專利名稱：用于自適應(yīng)功率消耗的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及功率管理，更具體地，涉及通過動態(tài)適配處理器的時鐘速度來減小便攜設(shè)備的功率消耗以提高電池壽命的方法和裝置。
背景技術(shù)：
便攜式電子設(shè)備倚靠電池來提供設(shè)備運(yùn)行所必需的功率。使用便攜設(shè)備的消費(fèi)者希望能在必須對電池充電之間的期間更長時間地使用這些設(shè)備。因此，不斷努力提高電池性能和以更節(jié)能的方式進(jìn)行運(yùn)行，盡管這些設(shè)備執(zhí)行的用途變得更復(fù)雜，并且在某些情況下需要更多的功率。
中央處理器(CPU)一般是便攜式計算設(shè)備的最大功率消耗者。但是，對于執(zhí)行的各種應(yīng)用，CPU的功率消耗一般不能被改變。因此，對于這些設(shè)備的微處理器的功率消耗，存在適合于所有途徑的一種尺寸，盡管某些用途僅需要一部分CPU功率。例如當(dāng)在具有數(shù)字視頻盤(DVD)播放器的便攜式計算機(jī)上看電影時，CPU的運(yùn)行時鐘速度中僅有最高約20％的時鐘速度是必需的。盡管有一些嘗試來減小微處理器的功率消耗，但是，沒有一種可以基于預(yù)定的應(yīng)用需求來調(diào)節(jié)功率消耗。此外，當(dāng)操作系統(tǒng)置于空閑狀態(tài)時，CPU時鐘頻率不變。所以，CPU的功率消耗保持不必要地高。
結(jié)果，需要解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，以提供用于減小微處理器如CPU的功率消耗，其中CPU消耗的功率基于所執(zhí)行的用途。

發(fā)明內(nèi)容
一般來說，通過提供一種用于減小微處理器的功率消耗地方法和裝置滿足了這些需要。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以用多種方式實施，包括作為一種方法，一種系統(tǒng)或一種設(shè)備。以下描述本發(fā)明的若干創(chuàng)造性實施方案。
在本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于應(yīng)用要求適配微處理器功率消耗的方法。該方法基于當(dāng)前的處理操作開始確定應(yīng)用需求。然后，確定該應(yīng)用需求相關(guān)的時間間隔。然后，確定該應(yīng)用需求的非必要功率消耗功能。然后，對于該時間間隔減小非必要功率消耗的時鐘頻率。在一個實施方案中，到非必要功率消耗功能的功率被停止。在另一個實施方案中，對于該時間間隔的至少一部分，調(diào)節(jié)微處理器的時鐘頻率。
在本發(fā)明的另一個方面，提供用于適配微處理器處理功率的方法。該方法開始時追蹤一時間間隔的負(fù)載水平。然后，監(jiān)視該時間間隔期間的空閑時間。然后，確定足以提供用于所述負(fù)載水平的功率的微處理器最大處理功率的百分比。然后，將微處理器的處理功率調(diào)節(jié)到所確定的百分比。在一個實施方案中，追蹤多個負(fù)載水平。在另一個實施方案中，該多個負(fù)載水平被與運(yùn)動圖像專家組(MPEG)標(biāo)準(zhǔn)的幀(frame)相關(guān)聯(lián)。
在本發(fā)明的另一個方面，提供用于適配計算機(jī)系統(tǒng)功率消耗的程序接口。該程序接口包括調(diào)節(jié)微處理器時鐘頻率的接口。該接口能夠根據(jù)所確定的處理負(fù)載水平調(diào)節(jié)時鐘頻率，其中，時鐘頻率的調(diào)節(jié)被定義為隨時間而變化的函數(shù)。在一個實施方案中，該程序接口包括調(diào)節(jié)微處理器電壓的接口。在該實施方案中，該接口能夠根據(jù)所確定的負(fù)載水平調(diào)節(jié)電壓，其中電壓的調(diào)節(jié)被定義為隨時間而變化。
