降低計算機系統耗能的方法、控制裝置、及計算機系統制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種降低計算機系統耗能的方法，其中當中央處理器要求與外圍設備進行數據傳輸時，該中央處理器預先將關于該數據傳輸的數據傳輸描述參數儲存于存儲器中，而外圍設備控制器依據該數據傳輸描述參數處理該中央處理器與該外圍設備間的數據傳輸，該方法包括下列步驟：使該外圍設備控制器依據存取頻率自該存儲器讀取該數據傳輸描述參數；記錄是否讀取的該數據傳輸描述參數進行數據傳輸；以及依據該記錄結果來調整該存取頻率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是有關于降低計算機系統耗能的方法，特別是有關于通過調整中 央處理器的工作狀態來降低計算機系統耗能的方法。
技術介紹
目前的計算機系統，會依據其本身的工作狀態而自動更動中央處理器(Central Processing Unit, CPU)的耗能狀態。當系統的工作量減低時，系 統會調降中央處理器的耗能狀態，使中央處理器的耗能減少，從而節省能源。 減少中央處理器耗能的方法很多，例如降低處理器的工作頻率、降低處理器 的工作電壓等等，皆可使處理器的耗能降低。而當系統的工作量增加時，系 統會調升中央處理器的耗能狀態，使中央處理器的耗能增加，從而使處理器 能處理更多的工作。舉侈ll來it， 「高纟及酉己置與電源才妄o J (Advanced Configuration and Power Interface, ACPI)規格為目前的計算機系統均需符合的規格。于ACPI標準中， 中央處理器的耗能狀態被劃分為C0、 Cl、 C2、 C3、 C4等4個狀態。其中CO 為耗能最多的工作(Active)狀態，Cl為耗能較少的暫停(Halt)狀態，C2為耗 能更少的停止狀態，C3為耗能再減少的睡眠(Sleep)狀態，而C4為耗能最少 的深度睡眠(Deep Sleep)狀態。計算機系統必須依據其本身的工作狀態而自動更動中央處理器的耗能狀態。圖1為符合ACPI標準的調整中央處理器的狀態轉換圖。每隔一段時間， 計算機的操作系統(Operating System, OS)的程序會持續評估中央處理器的 工作狀態，以決定是否調升或調降處理器的耗能狀態。在一個實施例中，是 由計算機的基本輸入輸出系統(Basic Input and Output System, BIOS)的程 序來持續評估中央處理器的工作狀態，以決定是否調升或調降處理器的耗能 狀態。外圍裝置一般是經由控制裝置與中央處理器相連。以通用序列總線(Universal Serial Bus, USB)裝置為例，通用序列總線裝置是通過控制裝置 連接至中央處理器。控制裝置中包含USB控制器，處理USB裝置與中央處理 器間的數據傳輸。當中央處理器要求與USB裝置進行數據傳輸時，不會直接 與USB裝置溝通，而是先將關于該數據傳輸交易的數據傳輸描述參數 (descriptor)儲存于與控制裝置相連的存儲器中，之后再由USB控制器存取 該數據傳輸描述參數，以得知中央處理器要求哪種方式的數據傳輸。接著USB 控制器再依據數據傳輸描述參數處理USB裝置與中央處理器間的數據傳輸。因此，USB控制器必須每隔一段固定時間對存儲器進行存取，以得知中 央處理器是否發出了數據傳輸描述參數而要求新的數據傳輸。并且USB控制 器存取數據傳輸描述參數的頻率不能太低，否則會造成數據傳輸的延遲。然 而，正由于USB控制器以高頻存取存儲器的操作，使得計算機系統即使在閑 置(idle)狀態，控制裝置還是頻頻操作。因而，造成只要有USB裝置連接至 計算機系統，中央處理器便很難進入睡眠狀態或深度睡眠狀態的現象，因此 中央處理器的耗能也無法降低。