針對(duì)游戲工作負(fù)荷動(dòng)態(tài)節(jié)流cpu 頻率的系統(tǒng)和方法
【專利說明】針對(duì)游戲工作負(fù)荷動(dòng)態(tài)節(jié)流CPU頻率的系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2014年7月31日提交的美國非臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.14/448,556的優(yōu)先權(quán)，該美國非臨時(shí)專利申請(qǐng)要求于2013年11月13日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/903，843的優(yōu)先權(quán)，這兩篇申請(qǐng)的全部內(nèi)容通過援引納入于此。
[0003]公開領(lǐng)域
[0004]本公開一般涉及中央處理單元(CPU)和圖形處理單元(GPU)，尤其涉及針對(duì)GPU重工作負(fù)荷控制CHJ頻率。
[0005]罝量
[0006]動(dòng)態(tài)CPU頻率縮放是在計(jì)算系統(tǒng)中基于例如CPU百分比負(fù)載來調(diào)整CPU頻率以節(jié)省功率的技術(shù)。動(dòng)態(tài)CPU頻率縮放可在計(jì)算系統(tǒng)中使用以節(jié)省功率并且可尤其益于在具有有限電源的移動(dòng)設(shè)備中使用。這些移動(dòng)設(shè)備通常除了該移動(dòng)設(shè)備中的電池以外不具有穩(wěn)定電源。動(dòng)態(tài)頻率縮放還可被用于降低輕負(fù)載機(jī)器的能量和冷卻成本。
[0007]移動(dòng)設(shè)備是無處不在的并且可包括智能電話、平板、便攜式數(shù)字助理(PDA)、便攜式游戲控制臺(tái)、掌上型計(jì)算機(jī)、和其他便攜式電子設(shè)備。除這些設(shè)備的主功能之外，許多設(shè)備包括外圍功能。例如，智能電話可包括進(jìn)行電話呼叫的主功能，以及玩游戲、相機(jī)、攝像機(jī)、全球定位系統(tǒng)(GPS)導(dǎo)航、web瀏覽、收發(fā)電子郵件、以及收發(fā)文本消息的外圍功能。隨著此類設(shè)備功能性的增加，支持此類功能性所需的處理能力也隨之增加。進(jìn)一步地，隨著計(jì)算能力增強(qiáng)，存在對(duì)有效管理提供該計(jì)算能力的處理器的更高需要。
[0008]簡要概述
[0009]本公開涉及CPU。提供了用于控制CPU頻率的方法、系統(tǒng)和技術(shù)。
[0010]根據(jù)一些實(shí)施例，一種節(jié)流至少一個(gè)中央處理單元(CPU)的CPU頻率的方法包括跟蹤每渲染幀每圖形庫繪制調(diào)用(draw call)作出的平均圖形庫調(diào)用量。該方法進(jìn)一步包括基于跟蹤每渲染幀每圖形庫繪制調(diào)用作出的平均圖形庫調(diào)用量來檢測(cè)包括CPU的計(jì)算設(shè)備上的游戲工作負(fù)荷。該方法還包括將該計(jì)算設(shè)備切換至游戲模式。將計(jì)算設(shè)備切換至游戲模式包括降低在該計(jì)算設(shè)備上執(zhí)行的(PU的CPU頻率最大值。
[0011]根據(jù)一些實(shí)施例，用于節(jié)流至少一個(gè)中央處理單元(CI3U)的CI3U頻率的系統(tǒng)包括CPU。該系統(tǒng)還包括游戲模式檢測(cè)器，其跟蹤每渲染幀每圖形庫繪制調(diào)用作出的平均圖形庫調(diào)用量、并基于所跟蹤的每渲染幀每圖形庫繪制調(diào)用作出的頻率圖形庫調(diào)用量來檢測(cè)包括該CPU的計(jì)算設(shè)備上的游戲工作負(fù)荷。游戲模式檢測(cè)器將計(jì)算設(shè)備切換至游戲模式并降低在該計(jì)算設(shè)備上執(zhí)行的(PU的CPU頻率最大值。
[0012]根據(jù)一些實(shí)施例，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)具有存儲(chǔ)于其上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，用于執(zhí)行包括以下的操作:跟蹤每渲染幀每圖形庫繪制調(diào)用作出的平均圖形庫調(diào)用量;基于跟蹤每渲染幀每圖形庫繪制調(diào)用作出的頻率圖形庫調(diào)用量來檢測(cè)包括CHJ的計(jì)算設(shè)備上的游戲工作負(fù)荷；以及將該計(jì)算設(shè)備切換至游戲模式，其中將該計(jì)算設(shè)備切換至游戲模式包括降低在該計(jì)算設(shè)備上執(zhí)行的CPU的CPU頻率最大值。