在本發(fā)明的仍然另一個方面，提供了用于適配計算機(jī)系統(tǒng)功率消耗的處理器指令。該處理器指令包括計算機(jī)代碼，該代碼配置用于引發(fā)微處理器時鐘頻率的調(diào)節(jié)。該計算機(jī)代碼能夠根據(jù)所確定的處理負(fù)載水平調(diào)節(jié)時鐘頻率，其中時鐘頻率的調(diào)節(jié)被定義為隨時間而變化。在一個實施方案中，處理器指令包括計算機(jī)代碼，該代碼配置用于引發(fā)微處理器電壓的調(diào)節(jié)。在該實施方案中，計算機(jī)代碼能夠根據(jù)所確定的處理負(fù)載水平調(diào)節(jié)電壓，其中電壓的調(diào)節(jié)被定義為隨時間而變化。
在本發(fā)明的另一個方面，提供了處理器裝置。該處理器裝置包括指令解碼器，其配置用于識別向控制寄存器寫值的指令。該控制寄存器影響用來鐘控處理器裝置的時鐘頻率。在一個實施方案中，處理器裝置包括指令解碼器，其配置用來識別向控制寄存器寫值的指令。在該實施方案中，控制寄存器影響用來為處理器裝置提供功率的電壓源。
由利用實施例來說明本發(fā)明原理的以下詳細(xì)描述，結(jié)合附圖，本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點將變得顯而易見。


由以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明將容易理解，相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識相同的結(jié)構(gòu)單元。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，能夠基于應(yīng)用需求調(diào)整功率消耗的具有微處理器的系統(tǒng)的高級示意圖。
圖2是圖1的系統(tǒng)的簡化示意圖，提供了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的微處理器功率調(diào)節(jié)接口的更詳細(xì)描述。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案配置用于調(diào)節(jié)微處理器功率消耗的接口的簡化示意圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的顯示運(yùn)動圖像專家組(MPEG)標(biāo)準(zhǔn)的不同幀的表，其中在每個幀之間的時間間隔與微處理器接納的頻率相關(guān)聯(lián)。
圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案，基于應(yīng)用要求適配微處理器功率消耗的運(yùn)行方法的流程圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，對于負(fù)載水平調(diào)節(jié)微處理器處理功率的運(yùn)行方法流程圖。
具體實施例方式
描述了基于應(yīng)用要求適配微處理器功率消耗的裝置和方法的發(fā)明。但是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可以實施本發(fā)明而不需要這些具體細(xì)節(jié)的一些或全部。在其它情況下，為了不會不必要地使本發(fā)明不清楚，沒有詳細(xì)描述公知的過程操作。
本發(fā)明的實施方案提供一種方法和裝置，其通過基于應(yīng)用需求預(yù)測負(fù)載水平來使微處理器的功率消耗最小化。在一個實施方案中，通過應(yīng)用水平獲取的預(yù)測知識，這基于當(dāng)前執(zhí)行的過程操作，確定即將到來的時間周期必需的負(fù)載水平，應(yīng)當(dāng)理解，該應(yīng)用使用修改時鐘速度或供給微處理器的電壓所產(chǎn)生的預(yù)測知識，而不是基于過去性能的調(diào)整。在一個實施方案中，通過在微處理器與應(yīng)用水平之間的反饋回路，能夠進(jìn)行本文所述的前瞻性方法。預(yù)測知識可以用來啟動所選擇的功能或微處理器內(nèi)的域(domain)，使它們的時鐘頻率設(shè)定為零。