CN101536080B - 具有多图形子***及降能耗模式的设备、软件及方法 - Google Patents

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Abstract

很多计算设备现在可以包括两个或更多的图形子***。所述图形子***，可以具有不同的能力，并且可以，例如，消耗不同量的电能，一图形子***消耗多于其他图形子***的平均能耗。所述高能耗图形子***可以连接至所述设备并且被用于替代所述低能耗子***从而得到高的性能，或者除所述低能耗图形子***之外所述高能耗图形子***得到附加的能力，但是增加了总体的能耗。当将高能耗图形子***置于低能耗模式时，通过将使用高能耗图形子***转换至低能耗图形子***，降低整体能耗。

Description

具有多图形子***及降能耗模式的设备、软件及方法
引用的相关专利申请
本申请要求于2006年5月30日提交的申请号为11/421,005的美国专利申请的利益，其全部内容在此并入作为参考。
技术领域
本发明一般涉及降低电子设备的能耗，且尤其涉及一种降低具有多图形处理器的设备的能耗的方法，及相关的设备与软件。
背景技术
现在许多电子设备，例如常规的计算设备，包括图形子***，其能够呈现二维及三维图形、对运动视频解码及编码等等。为了提供上述特征及所需要的处理速度，现代图形子***包括的晶体管的数量不断地增加。毫无意外地，晶体管总量的增加导致图形子***消耗相应的更高的能耗。
因此，最快速且特征丰富的图形子***在极大程度上保留给可以满足所增加的能源需求的设备使用。便携式计算设备，例如手提式个人电脑、个人数码助理、视频及音频播放器、便携式电话等等通常配备有功能上有限但电力上高效(如，功率较低)的元件。
通常，上述图形子***集成入其他计算元件如处理器互联电路(通常称为“芯片集”)。
近来，有种为便携式设备提供的图形特性及性能可与固定式计算机的图形特性及性能相匹敌的趋势。通常，这是通过使得便携式设备增加可选的、外部的大功率图形子***而完成的。高速PCI(PCIe：PCI express)标准，例如，预期适用PCIe的图形卡的互连，该图形卡包括作为手提式计算设备的外部元件的图形子***。
同时，其他计算特性的进展，例如无线元件、大显示器等等，产生对便携式设备及笔记本电脑更长电池寿命的需求。
延长电池寿命的一种方法为暂时降低能源消耗。设备功率消耗的总量取决于设备元件单独的功率需求。例如，中央处理器(CPU：central processing unit)、硬盘驱动器(HDD：hard diskdrive)，及图形子***全都具有单独的功率需求。
因此，功率降低技术包括时钟门控、电压节流，及电源休止。时钟门控通过减少晶体管与电容器的切换活动以减少能量的消耗能量。这是通过使得电子设备中的电路控制时钟信号是否到达处理器中的空载电路、以及按何种速度到达处理器中的空载电路而完成的。
电压节流通过降低供应至电子设备中的处理器的电压而减少总的功率消耗。减少供应电压通常与降低时钟频率合作完成。
电源休止使电子元件的特定元件断电，处于“休眠模式”，或者相反在休止状态期间处于低能耗模式。高级配置与电源接口(ACPI：Advanced Configuration and Power Interface)标准，例如，定义了可以结合以减少总的功率消耗的多个不同的设备功率状态。
使供给高性能与节约电池寿命之间的平衡最优化仍是当前的挑战。因此，在电子设备与计算机中存在对降低与图形处理关联的能耗的方法及装置的需要。
发明内容
很多计算设备现在可以包括两个或更多的图形子***。多个图形子***可以具有不同的能力，并且可以，例如，消耗不同量的电能，一个子***比其他的子***消耗更多的平均功率。高能耗图形子***可以与所述设备连接，并且用于代替或附加于低能耗图形子***，而得到高性能或附加的能力，但是也增加了整体能耗。当将高能耗的图形子***置于低能耗模式时，通过从使用高能耗性子***转向使用低能耗图形子***，整体的能耗得以减少。
根据本发明的一方面，提供一种电子设备，包括：第一图形子***，其可操作以呈现图形；第二图形子***，其可操作以呈现图形；以及显示器，其与所述第一图形子***及第二图形子***及处理器相通信。所述处理器执行使得所述处理器将所述电子设备从第一模式转换至第二模式的处理器可执行指令，在第一模式中，所述第二图形子***在所述显示器上呈现图形，在第二模式中，所述第一图形子***在所述显示器上呈现图形，并且所述第二图形子***置于低能耗模式。
在一实施例中，所述处理器可执行指令进一步包括导致所述电子设备从所述第二模式转换至所述第一模式以响应于检测到期望的高能耗条件。
在另一实施例中，检测期望的高能耗条件包括检测到互连的***设备已经断开。
在又一个实施例中所述***设备包括以下至少一个：外部灯；USB设备；键盘；鼠标；及外部媒体驱动器；打印机；扫描仪。
在进一步的实施例中，检测期望的高能耗条件包括检测到可用电能在限定的阈值之上。
在另一进一步的实施例中，检测期望的高能耗模式条件包括检测电子设备与AC电源输出端的互连。
在再一进一步的实施例中，检测期望的高能耗条件包括检测***设备的停用。
在进一步的实施例中，***设备包括调制解调器或网络接口中的一个。
在进一步的实施例中，检测所述期望的高能耗条件包括检测所述设备的网络接口所使用带宽降至限定的阈值之下。
在另一进一步实施例中，检测所述期望的高能耗条件包括判定用户已经在所述电子设备中登陆。
在进一步的实施例中，检测期望的高能耗条件包括判定图形加强应用程序已经启动。
在再一进一步的实施例中，检测所述期望的高能耗条件包括判定软件应用程序已经切换至图形加强模式。
在进一步的实施例中，检测所述期望的高能耗条件包括判定具有超过阈值的带宽的视频流已经编码。
在另一进一步实施例中，检测所述高能耗条件包括判定图形图像正在展示。
在另一进一步实施例中，检测所述期望的高能耗条件包括检测从基于字符的接口向图形操作***接口的切换。
在进一步的实施例中，检测所述高能耗模式的条件包括检测与作为显示器的监视器已经连接到所述电子设备。
在进一步的实施例中，检测所述期望的高能耗条件包括检测显示器的分辨率已经超过阈值。
在另一进一步实施例中，检测所述期望的高能耗条件包括检测所述第二图形子***已经***所述电子设备。
在进一步的实施例中，检测所述期望的高能耗条件包括检测所述电子设备的物理外壳已经打开。
在另一进一步实施例中，所述处理器可执行指令进一步使得所述电子设备响应于检测到终端用户交互作用的对期望的高能量模式的表示，而从所述第二模式转换至所述第一模式。
在再一进一步的实施例中，所述处理器可执行指令进一步使得所述电子设备响应于终端用户退出(decommission)所述第一图形子***，而从所述第二模式转换至所述第一模式。
在又一进一步的实施例中，所述处理器可执行指令进一步使得所述电子设备响应于所述第一图形子***的故障失效，而从所述第二模式转换至所述第一模式。
在又一进一步的实施例中，所述处理器可执行指令进一步包括使得所述电子设备响应于所述第一图形子***的软件驱动程序的移除，而从所述第二模式转换至所述第一模式。
在进一步的实施例中，所述处理器可执行指令响应于检测到期望的低能耗条件，而将所述电子设备置于所述第二模式。
在进一步的实施例中，检测到所述期望的低能耗条件包括检测到***设备已经互连。所述***设备可以包括以下的至少一个：外部灯；USB设备；键盘；鼠标；及外部媒体处理器；打印机；扫描仪。
在进一步的实施例中，检测所述期望的低能耗条件包括检测互连的监视器的亮度已经超过阈值。