[0013]根據(jù)一些實(shí)施例，一種用于節(jié)流至少一個(gè)中央處理單元(CPU)的CPU頻率的裝備包括用于跟蹤每渲染幀每圖形庫繪制調(diào)用(draw call)作出的平均圖形庫調(diào)用量的裝置。該裝備還包括用于檢測(cè)包括CPU的計(jì)算設(shè)備上的游戲工作負(fù)荷的裝置。該裝備進(jìn)一步包括用于降低在該計(jì)算設(shè)備上執(zhí)行的(PU的CPU頻率最大值的裝置。
[0014]附圖簡要說明
[0015]形成本說明書一部分的諸附圖解說了本發(fā)明的諸實(shí)施例，并且與本描述一起進(jìn)一步用以解釋諸實(shí)施例的原理。在附圖中，類似的參考標(biāo)號(hào)可指示相同元件或功能上類似的元件。元件在其中首次出現(xiàn)的附圖通常由對(duì)應(yīng)參考標(biāo)記中的最左邊的數(shù)字指示。
[0016]圖1是與特定的按需CPU調(diào)頻器(governor)和游戲Asphalt7?有關(guān)的隨時(shí)間的FPS相對(duì)于CPU頻率最大值的示例圖表。
[0017]圖2是解說根據(jù)一些實(shí)施例的用于節(jié)流至少一個(gè)CPU的CPU頻率的系統(tǒng)的框圖。
[0018]圖3是解說根據(jù)一些實(shí)施例的縮放至少一個(gè)CPU的CPU頻率的方法的流程圖。
[0019]圖4是適于實(shí)現(xiàn)本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的框圖。
[0020]詳細(xì)描述
[0021]1.概覽
[0022]I1.示例系統(tǒng)架構(gòu)
[0023]檢測(cè)游戲工作負(fù)荷
[0024]狀態(tài)-更新/繪制(SUPD)度量
[0025]SlPD和綁定-紋理繪制(BTPD)度量
[0026]切換至游戲模式
[0027]II1.示例方法
[0028]IV.示例計(jì)算設(shè)備
[0029]1.概覽
[0030]將理解，以下公開提供了用于實(shí)現(xiàn)本公開的不同特征的許多不同的實(shí)施例或者示例。一些實(shí)施例可以在沒有這些特定細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下被實(shí)踐。以下描述了諸組件、模塊和布置的特定示例以簡化本公開。當(dāng)然，這些僅僅是示例而并不旨在限制。
[0031]移動(dòng)游戲已經(jīng)變得流行并且使用戶能在他或她的移動(dòng)設(shè)備上玩游戲。許多數(shù)目的流行游戲(例如，Need For Speed(極品飛車)一Most WantedTM、Asphalt_7TM和Asphalt-8?)是圖形處理單元(GPU)重度密集而非“CPU密集”。商標(biāo)是其相應(yīng)所有者的資產(chǎn)。CPU基于針對(duì)該游戲的繪制調(diào)用來構(gòu)造繪制命令，基于該繪制命令來生成命令流，并將該命令流提交給GPUt3GPU可隨后繼續(xù)以執(zhí)行處理命令流中的繪制命令的繁重工作。盡管因?yàn)镚PU執(zhí)行游戲工作負(fù)荷的繁重處理，所以CPU側(cè)工作負(fù)荷可能不重，但CPU可仍然不必要地以所支持的最大CPU頻率運(yùn)行。
[0032]CPU頻率最小值(FMin)對(duì)應(yīng)于當(dāng)在計(jì)算設(shè)備上執(zhí)行工作負(fù)荷時(shí)可使用的最小所允許CPU頻率。CPU頻率最大值(FMax)對(duì)應(yīng)于當(dāng)在計(jì)算設(shè)備上執(zhí)行工作負(fù)荷時(shí)可使用的最大所允許CPU頻率。動(dòng)態(tài)CPU頻率縮放例程可在計(jì)算設(shè)備上在CPU FMin與CPU FMax之間操作。動(dòng)態(tài)地降低CPU FMax使得動(dòng)態(tài)CPU頻率縮放例程在計(jì)算設(shè)備上在較小范圍的CPU頻率內(nèi)運(yùn)行。