另外，基于一時間間隔上所需的負(fù)載，通過設(shè)定時鐘頻率和/或電壓，可以調(diào)高或調(diào)低微處理器速度。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，基于應(yīng)用需求具有啟動調(diào)節(jié)功率消耗的微處理器的系統(tǒng)的高級示意圖。裝置100包括中央處理器(CPU)102、存儲器110和圖形處理器(GPU)106，其各自與支持芯片組108(例如Northbridge和Southbridge芯片)相聯(lián)系。正如所公知的，芯片組108控制與存儲器110、外設(shè)部件互連(PCI)總線、二級緩存、和所有加速圖形端口(AGP)活動的交互。所以，芯片組108通過AGP總線耦合到圖形卡118。在一個實施方案中，Northbridge芯片組108還可以包括作為集成圖形處理器(IGP)的功能。在其他實施方案中，芯片組108可以并入CPU102和/或GPU106中。CPU102包括控制寄存器114，其響應(yīng)控制CPU時鐘速度的指令。還包括基本輸入/輸出系統(tǒng)(BIOS)112。
仍然參見圖1，功率調(diào)節(jié)接口104a和104b分別與CPU102和GPU106相聯(lián)系。應(yīng)當(dāng)理解，GPU106還包括響應(yīng)控制GPU的時鐘速度的指令的控制寄存器。在一個實施方案中，功率調(diào)節(jié)接口104a和104b是應(yīng)用程序接口(API)。在另一個實施方案中，功率調(diào)節(jié)接口104a和104b是操作系統(tǒng)(OS)接口。在仍然另一個實施方案中，功率調(diào)節(jié)接口104a和104b是新的處理器指令，其配置用來設(shè)定處理器的時鐘頻率。因此，本發(fā)明所述的接口包括針對要執(zhí)行的應(yīng)用的異常分支(hook)，因為該應(yīng)用提供確定CPU性能的未來需求的措施。反過來，對于與預(yù)定應(yīng)用需求相關(guān)的特定時間間隔，可以調(diào)整CPU的電壓和時鐘速度。對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，盡管這里使用CPU作為例子，但是本文所述的實施方案適用于任何合適的處理器。
圖2是圖1的系統(tǒng)的示意圖，其提供了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的處理器的功率調(diào)節(jié)接口的更詳細(xì)描述。這里，裝置100包括與CPU102、GPU106和存儲器110相連的芯片組108。還包括BIOS112。功率調(diào)節(jié)接口104a包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)116和軟件應(yīng)用程序接口(API)118。應(yīng)用程序120與API118相連，因此未來的應(yīng)用需求可以連通到API118，其又向EEPROM116中的軟件提供應(yīng)用需求。因此，通過向控制CPU時鐘速度的控制寄存器114寫數(shù)據(jù)，在EEPEOM116中的軟件可以設(shè)定CPU102的頻率。在一個實施方案中，功率調(diào)節(jié)接口104a和104b分別控制供給到CPU102和GPU106的電壓。在另一個實施方案中，功率調(diào)節(jié)接口104b可以包括與功率調(diào)節(jié)接口104a相同的元件。應(yīng)當(dāng)理解，如關(guān)于圖3更詳細(xì)討論的，功率調(diào)節(jié)接口104a和104b可以不同地配置。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會清楚的是，圖1和2的設(shè)備100可以是具有微處理器的任何合適的電子設(shè)備。例如，設(shè)備100可以是便攜式設(shè)備，如便攜式計算機(jī)、蜂窩電話、個人數(shù)字助手等。盡管本文所公開的自適應(yīng)功率消耗性質(zhì)延長了便攜式電子設(shè)備的電池壽命，但是本發(fā)明不限于便攜式電子設(shè)備。