在另一进一步的实施例中，检测所述期望的低能耗条件包括检测可用电能低于预定阈值。
在进一步的实施例中，检测所述期望的低能耗条件包括所述设备的DC电源的低能量条件。
在进一步的实施例中，检测所述期望的低能耗条件包括检测所述电子设备的至少一部分的温度。
在进一步的实施例中，检测所述期望的低能耗条件包括检测所述第二图形子***的温度。
在进一步的实施例中，检测所述期望的低能耗条件包括检测所述电子设备与AC电源输出端的断开。
在进一步的实施例中，检测所述期望的低能耗条件包括检测所述电子设备在预定期间实质上为休止状态。
在另一进一步的实施例中，检测所述期望的低能耗条件包括检测***设备的激活。所述***设备可以包括例如调制解调器或网络接口中的一个。
在进一步的实施例中，检测所述期望的低能耗条件包括检测所述电子设备的网络接口使用的带宽降至阈值以下。
在进一步的实施例中，检测所述期望的低能耗条件包括判定所有用户已经从所述电子设备登出。
在进一步的实施例中，检测所述期望的低能耗条件包括判定图形加强软件应用程序已经终止。
在进一步的实施例中，检测所述期望的低能耗条件包括判定图形加强软件应用程序已经终止。
在进一步的实施例中，检测所述期望的低能耗条件包括判定所述电子设备已经从对接部位分离。
在进一步的实施例中，检测所述期望的低能耗条件包括判定图形图像不再展示。
在进一步的实施例中，检测所述期望的低能耗条件包括检测从图形操作***接口向基于字符的接口的切换。
在进一步的实施例中，检测所述期望的低能耗条件包括检测监视器从所述电子设备断开。
在进一步的实施例中，检测所述期望的低能耗条件包括检测所述显示器的分辨率降至阈值之下。
在进一步的实施例中，检测所述期望的低能耗条件包括检测所述第二图形子***已经从所述电子设备上移除。
在另一进一步的实施例中，检测所述期望的低能耗条件包括检测所述电子设备的物理外壳已打开。
在又一进一步的实施例中，所述处理器可执行指令响应于检测到终端用户交互作用的期望低能量模式的表示，而将所述电子设备置于所述第二模式。
在再一进一步的实施例中，所述处理器可执行指令响应于终端用户退出第二图形子***，而将所述电子设备转换至所述第二模式。
在进一步的实施例中，所述处理器可执行指令响应于所述第二图形子***的故障，而将所述电子设备置于所述第二模式。
在进一步的实施例中，所述处理器可执行指令响应于所述第二图形子***的软件驱动程序的移除，而将所述电子设备置于所述第二模式。
根据本发明的其他方面，提供一种操作具有第一及第二图形子***的计算设备的方法。所述方法包括在高能耗模式中，利用所述第二图形子***将用于显示的图形呈现在互连的显示器上，并且执行软件，以便：检测所述计算设备的期望的低能耗模式；响应于对所述期望的低能耗模式的检测，将所述第二图形子***置于低能耗模式；当所述第二图形子***为所述低能耗模式时，配置所述第一图形子***以在所述互连的显示器上呈现图像。
根据本发明的另一方面，提供一种操作具有第一及第二图形子***的计算设备的方法。所述方法包括在低能耗模式中，使用所述第一图形子***将用于显示的图像呈现在互连的显示器上，并且执行软件以便检测所述计算设备的期望的高能耗模式，响应于对所述期望的高能耗模式的检测，将所述第二图形子***置于高能耗模式，并且配置所述第二图形子***以在所述互连的显示器上呈现图像。
根据本发明的另一方面，提供一种便携式计算设备，包括容纳直流电源的外壳，显示器，中央处理器，第一图形子***，及主板上的存储器。在所述外壳中形成有***设备扩展槽。在所述***设备扩展槽内的***设备扩展卡上有第二图形子***。所述存储器存储有功率管理软件，当该功率管理软件执行时，响应于检测到期望的低能量模式，将所述***设备扩展卡上的第二图形子***从高能耗模式(在所述高能耗模式下，所述***设备扩展卡上的所述图形子***对图像进行呈现)转换至低能耗模式，并且使用所述第一图形子***呈现图像。
根据下面结合附图的对本发明特定实施例的描述，上述领域的技术人员将更加清楚本发明的其他方案和特征。
附图说明
在附图中(仅以示例的方式图示了本发明的实施例)，
图1为本发明一个实施例的范例性的计算设备的简化方块示意图；
图2为本发明一个实施例的范例性的计算设备的简化方块示意图；
图3为图2中计算设备的范例性软件的简化功能性方块图；
图4为图2中计算设备的范例性软件的进一步简化方块示意图；
图5及图6为本发明实施例的范例性的图2中设备的软件执行的详细步骤流程图；
图7为本发明的进一步的实施例的范例性的计算设备的部分的局部简化方块示意图；
图8为本发明实施例的范例性的图6中设备的软件执行的详细步骤的流程图；并且
图9A、图9B为说明图7中的设备操作的简化方块示意图；并且
图10为本发明进一步实施例的范例性的计算设备部分的进一步简化局部方块示意图。
具体实施方式
图1为电子设备10的简化的、高层的方块图，包括两个图形子***30及40以及显示器26。为清晰起见，图形子***30、40每个都包括能够以2D图形、3D图形、解码的运动视频等等中一种或多种形式呈现计算机图形的专用电路。
一图形子***40消耗的平均功率高于另一个图形子***30。通常，消耗较高的平均功率的图形子***40具有比图形子***30更好的图形呈现能力。图形子***40可以，例如，能够以比消耗较低平均功率的图形子***更高的帧速率呈现2D或3D图形。同样，图形子***30、图形子***40不必要具有相同的能力。图形子***40通常包括比图形子***30更多的功能块。
图形子***30与图形子***40物理上或逻辑上连接至呈现同一显示器26，在其上显示所呈现的图形。本发明的范例性的实施例中，设备10可以从高能耗模式呈现切换至低能耗模式，在所述高能耗模式中由高能耗图形子***40呈现显示器26上的图形，在所述低能耗模式中由较低能耗图形子***30呈现显示器26上的图形，且图形子***40部分的、完全的或实质上禁用。
方便的是，从高能耗模式至低能耗模式的转换是动态实现的，而不需要设备10的动力循环(即，降低功率及重启)，且可以在软件控制下由处理器12实现。在本文中，软件可以包括固件、设备驱动程序、DIOS等等。
本发明实质上可形成任何包括两个图形子***的电子设备的部分。如上所述，设备10可以采取台式计算设备、便携式计算设备(包括手提式个人电脑、PDA、移动电话、视频或音频播放器、媒体中心等等)的形式。
在下述的范例性的实施例中，对形成移动(便携式)计算设备的部分的本发明实施例进行揭示。
具体而言，图2为本发明实施例范例性的特定移动计算设备10的简化方块示意图。图1中所示的所述设备10基于常规的Intel×86计算机体系结构。然而，普通技术人员可以轻易的领会本发明可以在具有其他计算机体系结构如PowerPC结构、AMD×86，或其他公知结构的计算设备中实现。
如图所示，示例设备10包括形成为中央处理单元(CPU：central processing unit)的处理器12、主存储器14，及通过集成接口电路16及18(还称为北桥16及南桥18)全部互连的***设备。所有这些都可以设置在主板上。
接口电路16为高速接口并通过高速扩展总线20与CPU12、存储器14，及***设备互连。接口电路16进一步使CPU12与低速接口电路18互连。一个或多个***设备扩展槽22可通过高速扩展总线20与接口电路16互连。范例性的高速扩展总线20为PCI高速(PCIe：PCI express)总线，其具有吉比特每秒范围的带宽，并且使数据转换器可以以此带宽速度进行读写。