由此可以看出，當有外圍設備與中央處理器 相連時，無論是否有進行數據讀取的操作，中央處理器都處于較高的耗能狀 態，這對系統耗能的節省是一個很大的缺陷。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種降低計算機系統耗能的方法，以 解決已知技術存在的問題。于一實施例中，當中央處理器要求與外圍設備進 行數據傳輸時，該中央處理器預先將關于該數據傳輸的數據傳輸描述參數 (descriptor)儲存于存儲器中，而外圍設備控制器依據該數據傳輸描述參數 處理該中央處理器與該外圍設備間的數據傳輸，該方法包括下列步驟使該 外圍設備控制器依據存取頻率自該存儲器讀取該數據傳輸描述參數；記錄是 否讀取的該數據傳輸描述參數進行數據傳輸；以及依據該記錄結果來調整該 存取頻率。本專利技術還提供一種控制裝置，設置于計算機系統，耦接于中央處理器 (Central Processing Unit, CPU)、存儲器、以及外圍設備之間，其中當該 中央處理器需要與該外圍設備進行數據傳輸時會預先將關于該數據傳輸的數 據傳輸描述參數(descriptor)儲存于該存儲器中，該控制裝置包括外圍設 備控制器，耦接至該存儲器、以及該外圍設備，該控制器用于依據存取頻率自該存儲器讀取該數據傳輸描述參數，并記錄是否讀取的該數據傳輸描述參數進行數據傳輸，以及依據該記錄結果來調整該存取頻率；以及處理器總線控制器，耦接至該中央處理器，控制來往于該中央處理器的數據傳輸。本專利技術還提供一種計算機系統。于一實施例中，該計算機系統包括存 儲器；外圍設備；中央處理器(Central Processing Unit, CPU),當需要與 該外圍設備進行數據傳輸時，預先將關于該數據傳輸的數據傳輸描述參數 (descriptor)儲存于該存儲器中；以及外圍設備控制器，耦接至該存儲器、 以及該外圍設備，該控制器用于依據存取頻率自該存儲器讀取該數據傳輸描 述參數，并記錄是否讀取的該數據傳輸描述參數進行數據傳輸，以及依據該 記錄結果來調整該存取頻率。為了讓本專利技術的上述和其它目的、特征、和優點能更明顯易懂，下文特 舉數較佳實施例，并配合所附圖示，作詳細說明如下。附圖說明圖1為符合ACPI標準的調整中央處理器的狀態轉換圖；圖2為依據本專利技術的可降低中央處理器的耗能的計算機系統的區塊圖；以及圖3為依據本專利技術降低計算機系統耗能的方法的流程圖。圖4為依據本專利技術降低計算機系統耗能的方法的一具體實施例的流程圖。具體實施方式圖2為依據本專利技術的可降低中央處理器的耗能的計算機系統200的區塊 圖。計算機系統20。包括中央處理器(Central Processing Unit, CPU) 202、 控制裝置204、存儲器208、以及外圍設備206。中央處理器202負責處理計 算機系統200的運算，運算數據則儲存于存儲器208。控制裝置204耦接于 中央處理器202、存儲器208與外圍設備206之間，用以處理三者間的數據 交換。外圍設備206經由外圍設備控制器耦接至控制裝置204。該外圍設備 206可以為SATA硬盤、USB設備、NAND閃存、iSCSI虛擬磁盤以及IEEE 1394 等。于一實施例中，存儲器208為動態隨機存取存儲器(Dynamic Random Access Memory, DRAM)。控制裝置204包含處理器總線控制器212、存儲器總線控制器208、外圍 設備控制器216、以及數據傳輸控制器214。處理器總線控制器212耦接至中 央處理器202,用以處理來往于中央處理器202的數據傳輸。存儲器總線控 制器218耦接至存儲器208,用以處理來往于存儲器208的數據傳輸。外圍 設備控制器216耦接至外圍設備206,用以處理來往于外圍設備206的數據 傳輸。