例如，設(shè)備100可以與臺式計算機(jī)相關(guān)。盡管電池壽命對于臺式系統(tǒng)不是問題，但是本文所公開的實施方案將會節(jié)能。另外，功率調(diào)節(jié)接口104可以與任何合適的處理器，包括CPU、GPU、網(wǎng)絡(luò)處理器(NPU)、儲存處理器(SPU)等相關(guān)聯(lián)。各種處理器描述于2002年5月13日提交的題為“Method and Apparatus For providing An integratedNetwork ofprocessors(提供處理器集成網(wǎng)絡(luò)的方法和裝置)”的美國專利申請中，系列號為10/144,658，其并入本文作為參考。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，配置用來適配微處理器功率消耗的接口的示意圖。微處理器122包括控制寄存器124，在控制寄存器中設(shè)定時鐘頻率。接口126與微處理器122相聯(lián)系。更具體地，配置接口126向控制寄存器124寫入，以適配微處理器122的功率消耗。在接口126與應(yīng)用120之間的連接提供將微處理器122適配于負(fù)載水平所必需的反饋。在一個實施方案中，應(yīng)用120與驅(qū)動器和/或應(yīng)用程序接口(API)形式的接口126相聯(lián)系。在另一個實施方案中，通過包含在微處理器122內(nèi)的指令解碼器對提供數(shù)據(jù)到控制寄存器的指令進(jìn)行解碼。配置指令解碼器來識別向控制寄存器124寫值的特定指令。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，在一個實施方案中，所述指令可以是特權(quán)指令。應(yīng)當(dāng)理解，對于每個水平的應(yīng)用需求，前瞻性應(yīng)用需求的反饋可以允許該功率即時鐘頻率表現(xiàn)為“準(zhǔn)時(just in time)”供應(yīng)功率或時鐘頻率。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，接口126可以是API形式的，如參考圖2所討論的，或者是操作系統(tǒng)接口。例如，操作系統(tǒng)接口可以在操作系統(tǒng)(OS)處于空閑模式時將微處理器122置于低功率狀態(tài)。由接口126提供的應(yīng)用特定調(diào)節(jié)可以將微處理器122置于低功率模式，但是，微處理器足夠快地被使能返回至高功率模式而不會引起任何延遲。也就是說，對于低功率模式之后的較高功率要求，微處理器醒來，因此不產(chǎn)生延遲。當(dāng)接口126是API時，可以通過頻率圖或表格規(guī)定的頻率提供一個指定的時間周期的時鐘速度，即頻率。在一個實施方案中，API處于ring3級，其可以調(diào)用ring0驅(qū)動。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，所提供的表或圖形有助于消除由模式切換導(dǎo)致的任何額外開銷(overhead)。在一個實施方案中，接口126是用于適配微處理器122的功率水平或時鐘頻率的一組指令。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，顯示運(yùn)動圖像專家組(MPEG)標(biāo)準(zhǔn)的不同幀的表，這里在每個幀之間的時間間隔與微處理器供給的頻率相關(guān)。對于在具有該實施方案的便攜式計算機(jī)上的數(shù)字視頻盤(DVD)回放，可以實現(xiàn)明顯的節(jié)能。如公知的，MPEG壓縮技術(shù)包括三種類型的幀，內(nèi)(I)幀、預(yù)測(P)幀和雙向(B)幀。這里，可以監(jiān)視在解碼期間的內(nèi)幀負(fù)載，來適配每幀的功率消耗。用MPEG標(biāo)準(zhǔn)，每幀所要求的處理功率在三種(I、P和B)幀類型之間急劇變化。也就是說，在使用基于GPU的MPEG解碼加速器時，雙向幀的負(fù)載明顯小于內(nèi)幀的負(fù)載。通常，對于在CPU上作任何事的情形，該負(fù)載是相反的。因此，對于雙向幀，微處理器可以減速，而對于內(nèi)幀，微處理器可以恢復(fù)升高。