接口电路16进一步包括第一图形子***30，其具体为集成图形处理器(IGP：integrated graphics processor)，适合生成用于显示在显示器26上的视频信号，显示器26可以为监视器、液晶平板显示器、电视等等。
附加的第二图形子***40形成设备10的部分。在范例性的实施例中，图形子***40具体为形成在***设备扩展卡46上的外部图形处理器。***设备扩展卡46还通过扩展总线20上的扩展槽22连接至接口电路16。为清晰起见，通过提供第二图形子***40，设备10可以提供扩展的图形能力，而非设备10中现有的能力。***设备扩展卡46上可以包含，由第二图形子***用作帧缓冲器的图形存储器50。相似的，与图形子***40通信的功率控制器60可选的形成在扩展卡46上，并且可控制图形子***40的运行。具体而言，功率控制器60可以抑制图形子***40的元件所使用的时钟，如存储器及像素时钟；禁用(或断开)图形子***40的功能块；降低应用于图形子***40的部分上的电压；或否则以公知方式将子***40置于一种或多种降低能耗的模式。
其他可选的功率控制器70可与第一图形子***30通信，并且可以抑制图形子***30的元件所使用的时钟，如存储器及像素时钟；禁用(或断开)图形子***30的功能块；降低应用于图形子***30的部分上的电压；或否则以公知方式将子***30置于一种或多种降低能耗的模式。
虽然范例性的图形子***40形成在***设备扩展卡46上，但是普通技术人员可轻易的领会图形子***40可以方便的调整为形成在设备10的主板上，或其他地方。
图形子***33及40可以来源于同一计算机经销商/制造商或者来源于不同的计算机经销商/制造商。接口电路18与低速***设备互连，并且通过集成IDE/SATA端口(图中未示出)与例如光盘驱动器28，及以硬式磁盘机形式的永久存储器34互连，并且通过并行端口或USB端口(未图示)与打印机，及其他***设备互连。按照实施例，还通过低速扩展总线24与适用公知的PCI或ISA标准的***设备互连。其他元件如声卡及网络接口(图中未示出)相似的可以通过低速扩展总线24或其他方式与接口电路18互连。
如上所述，设备10可以方便的形成为以手提式个人电脑或更小的计算设备形式的便携式计算设备。如上所述，一个单独的外壳可以容纳DC(直流)电源38、显示器26及上述的主板及元件。所述第二图形子***40可以增加至容纳所述计算设备的其余部分的单独的外壳，或者可形成当设备10与其物理互连时仅形成设备10的部分的对接部位的部分。
设备10可以以至少两种能耗模式运行：高能耗模式与低能耗模式。在所描述的实施例中，当设备10由连接至AC(电源)供应的电源36提供电力，可假定设备10为高能耗模式；当设备10由利用一个或多个电池、燃料电池等等的DC电源38提供电力，假定为低能耗模式。可选的，能耗模式可基于例如，用户的偏好、执行的应用程序的类型、电池水平等等由用户选择、软件控制，或其他选择。下面详述用于高能耗模式及低能耗模式的常用方案示例。
在上述实施例中，设备10执行如图3所示存储在***存储器中的软件200。***存储器包括永久存储器34及主存储器14(图2)并且进一步包括由设备10使用以存储及执行软件200的适于结合的附加随机存取存储器、只读存储器及磁盘存储器。范例性的软件200可以，例如，存储在只读存储器或从如磁盘驱动器28(图1)的***设备装载，或者从计算机网络载入(图中未示出)。
在上述的实施例中，软件200基于Microsoft Windows XP平台。然而，以本发明实施例的范例性的方式运行软件的设备10，不必要基于此平台。相反，范例性的软件可以结合其他公知的计算机操作***，如Linux、MacOSX、Microsoft Windows Vista，或其他操作***进行工作。结合不同的操作***，软件结构可以与图2所示实质上不同。
如图3所示，所述范例性的软件200包括应用软件202、图形库204、输入/输出管理器206、视频端口208，及使设备10适于以本发明实施例范例性的方式运行的硬件驱动程序210a、210b、212b、214及216。示例软件200对于Microsoft Windows平台是特定的。当然，软件200可以包括库、功能块、驱动程序等形式的其他软件元件，不局限于图3所示，但是对普通技术人员是显而易见的。
在Windows XP操作***环境中，硬件元件的低层控制，如图形子***30、40一般由通常称为驱动程序的软件模块控制。每一硬件元件的运行由一个或多个这样的驱动程序控制。为了清晰起见，一些驱动程序可以进一步被抽取入多个元件中，以促进其生成。为清晰起见，仅描述少部分的驱动程序及驱动程序元件(即驱动程序210a、210b、212a、212b、214及216)。当然，驱动程序元件的精确数量及类型很大程度上取决于设备10的整个硬件构造。驱动程序结构，在本文中为Windows XP操作***，例如，在微软驱动程序基础体系(Architecture of the Windows DriverFoundation)(2006年5月10日)中详细描述的，可访问www.microsoft.com/whdc/driver/wdf/wdf-arch.mspx，在此引用其内容作为参考。
通常提供范例性的图形库204、输入/输出管理器206、视频端口208及即插即用驱动程序214作为Microsoft Windows操作***的一部分。如上所述，范例性图形库204可以包括MicrosoftDirectX库、GDI库，及OpenGL库。
软件200为分层堆积的，高层利用低层提供特定的功能。因此，应用软件202通常通过发指令至图形库204来呈现图形。图形库204，依次利用图形子***30及40使用Windows操作***及驱动程序呈现图形。
图形库204与操作***输入/输出管理器206，及驱动元件212a及212b(还称为显示器驱动程序212)相通信。输入/输出管理器206，与操作***视频端口208相通信。视频端口208及显示器驱动程序212依次与驱动元件210a及210b(还称为微型端口元件210)通信。视频端口208仅包含对所有第三方视频驱动程序通用的独立于硬件的普通代码。
软件200进一步包括两个分离的驱动程序212a及212b，及两个分离的微型端口元件210a及210b：一驱动程序212a及一微型端口元件210a提供对图形子***30的低层通信及控制，并且另一个驱动程序212b及微型端口元件210b提供对图形子***40的低层通信/控制操作。微型端口元件210a及210b以及驱动程序212a、212b的每个对图形子***30及40中所安装的一个为特定的，并且通常由同一经销商提供。显示器驱动程序及微型端口元件212a、212b以及210a、210b对于Windows XP为特定的，并且结构相似而且紧固相连。微型端口元件210与操作***视频端口部208相通信，并随Windows操作***提供。微型端口元件210使处理器12可以：管理图形子***30及图形子***40的状态变化；管理位于图形子***30、图形子***40上的光标或打印机硬件；使视频帧缓冲器对于软件应用程序206，及驱动元件212等为可用。在Windows XP结构中，不使用微型端口元件210a及210b执行呈现指令。相反，由与图形库204相通信的视频驱动程序212执行呈现。