數據傳輸控制器214耦接于處理器總線控制器212、存儲器總線控制 器218、以及外圍設備控制器216之間，用以交換中央處理器202、存儲器 208、以及外圍設備206間傳輸的數據。在一實施例中，計算機系統200尚包括操作系統(Operating System)程 序碼，該操作系統于計算機系統200開機后便自動加載中央本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種降低計算機系統耗能的方法，其中當中央處理器要求與外圍設備進行數據傳輸時，該中央處理器預先將關于該數據傳輸的數據傳輸描述參數儲存于存儲器中，而外圍設備控制器依據該數據傳輸描述參數處理該中央處理器與該外圍設備間的數據傳輸，該方法包括下列步驟：　　　　使該外圍設備控制器依據存取頻率自該存儲器讀取該數據傳輸描述參數；　　　　記錄是否讀取的該數據傳輸描述參數進行數據傳輸；以及　　　　依據該記錄結果來調整該存取頻率。

【技術特征摘要】
US 2007-8-24 60/957,7151.一種降低計算機系統耗能的方法，其中當中央處理器要求與外圍設備進行數據傳輸時，該中央處理器預先將關于該數據傳輸的數據傳輸描述參數儲存于存儲器中，而外圍設備控制器依據該數據傳輸描述參數處理該中央處理器與該外圍設備間的數據傳輸，該方法包括下列步驟使該外圍設備控制器依據存取頻率自該存儲器讀取該數據傳輸描述參數；記錄是否讀取的該數據傳輸描述參數進行數據傳輸；以及依據該記錄結果來調整該存取頻率。2. 根據權利要求1所述的降低計算機系統耗能的方法，其中該記錄步驟 和該存取頻率的調整步驟包括每當讀取的該數據傳輸描述參數未要求進行數據傳輸時，將閑置次數加每當讀取的該數據傳輸描述參數要求進行數據傳輸時，將該閑置次數清 除為零；當進行數據傳輸時，設定該存取頻率為正常頻率；以及 當由該記錄結果判定在界限值內未進行數據傳輸時，降低該存取頻率為 低于該正常頻率的較低頻率，其中，該界限值為該閑置次數的界限值。3. 根據權利要求1所述的降低計算機系統耗能的方法，其中該記錄步驟 和該存取頻率的調整步驟包括記錄讀取的該數據傳輸描述參數未要求進行數據傳輸的時間值； 當進行數據傳輸時，設定該存取頻率為正常頻率；以及 當由該記錄結果判定在界限值內未進行數據傳輸時，降低該存取頻率為 低于該正常頻率的較低頻率，其中，該界限值為該時間值的界限值。4. 根據權利要求1所述的降低計算機系統耗能的方法，其中該記錄步驟 和該存取頻率的調整步驟包括預先設定空閑參數為常量，每當讀取的該數據傳輸描述參數未要求進行 數據傳輸時，將該空閑參數減一；每當讀取的該數據傳輸描述參數要求進行數據傳輸時，將該空閑參數重 新設定為該常量；當進行數據傳輸時，設定該存取頻率為正常頻率；以及當由該記錄結果判定在界限值內未進行數據傳輸時，降低該存取頻率為 低于該正常頻率的較低頻率，其中，該界限值為該空閑參數的界限值。5. 根據權利要求1所述的降低計算機系統耗能的方法，其中該方法還包 括下列步驟評估該計算機系統的工作狀態；當該計算機系統的工作狀態下降時，降低該中央處理器的耗電量；以及 當該計算機系統的工作狀態上升時，提升該中央處理器的耗電量。6. —種控制裝置，設置于計算機系統，耦接于中央處理器、存儲器、以 及外圍設備之間，其中當該中央處理器需要與該外圍設備進行數據傳輸時會 預先將關于該數據傳輸的數據傳輸描述參數儲存于該存儲器中，該控制裝置 包括外圍設備控制器，耦接至該存儲器、以及該外圍設備，該控制器用于依 據存取頻率自該存儲器讀取該...

【專利技術屬性】
技術研發人員：龐珊娜，惠志強，吳青晃，黃正維，
申請(專利權)人：威盛電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：71[中國|臺灣]