[0033]CPU頻率由與該CPU交互的按需CPU調(diào)頻器來控制，并且這可致使CPU以默認(rèn)CPU頻率最大值(例如，2.15千兆赫(GHz))來運(yùn)行。盡管本說明書可將按需CPU調(diào)頻器描述為與CPU交互，但其他調(diào)頻器可與CPU交互。其他CPU調(diào)頻器的示例是性能調(diào)頻器、功率節(jié)省調(diào)頻器、交互調(diào)頻器以及其他。在一示例中，CPU調(diào)頻器在Lunux?操作系統(tǒng)中可用。
[0034]圖1是與運(yùn)行游戲Asphalt7?時(shí)的特定按需CHJ調(diào)頻器有關(guān)的隨時(shí)間的每秒幀(FPS)相對(duì)于CPU頻率最大值的示例圖表。在圖1中，默認(rèn)CPU頻率最大值可以是例如2.15GHz XPU調(diào)頻器可控制CPU頻率最大值，如將在以下進(jìn)一步討論的。
[0035]在一示例中，三分之一的CPU時(shí)間花費(fèi)在以最大CPU時(shí)鐘運(yùn)行，這不必要地消耗功率。如圖1中所解說的，相關(guān)于顯示面板刷新速率將C P U F M a X逐漸減少至閾值量(例如，1.95GHz-l.72GHz)可導(dǎo)致很少或沒有FPS損失。如圖1中所示，當(dāng)CPU FMax大致為1.49GHz時(shí)，導(dǎo)致大致59FPS，并且CPU FMax從2.15GHz的默認(rèn)值降低為1.49GHz針對(duì)Asphalt-7?導(dǎo)致類似性能。例如，當(dāng)通過以降低的最大頻率來運(yùn)行CPU可導(dǎo)致大致相同的性能時(shí)，以其默認(rèn)最大頻率來運(yùn)行CHJ可能是不合期望的，而以較低頻率最大值運(yùn)行CHJ可進(jìn)一步產(chǎn)生針對(duì)CPU的功率節(jié)省，因?yàn)镃PU調(diào)頻器現(xiàn)在具有較低范圍的CPU頻率來進(jìn)行操作。
[0036]標(biāo)識(shí)計(jì)算設(shè)備上的游戲工作負(fù)荷并且隨后選擇性和動(dòng)態(tài)地降低該計(jì)算設(shè)備上的CPU FMax可能是合乎期望的。這可減少對(duì)CPU的功耗，同時(shí)GPU處置相對(duì)重的游戲工作負(fù)荷。進(jìn)一步，在較高的CPU功率電平，從計(jì)算設(shè)備釋放的熱變成重要因素。確定性地控制CPUFMax隨后有助于防止計(jì)算設(shè)備容易和不必要地變熱，并致使CPU FMax的進(jìn)一步熱節(jié)流，從而導(dǎo)致總體不合期望的用戶體驗(yàn)。
[0037]本公開提供了基于檢測(cè)游戲工作負(fù)荷來主動(dòng)控制CPU頻率的技術(shù)。因此，CPUFMax可被降低以減少在游戲期間由移動(dòng)平臺(tái)使用的總體功率。一實(shí)施例可具有保持性能同時(shí)減少功耗和熱的優(yōu)勢(shì)。
[0038]I1.示例系統(tǒng)架構(gòu)
[0039]圖2是解說根據(jù)一些實(shí)施例的用于節(jié)流至少一個(gè)CPU的CPU頻率的系統(tǒng)的框圖400。示圖400包括計(jì)算設(shè)備410，其包括游戲模式檢測(cè)器412、操作系統(tǒng)414、CPU 416和GPU 418。游戲模式檢測(cè)器412、操作系統(tǒng)414、CPU 416和GPU 418可實(shí)行并執(zhí)行計(jì)算設(shè)備410中的操作。
[0040]計(jì)算設(shè)備410可以是靜止設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備。移動(dòng)設(shè)備可以是例如智能電話、平板、膝上型設(shè)備、或個(gè)人數(shù)字助理。游戲模式檢測(cè)器412保持CPU 416的性能，同時(shí)減少在游戲期間由移動(dòng)平臺(tái)使用的總體功率。
[0041 ] 游戲模式檢測(cè)器412可與CPU 416交互并管理CPU 416所運(yùn)行的頻率。CPU 416基于繪制調(diào)用來生成命令流并構(gòu)造繪制命令以提交給GPU 418。具體地，CPU 416具有對(duì)