图3中还示出了附加的硬件驱动元件214，其由操作***使用以控制总线20的运行。如图所示，驱动程序软件包括即插即用驱动程序214及PCIe总线接口驱动程序元件216。进一步，即插即用驱动程序214随Windows XP或相似的操作***提供。即插即用驱动程序214用于当计算设备处于开机状态时，将增加至设备10的新硬件的出现报告至Windows操作***的其他部分并且按照需要而动态地将驱动程序加载至及卸载于***存储器中。描述了进一步的总线接口驱动程序元件216。总线接口驱动程序元件216完全为常规的，并且通常由接口电路16的供应商提供。总线接口驱动程序元件216将任何在总线20上的***设备的出现报告至即插即用驱动程序214。
还示出了附加的过滤应用程序218。如下所详述，过滤应用程序218截取来自总线接口驱动程序元件216的信息，并且可以响应关于总线20上互连设备的查询。
本发明实施例范例性的软件，可以形成图形库204、应用程序软件206(及尤其是功率控制应用程序208)和/或驱动程序元件210a、210b、212a、212b、214及216的一部分。
图4示出图2的设备10的部分的进一步简化的方块图。如图所示，接口电路16与中心处理器12及***存储器14互连。图形子***30(具体为接口电路16上的图形处理器)包括图形引擎32、存储控制器72、显示器接口74，及总线接口78。
图形引擎32为可以呈现2D图形或3D图形编码视频等等的功能模块。为清晰起见，图形子***30可以包括多个图形引擎。
存储控制器72使图形子***30可以提供对图形存储器及主存储器14的访问。在所描述的实施例中，由图形子***30使用的图形存储器形成主存储器14的部分。然而，普通的技术人员可以轻易的领会图形子***30可以包括其自身的局部存储器或与其自身的局部存储器通信。总线接口78使子***30能够在总线20上通信。
为清晰起见，显示器接口74可以为任意适合的接口，用于转换用来在通过端口78互连的显示器设备26上显示的缓存存储器中的数据。例如，显示器接口74可以采取随机存取存储器、数模转换器(“RAMDAC”)的形式。一个或更多视频连接器使图形子***30可以与一个或更多显示设备互连，例如LCD平板、监视器、电视等等。输出端口78可以为以下形式：VGA端口；集成视频端口；DVI端口、LVDS端口、DVD端口、SDVO端口等等。
图形子***40，(形成在图2的***设备扩展卡46上)，还通过高速扩展总线20上的扩展槽连接至接口电路16。图形子***40包括图形引擎42、存储控制器52、总线接口58，及显示器接口54。图形子***40包括图形存储器50或与图形存储器50相通信。
图形引擎42，如同图形引擎32，为可以呈现2D图形或3D图形编码视频等等的功能块。为清晰起见，图形子***可以包括多个图形引擎。可能地，图形引擎42可以提供图形引擎32所不能简单地提供的功能。
存储控制器52使图形子***40可以访问存储器50及主存储器14。总线接口58使图形子***40能够在总线20上通信。
显示器接口54通过存储控制器52对图形存储器50中的帧缓存器取样并且在视频连接器处上呈现图像。通过这种方式，显示由存储器50中的帧缓存器的外部图形引擎42呈现的图像。视频连接器可以直接连接至外部显示器上，或者设备10的主板上(在其上视频信号可以传递至集成显示器)，或用于将外部显示器连接至设备10的连接器上。而且，显示器接口54可以为任意适合的接口，其用于转换用来在显示器设备32(如RAMDAC、单端或不同传送器等)上显示的缓存存储器中的数据。
如上所述，功率控制器60与图形子***40通信并且利用常规的能耗技术(如时钟及电压节流、降低能耗，或否则使这些元件全部或部分关闭)控制显示器接口54；存储控制器52；图形引擎42；总线接口58；及图形存储器50中的每一个或部分及一个或更多的能耗。功率控制器60可以由总线20上的信号控制，或其他方式，并且可以适用于例如ACPI标准。
图形子***30以与图形子***40同样的方式操作。例如，图形子***30使用存储控制器72访问主存储器14或子***30的局部存储器中的帧存储器。显示器接口74对该帧存储器取样并且在直接连接至显示器的视频输出连接器处显示图像。为了尽力提供经济的集成元件，图形子***30提供有限的功能。例如，图形子***30的图形分辨率、存储器、图形处理速度、3D图形能力等等相对有限，并且比图形子***40的外部图形处理器42运行的慢。
可选扩展的图形子***40提供更高的计算及图形性能。当存在图形子***40时，图形子***40可以物理的直接连接至第一显示设备(例如监视器、LCD平板等等，图中未示出)，而图形子***30可以物理的与第二显示设备互连以便使图形子***30可以驱动第二互连显示设备32。例如，Microsoft Windows XP通过使用DualView选项支持同时使用多个物理显示器。通过使用多个显示器，应用程序软件202及操作***的其余部分可以呈现图形以便同时呈现至存储器50的帧存储器及存储器14的帧存储器中。通常多个显示器用在以下三种架构中：第一种架构中，同一图形呈现至两个帧存储器；第二种架构中，与第一种架构不相关的不同的图像呈现在不同的监视器上，实际上给终端用户两个用于应用程序的桌面；在第三种架构中，两个帧存储器可以用作单独的扩展桌面。现有的操作***可以根据互连的图形子***的特性及能力有选择的在每一个显示器上呈现图像。因此，例如，为输出至互连的显示器，呈现三维图形的应用程序可以在与支持这样加速的子***互连的显示器上使用硬件加速来这样做。
计算增强图形，例如三维图形、游戏图形等由图形子***40更有效的执行。因此设备10内扩展的图形子***40的使用使终端用户可以体验最新的图形增强应用程序，例如游戏、计算机辅助设计软件、动画软件、呈现软件等等。方便的是，终端用户可以按照需求选择及替换以及更新扩展的图形子***40。过去，附加的图形计算电源仅仅在计算设备工作状态有效。随着移动计算设备上扩展槽的出现，这样的计算电源对便携式电脑如手提式个人电脑的所有者可用。当然，图形子***40上的高(或不同)性能图形引擎42的使用增加了设备10的总体能耗。由电池、燃料电池等形式的DC电源38供电的计算设备可能无法承受所增加的能耗。
同时，存在具有图形引擎42的扩展图形子***40时，图形子***30肯能是多余的。例如，如果多个物理显示器没有连接至设备10，图形子***30则不起作用。因此可以关闭图形子***30。可选的，存在控制图形子***30运行的功率控制器70时，当图形子***30没有应用时还可以进入低能耗模式。而且，功率控制器70可以禁用或者断开图形子***30的部分，或对图形子***30的部分进行时钟或电压节流。
本发明的一个范例性的实施例中，软件200适用于在存在图形子***30时使设备10选择性的禁用高能耗图形子***40。
如图4所示，计算设备10进一步包括切换开关56。切换开关56在第一及第二输入端接收由子***40及子***30生成的视频信号。切换开关56可以为任意适合的视频切换开关，如多路转换器，并且可操作于在其视频输出连接器的两个信号输入端处呈现常规视频信号中的一个。切换开关56的输入端处呈现的信号可以为常用的视频信号如数字信号(如LVDS或TDMS格式等等)或模拟信号(如VGA格式)。如果切换开关56配置为接收数字及模拟输入信号，或在任一输出端中提供视频，则切换开关56可以包括格式转换器。而且，切换开关56可以包括一个或更多视频输出端以允许连接数字或模拟显示器设备32中的任一或两者