在一個實施方案中，圖4的表可以通過圖2和3的接口提供。行130包含頻率(fI、FP和fB)，微處理器在這些頻率分別對I、P和B幀運(yùn)行。列132表示運(yùn)行每幀的特定頻率的時間周期。例如，時間周期x0至xn對應(yīng)于連續(xù)的I幀0-n。對于與P幀和B幀相關(guān)的時間周期這是成立的。另外，除了對每個連續(xù)的幀具有多個時間周期以外，單一的時間周期可以應(yīng)用于每個幀類型。例如，表128由其中一個時間周期與每個幀類型相關(guān)的行134組成。對特定視頻接口126可以用來設(shè)定表128的值一次，或者周期性更新所述值。周期性更新表128的值可以引起改變解碼時間周期。例如，通過使用預(yù)測濾波器(即基于過去值產(chǎn)生將來值的估計的濾波器)，可以設(shè)定解碼時間周期。如數(shù)字信號處理領(lǐng)域中已知的。
仍然參考圖4，一旦視頻幀被解碼，微處理器可以進(jìn)入睡眠模式，此時僅提供足夠的功率來保持時間。例如，在使用目前可得到的基于GPU的MPEG解碼加速器時，解碼與MPEG標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的視頻幀的時間約為3毫秒。典型的顯示速度為每秒24幀，轉(zhuǎn)換成顯示每幀42毫秒。所以，如通過接口所指示的，在幀之間，微處理器可以進(jìn)入睡眠模式39毫秒。在便攜式計算機(jī)上看電影期間，節(jié)能累加到顯著的水平。在一個實施方案中，微處理器在1毫秒內(nèi)從睡眠模式轉(zhuǎn)變出來。因此，探試可以通過該接口提供，以便基于每幀的空閑時間百分比來關(guān)小CPU和GPU。此外，在DVD回放操作過程中，GPU可以關(guān)閉不用的硬件組件。例如，當(dāng)便攜式計算機(jī)以全屏模式操作時，不需要二維或三維圖形管線。因此，可以配置該接口來關(guān)閉不需要的硬件組件。應(yīng)當(dāng)理解，關(guān)于DVD回放應(yīng)用的接口實例是用于舉例說明目的的，并不意味著是限制性的，因為所述接口可以配制用于適配任何合適應(yīng)用的微處理器的功率。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，基于應(yīng)用要求適配微處理器功率消耗的方法操作的流程圖。該方法開始于確定應(yīng)用需求的操作140。這里，應(yīng)用需求基于當(dāng)前的處理操作。例如，處理操作可以是影片的DVD回放、計算機(jī)程序、視頻編輯、文字處理等。
該方法然后進(jìn)行到操作142，在該操作中確定與所述應(yīng)用需求相關(guān)的時間間隔。該時間間隔是某些應(yīng)用需求需要的時間周期，例如在影片的DVD回放的幀之間中的時間周期。該方法然后進(jìn)行到操作144，這里確定非必要功率消耗功能。例如，如果計算機(jī)僅僅進(jìn)行不需要任何三維處理的DVD回放，則可以關(guān)閉三維管線。該方法然后進(jìn)行至對于非必要功率消耗功能調(diào)節(jié)微處理器時鐘頻率的操作146。在另一個實施方案中，對于所確定的時間間隔的一部分調(diào)節(jié)微處理器的時鐘頻率。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案對于負(fù)載水平調(diào)節(jié)微處理器功率的方法操作的流程圖。該方法起始于追蹤負(fù)載水平一時間間隔的操作150。這里，負(fù)載水平與對微處理器的應(yīng)用需求相關(guān)。在一個實施方案中，可以監(jiān)測多個負(fù)載水平，例如關(guān)于圖4討論的MPEG標(biāo)準(zhǔn)的不同幀的負(fù)載水平。該方法然后進(jìn)行至監(jiān)視該時間間隔過程中的空閑時間的操作152。這里，微處理器可以完成一個操作，例如在小于顯出一幀所需時間間隔的某一時間內(nèi)解碼該幀。因此，微處理器對于一段時間將以全功率處于空閑。該方法然后進(jìn)行至操作154，這里確定對于該負(fù)載水平足夠的微處理器最大處理功率的百分比。例如，微處理器可以處于睡眠模式，并且在空閑時僅需要提供追蹤時間足夠的功率?？蛇x擇地，微處理器可能需要小于全功率(100％)的某一百分比的功率。
