái)時(shí)刻的操作溫度；和至少部分基于所預(yù)測(cè)的操作溫度，設(shè)置數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的至少 一個(gè) 部件的操作設(shè)置。
51、 根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其中，所述操作設(shè)置是針對(duì) 直到所述未來(lái)時(shí)刻的時(shí)段而設(shè)置的；并且所述預(yù)測(cè)和所述設(shè)置是以周 期，It方式執(zhí)行的。
52、 根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中，所述操作溫度是基于 至少一個(gè)當(dāng)前溫度的測(cè)量而預(yù)測(cè)的。
53、 根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法，其中，所述至少一個(gè)當(dāng)前溫 度包括環(huán)境溫度；和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的部件的溫度。
54、 一種機(jī)器可讀介質(zhì)，包含可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序指令，這些指法，所述方法包括預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的在一未來(lái)時(shí)刻的操作溫度；和至少部分基于所預(yù)測(cè)的操作溫度，設(shè)置數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的至少一個(gè) 部件的操作設(shè)置。
55、 根據(jù)權(quán)利要求54所述的介質(zhì)，其中，所述操作設(shè)置用于直 到所述未來(lái)時(shí)刻的時(shí)段；并且所述時(shí)段為不大于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的熱時(shí) 間常數(shù)的量級(jí)。
56、 根據(jù)權(quán)利要求54所述的介質(zhì)，其中，所述操作溫度是基于 當(dāng)前環(huán)境溫度的測(cè)量和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的部件的當(dāng)前溫度的測(cè)量而預(yù) 測(cè)的。
57、 根據(jù)權(quán)利要求54所述的介質(zhì)，其中，所述操作設(shè)置被設(shè)置 為將操作溫度限制在溫度閾值以下。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于動(dòng)態(tài)熱控制的方法和設(shè)備。提供了用于動(dòng)態(tài)預(yù)算功率利用率以控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)內(nèi)的溫度的方法和設(shè)備。在一個(gè)方面中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括第一傳感器(201、203)，用于確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所處的環(huán)境的環(huán)境溫度；和與傳感器(201、203)相連的控制器(例如微控制器或微處理器)，用于根據(jù)所述環(huán)境溫度來(lái)控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作。在一個(gè)示例中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還包括用于確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的部件的實(shí)際溫度的第二傳感器。在一個(gè)示例中，控制器與溫度傳感器相連以便基于對(duì)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的溫度的預(yù)測(cè)來(lái)確定數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作設(shè)置，所述溫度的預(yù)測(cè)是多個(gè)實(shí)際溫度和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作設(shè)置的函數(shù)。
文檔編號(hào)G06F1/20GK101283323SQ200680037616
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2006年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月25日
發(fā)明者D·G·康羅伊, K·A·考克斯, M·卡伯特 申請(qǐng)人:蘋(píng)果公司