切换开关56进一步包括控制输入端(CNTRL：controlinput)。控制输入端控制将哪一路输入信号提供至切换开关56的视频输出端。在所描述的实施例中，响应于对设备10所需要或期望的电源模式的变化的检测或判定，控制输入端由处理器12通过通用的输入输出(GPIO)接口(图中未示出)进行切换。为清晰起见，切换开关56设置为如果设备10运行在低能耗模式则选择由图形子***30生成的常规视频信号。相反的，如果设备10运行在高能耗模式则选择由高性能的外部图形子***40生成的视频信号。相似的，提供至图形子***40或图形子***30的功率可以降低或禁用。切换可以动态实施，当设备10在使用时，不需要重启设备10(即冷启动或热启动)。
为达到以上所述，上述计算设备10还可以包括至少一个功率控制器60。在所描述的实施例中，功率控制器60形成承载图形子***40的***扩展卡46的部分。然而，功率控制器60还可以形成计算设备10的主板的部分，或作为接口16的部分。如果功率控制器60形成扩展卡46的部分，可以具有更强的适应性以控制图形子***40的运行。如果功率控制器60形成计算设备10的部分，可以仅具有禁用图形子***电源的能力。
使用***存储器12中的软件200来配置及控制切换开关56及功率控制器60。因此图5为流程图，展示了用于在本发明实施例的范例性的两个可用能耗模式之间切换设备10的范例性软件方块图S500。
在描述方块图S500之前，需要简单的解释驱动程序210a、210b、212a、212b、214及216如何常规的控制相关的计算设备(如设备10)的运行。通常，在设备10加电后，操作***加载设备10运行所需的任何驱动程序，包括驱动程序210a、210b、212a、212b、214及216。存在两个图形子***30及40时，加载两个显示器驱动程序212a及212b以及微型端口元件210a、210b。元件/驱动程序210a、210b、212a、212b进一步估计哪个显示器与图形子***30及40物理互连，并且设置适当的状态变量存储入识别互连显示器的存储器(如操作注册登陆项)中。上述互连的显示器可以由元件/驱动程序210a、210b、212a、212b逻辑激活并且在之后物理激活。应用程序软件202使任何互连的、逻辑使能的显示器的启动及使得多个适配器的使用可以如上述运行。当然，如果仅一个单独的显示器连接至两个图形子***30、40那么可以仅启动一个子***。应用软件202以游戏、终端应用程序等形式通过操作***及元件/驱动程序210a、210b、212a、212b操作、利用现有的设备。因此，应用程序软件202可以利用由当前可用的(或激活的)子***30或40提供的资源呈现图形。按照所需，应用程序软件202中的特定应用程序，在缺乏用于其运行所需的激活的硬件时，可以中止运行。
现在，本发明实施例的范例，当设备10最初加电时，估计设备10的功率状态。按照需要及如下详述，功率控制应用程序220配置子***30及40以及切换开关56。
本发明实施例的范例性的软件方块图S500，在主存储器14中的功率控制应用程序220的控制下由处理器执行。每次设备10经历状态/模式改变时执行方块图S500，图形子***30及40应为此相应的进行配置。如图所示，在方块图S502中功率控制应用程序220判定设备10采用高能耗模式，或低能耗模式。
设备10所期望的能耗模式及能耗模式之间的转换由控制应用程序220根据多个因素进行控制。
尤其，例如，功率控制应用程序220可以响应于检测到或判定的基于设备10的总体有效电量的能耗条件的任意值、或者可用能源、以及设备10的运行环境，来控制控制设备10所期望的能耗模式(如低能耗模式或高能耗模式)。
例如，如果功率控制应用程序220直接或间接的检测到设备10的可用电功率下降，则设备10可以采取期望的低能耗模式。当例如，如果检测出DC电源38存储的能级(如mAh)或瞬时有效电功率降至阈值之下；检测出AC电源为拔掉插头断开电路；或者检测出如果设备10为手提式个人电脑并且从对接部位分离时，可以检测出有效电功率的下降。
可选的，设备10的图形子***30、40可以转换为低能耗模式以容许现有的电源/能源在设备10的子***30、40及其他***设备或元件之间分配。例如，如果***设备，如USB设备挂接至以电池运行的设备；如果以DC电源运行的设备10互连的显示器的亮度级超过阈值；如果PS/2键盘/鼠标挂接至以电池运行的设备10；如果外部设备灯开启；如果激活无线/有线网络接口；如果在以电池运行的设备10上其他附加元件(例如打印机、光盘驱动器、扫描仪等等)成为可运行的，可由功率控制应用程序220执行图形子***30、40的向低能耗模式的转换。同样的，如果无线接口的带宽使用上升超过阈值，则适合分配更少的电源至子***30、40。而且，功率控制应用程序220可以监视互连的***设备的当前/运行条件的变化以便决定切换至低能耗模式。
相似的，可以由功率控制应用程序220可选的或附加的推断出设备10所期望的低能耗模式。例如，如果观察到相当不活跃的限定的周期；如果设备10的外壳在物理上从开启位置成为关闭；如果用户使设备10进入“休眠模式”，“待机模式”或者相似的模式；或者如果外部监视器进入节约功率模式，可以得出这样的推断。
同样的，如果不再需要高能耗图形子***40的处理能力时可以推断出设备10期望低能耗模式。例如，如果图形加强应用程序例如3D游戏终止(即关闭)；或者潜在的要求高的应用程序从高图形加强窗口切换至低图形加强窗口；如果关闭所有应用程序(并且背景图像简单且非图形加强)，则不再需要高能耗图形子***40。相似的，如果挂接外部监视器；如果网络接口带宽使用下降至低于阈值；如果操作***在DOS模式(如Windows 98在DOS模式中)，可以推定为不需要高能耗子***40。
功率控制应用程序220的其他示例可以用于推断包括在不使用图形处理时，类似占用***资源的软件应用程序的启动所期望的低能耗模式。软件应用程序示例可以包括无用户接口，或消耗大量处理器资源的基于字符的用户接口(如DOS)的应用程序；启动主硬式磁盘机扫描的应用程序；执行***备份的应用程序；等等。同样，运行非图形加强的控制台应用程序(如在Vista、MacOS中消失的非控制台应用程序)、或者向如DOS/Unix命令解释程序的基于字符的命令解释程序的切换、由终端用户或其他应用程序软件启动，可以作为不再需要图形资源的指示，并且适合切换至低能耗模式。而且，可以将设备10转换至其低能耗状态的功率控制应用程序220可以监视相关的应用程序的启动。
功率控制应用程序220还可以推断所期望的低能耗模式，并且一旦一个(或全体)用户注销，或者如果互连的监视器的屏幕的分辨率降低、低于限定的阈值，则将设备10转换至低能耗模式。
可选的，用户可以明确的或隐含的使高能耗模式子***40退出，导致功率控制应用程序220将设备10转换至需要子***30的状态。如果子***30故障，或OS未检测到子***30，或所需的驱动程序未安装或升级，还可以由功率控制应用程序220实施上述过程。而且功率控制应用程序220可以检测到子***30和/或其驱动程序的存在。
进一步，功率控制应用程序220还可以检测设备10的整体运行环境，以便判定设备10是否转换至其低能耗模式。例如，设备10可以响应于检测出设备10(或其部分如图形子***40的元件)的温度已经超出预设的阈值而转换至其低能耗模式。
设备10的功率控制应用程序220在包括可用功率整体增加的情况下，例如如果在充电时，电池能级或可用瞬时功率升至超过阈值；如果设备10连接至AC电源输出端，将子***30、40转换至高能耗模式。