該方法然后進(jìn)行至操作156，這里將微處理器的處理功率調(diào)節(jié)到所確定的百分比。這里，可以提供一個接口，在該接口處將指令發(fā)送到控制寄存器，以改變微處理器的時鐘速度或電壓，如參考圖1-4所討論的。所述接口可以是API或OS接口，微處理器可以是CPU、GPU、NPU或SPU。在一個實施方案中，關(guān)于同步事件，API可以根據(jù)時間來改變時鐘頻率或電壓，例如如上所述的視頻幀的解碼。
總之，上述實施方案可以根據(jù)需要適配微處理器的功率消耗。所述需要由應(yīng)用需求決定，而應(yīng)用需求通過接口與微處理器相聯(lián)系，該接口被配置用于寫入微處理器的頻率控制寄存器。在一個實施方案中，控制寄存器是某些市售微處理器中包含的浮點控制寄存器。關(guān)于DVD回放，本文所述的實施方案可以在視頻幀播放之間使能適配微處理器進(jìn)入睡眠模式，明顯節(jié)能。反過來又延長在兩次充電之間的電池壽命。因此，在便攜式計算機(jī)上可以容易地實現(xiàn)影片的觀看，而無需切換多個電池組來完成影片的觀看。
了解了上述實施方案，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明采用各種計算機(jī)實施的操作，涉及計算機(jī)系統(tǒng)中儲存的數(shù)據(jù)。這些操作包括要求物理量的物理處理的操作。通常，盡管沒有必要，這些量采用能夠被儲存、傳輸、組合、比較、以及處理的電或磁信號形式。此外，所進(jìn)行的處理常常明確地提及，例如產(chǎn)生、識別、確定或比較。
形成本發(fā)明一部分的本文所述的任何操作是有用的機(jī)器操作。本發(fā)明還涉及進(jìn)行這些操作的設(shè)備或裝置。所述裝置可以為了所要求的目的特別構(gòu)造，或者它可以是由計算機(jī)中儲存的計算機(jī)程序選擇性激活或配置的通用計算機(jī)。具體地，可以使用具有根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)編寫的計算機(jī)程序的各種通用機(jī)器，或者更方便的是構(gòu)造更特定的裝置來進(jìn)行所要求的操作。
本發(fā)明還可以在計算機(jī)可讀介質(zhì)上以計算機(jī)可讀代碼形式來實施。計算機(jī)可讀介質(zhì)可以是任何數(shù)據(jù)儲存設(shè)備，它可以儲存然后由計算機(jī)系統(tǒng)讀出的數(shù)據(jù)。計算機(jī)可讀介質(zhì)的實例包括硬盤驅(qū)動器、網(wǎng)絡(luò)附屬存儲器(NAS)、只讀存儲器、隨機(jī)存取存儲器、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁帶、和其它光學(xué)和非光學(xué)數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。計算機(jī)可讀介質(zhì)還可以分布在網(wǎng)絡(luò)耦合的計算機(jī)系統(tǒng)上，因此計算機(jī)可讀代碼可以以分布形式儲存和執(zhí)行。
簡而言之，本發(fā)明公開了根據(jù)應(yīng)用要求適配處理器功率消耗的方法。該方法起始于根據(jù)當(dāng)前的處理操作確定應(yīng)用需求，然后，確定與該應(yīng)用需求相關(guān)的時間間隔。然后，確定該應(yīng)用需求的非必要功率消耗功能。然后，對于該時間間隔減小非必要功率消耗功能的時鐘頻率。在一個實施方案中，對于非必要功率消耗功能，停止供應(yīng)功率。在另一個實施方案中，對于該時間間隔的至少一部分調(diào)節(jié)處理器的時鐘頻率。用于適配計算機(jī)系統(tǒng)功率消耗的程序接口、用于適配計算機(jī)系統(tǒng)和處理器的功率消耗的處理器指令被包括在內(nèi)。
盡管為了清楚理解的目的詳細(xì)描述了上述發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)清楚，可以在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)進(jìn)行各種變化和修改。因此，本發(fā)明的實施方案應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是說明性而非限制性的，并且本發(fā)明不限于本文中給出的細(xì)節(jié)，而是可以在所附權(quán)利要求范圍和等同物范圍內(nèi)進(jìn)行修改。在權(quán)利要求中，要素和/或步驟不隱含操作的任何特定順序，除非在權(quán)利要求中明確表述。
權(quán)利要求
1.一種用于根據(jù)應(yīng)用需求適配處理器功率消耗的方法，包括根據(jù)當(dāng)前處理操作確定應(yīng)用需求；確定與該應(yīng)用需求相關(guān)的時間間隔；對于該應(yīng)用需求確定非必要功率消耗功能；對于該時間間隔減小非必要功率消耗功能的時鐘頻率。
2.一種用于根據(jù)應(yīng)用要求適配處理器功率消耗的方法，包括確定應(yīng)用需求；確定與該應(yīng)用需求相關(guān)的時間間隔；確定與該處理其相關(guān)的非必要功率消耗功能；停止到所述非必要功率消耗功能的功率；和對于該時間間隔的至少一部分調(diào)節(jié)所述處理器的時鐘頻率。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述非必要功率消耗功能包括三維圖形管線和二維圖形管線之一，每個管線與圖形處理器有關(guān)。
4.權(quán)利要求1或2的方法，其中，當(dāng)前處理操作與在便攜式計算機(jī)上回放影片有關(guān)。
5.權(quán)利要求2的方法，其中，對于所述時間間隔的至少一部分調(diào)節(jié)時鐘頻率的方法操作包括提供與所述處理器相聯(lián)系的接口，該接口可以使指令寫入處理器中，以調(diào)節(jié)時鐘頻率。
6.一種用于適配處理器的處理功率的方法，包括追蹤一時間間隔的負(fù)載水平；監(jiān)測在該時間間隔期間的空閑時間；確定對于該負(fù)載水平足夠的處理器最大處理功率的百分比；和將所述處理器的處理功率調(diào)節(jié)到所確定的百分比。
7.權(quán)利要求6的方法，其中，將處理器的處理功率調(diào)節(jié)到所確定的百分比的操作訪法包括提供與處理器相聯(lián)系的接口，該接口能使指令寫入到處理器中，以調(diào)節(jié)處理功率。
8.權(quán)利要求6的方法，其中，有多個負(fù)載水平，每個負(fù)載水平與一個時間間隔相關(guān)；所述監(jiān)測步驟涉及在每個時間間隔監(jiān)測空閑時間；所述確定步驟涉及確定對每個負(fù)載水平足夠的處理器功率的最大處理功率百分比；所述調(diào)節(jié)步驟涉及將處理器的處理功率調(diào)節(jié)到對每個負(fù)載水平所確定的百分比。
9.權(quán)利要求8的方法，其中，多個負(fù)載水平中的至少一些對應(yīng)于運(yùn)動圖像專家組(MPEG)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)幀(I-幀)、預(yù)測幀(P-幀)和雙向幀(B-幀)。
10.權(quán)利要求1、2、6或8的方法，其中處理器選自包括中央處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)、網(wǎng)絡(luò)處理器(NPU)和儲存處理器(SPU)的組。
11.權(quán)利要求6或8的方法，其中，每個負(fù)載水平與視頻解碼操作相關(guān)。
12.權(quán)利要求6或8的方法，其中，當(dāng)處理器空閑時，設(shè)定處理器的處理功率，為處理器提供足夠的功率來追蹤時間。