同样，如果由设备10的除子***30、40之外的部分消耗低能耗，则设备10的功率控制应用程序220可以将子***30、40转换至高能耗模式。例如，如果在以电池运行的计算设备的外部或背景灯关闭；如果USB设备与以电池运行的计算设备分离；如果其他***设备，如PS/2键盘/鼠标、外部媒体驱动器(如CD/DVD等等)、打印机、扫描仪等等与以电池运行的计算设备分离；如果***设备(如扫描仪、打印机等等)停止运行；如果***设备，如使以电池运行的设备中的无线/有线调制器/网络接口停用；或者如果以电池运行的设备中的网卡带宽使用降至阈值之下，则功率控制应用程序220可以实施向高能耗模式的切换。
可选的，功率控制应用程序220可以直接或间接的检测更高能耗图形子***的需求。这可以简单的发生，例如，可以由功率控制应用程序220检测到用户已从启动的屏幕登陆；通过检测到严格要求的软件应用程序如3D游戏已经启动；通过检测到应用程序已经由高图形加强窗口切换至低图形加强窗口；通过检测到用于视频应用程序(如编码的视频流的每秒比特数)的带宽使用已经增加至超过阈值；通过检测到所有的图形图像正被展现，例如作为关闭应用程序的结果，以展现图形加强背景图像或其他应用程序；通过检测到最大的基于字符的应用程序(如DOS)减小或终止，因此展现其他应用程序的窗口；通过检测到发生从基于字符的终端如DOS/Unix，向图形OS终端如Windows/X-Windows的切换；如果控制台图形应用程序的优先级增加(Linux、Unix中的“nice”指令)；如果挂接外部监视器(或者启动挂接的外部监视器)；或者如果互连的显示器的屏幕的分辨率增加，超过限定的阈值。
如果扩展卡包含的***40为热交换的；(如***的)；如果以DC运行的设备从睡眠模式唤醒；如果设备10的机壳从物理上从关闭位置打开，或相反被激活，则还可由功率控制应用程序220直接或间接的检测高能耗的图形子***40的需求。而且，所期望的高能耗模式可导致功率控制应用程序220使设备10切换至高能耗模式，这时，子***40是应用/激活的。
相似的，用户启动与设备10的交互可以导致功率控制应用程序220从低能耗状态切换至高能耗模式。例如，通过与功率控制应用程序220的图形用户接口的交互，用户可以明确的决定使用高能耗子***40。
可选的，用户可以使低能耗子***30退出，导致功率控制应用程序220将设备10转换至需要子***40的状态。这可以当例如用户为子***30升级驱动程序时发生。同样，如果由于未检测到子***30，例如，由于故障的原因或未安装相关的驱动程序而未检测到子***30，则功率控制应用程序220可以将设备10置于其高能耗状态。
当然，如果对于设备10来说实际上有可用的充足电量提供至图形子***40，那么仅需要实施向高能耗状态的切换。
为清晰起见，用户可控制的参数及首选项可以控制子***30、40的模式及使用之间的转换。这样的首选项可以包括功率控制应用程序220是否在上述转换条件，和相关参数(如可用DC电源/能源的阈值电平；网络适配器带宽使用；视频流带宽阈值；监视器分辨率阈值；空闲时间；温度等等)下在高能耗模式及低能耗模式之间转换。这样的首选项及参数可以通过功率控制应用程序220的图形用户接口(图中未示出)进行调节。
当设备10恢复(或转换至)其高能耗模式，则执行方块图S504-S510。如果子***40还不为其完全运行(高能耗)模式，则在方块图S504中子***40置于其完全运行(高能耗)模式。例如，在微型端口驱动程序元件210b的控制下，由处理器12向功率控制器60提供适合的信号而执行上述过程。接着，子***40及任何挂接的显示器在方块图S506及S508中逻辑上激活。可通过向即插即用驱动程序214发出API指令实现此过程，使其可以检测子***40的存在，然后列举新的激活的设备以获得指定的名称。一旦知道名称，操作***对于新激活的子***40及互连的显示器为可使用的。注意“逻辑地”激活及禁用是指配置操作***使用相关图形子***及设备以呈现或不呈现图形。在Windows XP环境中，显示器可以由激活的扩展的桌面激活，同时子***30、40的显示器处于激活。
子***30和/或任何挂接至子***30的显示器在方块图S510中可以逻辑禁用。最终，生成适合的API指令以使子***40的逻辑显示器、主(或唯一)显示器由操作***识别。
通过适合的操作***API指令，或否则通过设置适合的存储器存储状态信息来执行方块图S506及S510。另外，在步骤S508中切换开关56进行切换从而使图形子***40的输出提供至互连的显示器26。具体而言，在Windows XP环境中，可以利用公知的EnumDisplayDevices()指令估计互连的逻辑显示器。此后，为从一图形子***切换至其他图形子***，可以通过逻辑激活两个显示器(并因此激活图形子***)来逻辑激活图形子***(30或40)，并且此后利用ChangeDisplaySettingsEX( )API指令逻辑激活单独的显示器。
这将逻辑激活两个图形子***并因此禁用其中之一。设置的模式为扩展桌面模式。图形子***30可以以同样方式逻辑禁用。可选的，当图形子***30禁用或不存在时，驱动程序210b可以限制有关图形子***30的任何查询，从而使操作***的剩余部分察觉图形子***30。
当设备10将要转换至，或恢复低能耗模式时，执行方块图S512-S518。广义地说，当图形子***30激活时，图形子***40禁用并被置于其低能耗模式。为此，在方块图S512及S514中激活图形子***30。而且，激活图形子***30还可以通过在方块图S512中产生适合的API指令(如参照方块图S506的上述描述)及图形子***30的相关驱动程序210a、逻辑激活图形子***30来实现，并且在方块图514中以与步骤S510中逻辑禁用图形子***30相同的方式逻辑禁用子***40来实现。通过适合的操作***API指令，如上述的EnumDisplayDevices( )及ChangeDisplaySettingsEX( )指令，或直接与硬件通信可以再次执行方块图S512与S514。
在显示器逻辑禁用之后，在方块图S518中驱动程序212的API指令可以用于物理的将图形子***处于低能耗模式。如上所述，处理器12向功率控制器60提供适合的信号将图形子***40处于其低能耗状态。在其最简化的形式中，功率控制器60断开对图形子***40或者图形子***40的元件的电力供应。可选的，功率控制应用程序220可以指示功率控制器60使图形子***40处于低能耗睡眠模式，如ACPI标准定义的设备电源状态的其中之一。不管怎样，在低能耗模式，电压被节流，和/或适配器40的全部或部分被降低电源和/或由适配器40使用的选择时钟变慢。
一旦激活图形子***30，应用程序202中的另一个通过驱动程序/元件210a及212a通过图形子***30继续呈现图形。
另外，在所描述的实施例中，在方块图S518中图形子***40的能耗下降可能导致接口驱动程序216(图3)响应于查询，或否则响应于总线20上的图形子***40的即插即用驱动程序214的不存在而发射信号。若驱动程序及元件212、210没有进一步的改动，即插即用驱动程序214将响应而为连接在总线接口16与图形子***40之间的总线释放分配的资源。如果这样，改变功率的图形子***40将在即插即用驱动程序214及总线驱动元件216的控制下，导致接口16在总线20上重新处理链接。如存储器地址空间、中断等的资源将相应的重新分配。
因此，为了避免不必要的连接处理，如图6中的步骤S600所示，软件过滤应用程序218处理由总线接口驱动程序216生成并被引导至即插即用驱动程序214的所有信息。在方块图S602中，识别图形子***40的低能耗模式或者不存在，通知即插即用适配器图形子***40不再有效的任何信息将被截取。每个这样的信息替换为在步骤S604中生成的指示图形子***40实际上有效的信息。以这种方式，即插即用驱动程序214，以及总线驱动程序216不会察觉图形子***40的低能耗状态(或无能耗状态)，并因此不会释放总线20上的与将图形子***40连接至接口16的连接相关联的资源，所述资源。