13.權(quán)利要求8的方法，其中，調(diào)節(jié)處理器的處理功率到對每個負(fù)載水平所確定的百分比的操作方法包括提供與處理器相聯(lián)系的接口，該接口能使指令寫入到處理器中，以調(diào)節(jié)處理功率到對每個負(fù)載水平所確定的百分比。
14.一種用于適配計算機(jī)系統(tǒng)功率消耗的程序接口，包括調(diào)節(jié)處理器的時鐘頻率的接口，該接口能根據(jù)所確定的處理負(fù)載水平調(diào)節(jié)時鐘頻率，其中，時鐘頻率的調(diào)節(jié)定義為隨時間而變化。
15.一種用于適配計算機(jī)系統(tǒng)功率消耗的程序接口，包括用于調(diào)節(jié)處理器電壓的接口，該接口能根據(jù)所確定的處理負(fù)載水平調(diào)節(jié)電壓，其中電壓的調(diào)節(jié)被定義為隨時間而變化。
16.權(quán)利要求14或15的接口，其中該接口是應(yīng)用程序接口或操作系統(tǒng)接口之一。
17.用于調(diào)節(jié)計算機(jī)系統(tǒng)功率消耗的處理器指令，包括計算機(jī)代碼，其配置用于啟動處理器時鐘頻率的調(diào)節(jié)，該計算機(jī)代碼能夠根據(jù)所確定的處理負(fù)載水平啟動時鐘頻率的調(diào)節(jié)，其中時鐘頻率的調(diào)節(jié)被定義為隨時間而變化。
18.用于調(diào)節(jié)計算機(jī)系統(tǒng)功率消耗的處理器指令，包括計算機(jī)代碼，其配置用于啟動處理器電壓的調(diào)節(jié)，該計算機(jī)代碼能夠根據(jù)所確定的處理負(fù)載水平啟動電壓調(diào)節(jié)，其中，電壓的調(diào)節(jié)被定義為隨時間而變化。
19.一種處理器裝置，包括指令解碼器，其配置用于識別向控制寄存器寫值的指令，該控制寄存器影響用來為處理器裝置計時的時鐘頻率。
20.權(quán)利要求14、15、17或18的處理器指令，其中所確定的處理負(fù)載水平與視頻解碼操作相關(guān)。
21.權(quán)利要求20的處理器指令，其中，對運(yùn)動圖像專家組(MPEG)標(biāo)準(zhǔn)的每幀調(diào)節(jié)時鐘頻率。
22.權(quán)利要求17或18的處理器指令，其中，計算機(jī)代碼產(chǎn)生儲存到控制寄存器中的值。
23.權(quán)利要求19的裝置，其中，指令是特權(quán)指令。
24.一種處理器裝置，包括指令解碼器，其配置用于識別向控制寄存器寫值的指令，該控制寄存器影響用來向處理器裝置供應(yīng)功率的電壓源。
25.權(quán)利要求24的裝置，其中所述指令是特權(quán)指令。
26.權(quán)利要求14、15、17、18、19或24的處理器裝置，其中，處理器裝置選自包括中央處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)、網(wǎng)絡(luò)處理器(NPU)和儲存處理器(SPU)的組。
27.權(quán)利要求19或24的處理器裝置，其中處理器裝置是便攜式計算設(shè)備的元件。
全文摘要
提供了一種根據(jù)應(yīng)用需求適配處理器功率消耗的方法。該方法起始于根據(jù)當(dāng)前處理操作確定應(yīng)用需求。然后確定與該應(yīng)用需求相關(guān)的時間間隔。然后確定該應(yīng)用需求的非必要功率消耗功能。然后對于該時間間隔減小非必要功率消耗功能的時鐘頻率。在一個實施方案中，停止到非必要功率消耗功能的供電。在另一個實施方案中，對于該時間間隔的至少一部分調(diào)節(jié)處理器的時鐘頻率。包括用于適配計算機(jī)系統(tǒng)功率消耗的程序接口、用于適配計算機(jī)系統(tǒng)功率消耗的處理器指令。
文檔編號G06F1/32GK1678971SQ03819929
公開日2005年10月5日 申請日期2003年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月22日
發(fā)明者喬納森·B·懷特, 詹姆斯·L·瓦韋爾岑 申請人:尼韋迪亞公司