有利地，配置如所述的切换开关56及图形子***40以及图形子***30，降低能耗并使得设备10仅消耗两个图形处理器其中之一所需要的能耗，从而减少整体的能耗并节约电池的寿命。例如，商务旅客通常以电池运行模式(DC电源)使用便携式计算机。这些用户在旅行时通常的使用范围包括文字处理、展示及电子邮件的应用。这些应用不需要由外部图形子***40提供的重负荷的图形加速。从使用第二(如外部)图形子***40向使用具有较低的平均能耗的第一(如集成)图形子***30的转换，有助于在高性能图形处理与低能耗之间达到平衡而不牺牲整体***性能。
图7为本发明另一实施例的范例性计算设备10′的部分的简化方块图的示例。计算设备10′与计算设备10大体相似。计算设备10′的与设备10中元件具有相同功能的元件带有标记“′”，因此不再详细描述。然而，简而言之，设备10′包括两个图形子***30′及40′。而且，图形子***30′包括图形引擎32′、存储器控制器72′、显示器接口74′及总线接口78′。第二图形子***40′通过高速总线20′与图形子***30′相通信。图形子***40′包括其自身的图形引擎42′；存储器控制器52′；显示器接口54′。图形子***40′进一步与图形存储器50′相通信。尤其是，设备10′不包括用于控制图形子***30′及图形子***40′中哪个与显示器26′互连的切换开关。然而，为清晰起见，图形子***40′适应于穿过总线20′将图形呈现至存储器14′。
对设备10′的运行进行控制的软件的结构与设备10的软件结构相似。然而，当设备10′在高能耗状态与低能耗状态之间转换时，控制设备10′的运行的软件的结构的部分不同于设备10相应的部分。
具体而言，图8示出的本发明实施例的范例性的软件方块图S800中，可由处理器12′在设备10′的***存储器中的软件的控制下执行。而且，方块图S800可以在每次设备10′经历状态改变时执行，为此子***30′及40′应进行相应的配置。如图所示，在方块图S802中，软件决定了设备10′是否应采取其高能耗模式，或其低能耗模式。
当设备10′将要恢复(或转换至)其高能耗模式时，执行方块图S804-S810。在方块图S804中，如果图形子***40′还未处于其完全运行(高能耗)模式，则将图形子***40′置于其完全运行(高能耗)模式。可以通过控制图形子***40′的驱动程序提供适合的信号至功率控制器60′而实现。然后，在方块图S806及S808中激活图形子***40′。而且，可以在方块图S804中通过逻辑禁用与图形子***30′相关联的任意互连显示器，以及在方块图S808中逻辑激活与图形子***40′连接的显示器来实现。通过适合的运行***API指令，如上述的EnumDisplayDevices( )及ChangeDisplaySettingsEX( )指令，或通过直接与硬件通信，可以再次执行方块图S806及S808。
尤其，没有物理的显示器连接至图形子***40′。由于缺少切换开关56(图4中设备10的元件)，在步骤S810中，控制图形子***40′运行的驱动程序软件被配置呈现图形子***30′的缓存存储器中的图像而不是呈现相关联的存储器50′中的图像。方便的是，存在高速总线20(具体而言，例如，PCIe总线)时，这样的呈现可以穿过总线20，这部分归因于由总线使能的转换速度。
同样，用于图形子***30′的驱动程序进一步配置为使得图形子***30′的显示器接口74′对存储器14′中的帧缓存器抽样，从而使在存储器14′中的帧缓存器中的由图形子***40′呈现的图像显示在互连的显示器26′上。同时，用于图形子***30′的驱动程序可以指挥图形子***30′的图形引擎32′保持大体上的休眠或空闲。运行的模式在仅有图形子***40′及图形子***30′的有效的方块图的图9A中以交叉阴影线示出。
为清晰起见，在图9A的实施例中，不使用存储器50′及显示器接口54′。如上所述，这些功能模块可以从图形子***40′中去除以降低成本。生产这样的图形子***是有益的，因为图形子***40可以制造以补足子***30′提供的功能。例如，子***可以提供图形引擎42′，其可以提供3D图形或视频编码能力。图形引擎32′可以不包括这些能力。同时，子***40′不必要包括由图形引擎32′提供的2D图形能力。当需要附加功能时，用户可以依次增加图形子***30′。
当设备10′将要转换至，或恢复其低能耗模式，执行方块图S812-S818。概括地说，图形子***40′部分的或全部的禁用并置于其低能耗模式，并由图形子***30′再次执行呈现。为此，在方块图S812中，可激活任何与图形子***30′关联的互连显示器，并且在方块图S814中可以逻辑禁用任何与图形子***40′物理连接的显示器。接着，控制图形子***30′运行的软件再次配置为使得图形子***30′呈现存储器14中的图像。显示器接口74′继续对存储器14′抽样以将图像显示在与端口78′互连的显示器26′上。同样，在S818中，处理器12′首先提供适合的信号至功率控制器60′，将图形子***40′置于其低能耗状态。在其简化形式中，功率控制器60′断开对图形子***40′的能源供应或将图形子***40′置于低能耗睡眠模式。而且，在此低能耗模式中，电压受到节流，和/或图形子***40′的全部或部分能耗降低和/或使由图形子***40′使用的被选时钟变慢。具体而言，图形子***的图形引擎42′保持空闲或大体上空闲(如减慢、关闭或降低能耗)。运行的模式在仅具有图形子***40′及图形子***30′的有效的方块图的图9B中以交叉阴影线描述。失效的/空闲的功能块可以完全关闭，或以降低的电压或时钟速度运行。
可选的，当不使用图形引擎32′时，可以禁用图形子***30′的部分。上述过程可以通过将图形引擎32′及其他元件置于一个或多个可通过GPIO或相似电路禁用的电压岛而易于实现，图形子***40′随时负责呈现图像。
其他可变形式也是显而易见的。例如，在图9A中所示的高能耗模式中，图形子***30′及图形子***40′都可以呈现至存储器14′或存储器50′。这样，两个图形子***30′及40′可以一起运行，每一个子***将交替帧提供至存储器14′或将每帧的交替部分(如扫描线)提供至存储器14′。
在其他实施例中，附加显示器可以连接至图形子***30′及40′使得在高能耗模式下同时使用多个显示器。这样，显示器接口54可用于驱动第二显示器。接着转换至低能耗模式，设备10′可以如图9B所示配置以运行。
相似的，设备10′(或10)可以包括多个连接至总线20′(或20)的附加图形子***，其全部都可以在高能耗模式中得以激活，并通过图形子***30′的显示器接口74′呈现图形。一转换至低能耗模式，附加图形子***可被禁用并由图形子***30′的图形引擎32′呈现。
在如图10中所示的另一个实施例中，计算设备10可以包括直接存储器存取(DMA)控制器90。DMA控制器90可将数据从存储器50′传输至存储器14′。这样，在设备10′的高能耗模式中，图形子***40′可以呈现图像至存储器50′。接着由DMA控制器90将所呈现的图像传输至存储器14′的帧缓存器中。DMA控制器90′可以形成图形子***30′或40′的部分(例如作为图形引擎32′或42′的DMA引擎)，或者否则置于计算设备10中。数据可以穿过总线20′或否则直接从存储器50′传输至存储器14′。显示器接口74′继续按照上述的运行，对存储器14′中的帧缓存器抽样以在显示器26′上显示所呈现的图形。而且，图10中设备10′的在其高能耗模式的有效的块在图10中以交叉阴影线描述。
在进一步的实施例中，由于将适配器40置于其低能耗模式(或关闭模式)，因此即插即用驱动程序214(图3)可以管理从图形子***40(或40′)向图形子***30(或30′)的转换。相似的，即插即用驱动程序214可以处理适配器40的功率变化，而不需要驱动程序元件的改进，或附加的元件214。
当然，上述的实施例的目的仅仅为了描述而不作任何限定。实施本发明的所描述的实施例容易进行多种形式、部分的设置、细节及运行的顺序上的改进。本发明将包含按照其权利要求所限定的范围内的所有这样的改进。

Claims (27)

1.一种电子设备，包括：
帧缓存器；
第一图形子***，其可操作以呈现图形；
第二图形子***，其可操作以呈现图形；
显示器接口，其将所述帧缓存器中的图形显示至与所述显示器接口互连的显示器；
总线，其与所述第一图形子***、所述第二图形子***以及所述帧缓存器相通信；以及
处理器，其响应于检测到期望的低能耗状态而执行使得所述处理器将所述电子设备从第一模式转换至第二模式的处理器可执行指令，在第一模式中，所述第二图形子***使用所述总线呈现图形于所述帧缓存器中，在第二模式中，所述第一图形子***呈现图形于所述帧缓存器中，并且所述第二图形子***置于低能耗模式，不需要重启所述电子设备。
2.根据权利要求1所述的设备，进一步包括总线接口，其提供与所述处理器通信的扩展总线，并且其中所述第一图形子***与所述总线接口结合。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二图形子***形成在对接部位处。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一图形子***、所述第二图形子***及所述处理器包含在主板上。
5.根据权利要求1所述的设备，进一步包括与所述总线互连的***设备扩展卡，并且其中所述第二图形子***形成在所述***设备扩展卡上。
6.根据权利要求1所述的设备，进一步包括功率控制器，其与所述第二图形子***互连以使所述第二图形子***在所述低能耗模式下运行。
7.根据权利要求1所述的设备，进一步包括功率控制器，其与所述第一图形子***互连以使所述第一图形子***在所述第一模式下运行。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述总线包括PCI高速总线。
9.根据权利要求6所述的设备，其中所述功率控制器在所述第二模式中断开对所述第二图形子***至少一部分的电力供应。
10.根据权利要求6所述的设备，其中所述功率控制器在所述第二模式中降低所述第二图形子***的存储器时钟及像素时钟中的至少一个。
11.根据权利要求6所述的设备，其中所述功率控制器在所述第二模式中降低提供至所述第二图形子***至少一部分的电压。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器可执行指令响应于用户的选择而将所述电子设备置于所述第二模式中。
13.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器可执行指令响应于检测到降低的功率条件而将所述电子设备置于所述第二模式中。
14.根据权利要求13所述的设备，进一步包括DC电源。
15.根据权利要求14所述的设备，进一步包括电源，其连接至AC电源，并且其中所述降低的功率条件包括检测所述电子设备不再由连接至所述AC电源的所述电源提供电力。
16.根据权利要求14所述的设备，其中所述降低的功率条件包括检测所述DC电源的低功率条件。
17.根据权利要求1所述的设备，进一步包括：
局部存储器，其与所述第二图形子***关联；
直接存储器存取控制器，其在所述局部存储器与帧缓存器之间传输数据；
其中所述第一图形子***包括显示器接口，以将所述帧缓存器中的图像显示至所述显示器，并且其中在所述第一模式中，所述第二图形子***将图形数据呈现至所述局部存储器并且所述直接存储器存取控制器将所述图形数据传输至所述帧缓存器。
18.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一图形子***及所述第二图形子***，分别包括第一及第二图形引擎，并且其中所述第二图形引擎在所述第二模式中保持空闲。
19.一种操作具有第一及第二图形子***的计算设备的方法，所述方法包括：
在高能耗模式中，利用所述第二图形子***以将用于显示在互连的显示器上的图形呈现至帧缓存器；
执行软件，以便：
检测所述计算设备的期望的低能耗模式；
响应于检测到所述期望的低能耗模式，将所述第二图形子***置于低能耗模式；以及
当所述第二图形子***处于所述低能耗模式时，配置所述第一图形子***以将用于显示在所述互连的显示器上的图形呈现至所述帧缓存器。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述软件通过检测使用DC电源的所述计算设备的运行来检测所述期望的低能耗模式。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述计算设备为便携式计算设备，并且所述第二图形子***形成在通过***设备扩展总线与所述计算设备互连的***设备扩展卡上。
22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括执行所述软件以便：
检测所述计算设备的所述高能耗模式并作为响应而配置所述第二图形子***以将图形呈现至所述帧缓存器。
23.根据权利要求19所述的方法，其中所述帧缓存器是所述第一图形子***的帧缓存器。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述第二图形子***将图形呈现至所述第一图形子***的所述帧缓存器，是通过当所述第二图形子***处于所述高能耗模式中时，将所述图形呈现至所述第二图形子***的帧缓存器，并且当所述计算设备处于所述高能耗模式中时，将所述图形从所述第二图形子***的所述帧缓存器传输至所述帧缓存器。
25.一种操作具有第一及第二图形子***的计算设备的方法，所述方法包括：
在低能耗模式中，使用所述第一图形子***以将用于显示在互连的显示器上的图形呈现至帧缓存器；
执行软件，以便：
检测所述计算设备的期望的高能耗模式；
响应于检测所述期望的高能耗模式而将所述第二图形子***置于高能耗模式；并且
配置所述第二图形子***以将用于显示在所述互连的显示器上的图形呈现至所述帧缓存器。
26.一种便携式计算设备，包括：
容纳DC电源的外壳；显示器；与所述显示器互连的显示器接口；中央处理器；第一图形子***；主板上的存储器，所述显示器接口用于将来自所述存储器中的帧缓存器的图形显示至所述显示器；
***设备扩展槽，其形成在所述外壳中；
第二图形子***，其在所述***设备扩展槽内的***设备扩展卡上，
所述存储器存储功率管理软件，当执行所述功率管理软件时，响应于检测到期望的低能耗模式，将所述***设备扩展卡上的第二图形子***从高能耗模式转换至低能耗模式，并且使用所述第一图形子***将用于显示在所述显示器上的图形呈现至所述帧缓存器，在所述高能耗模式中，所述***设备扩展卡上的所述第二图形子***将用于显示在所述显示器上的图形呈现至所述帧缓存器。
27.根据权利要求26所述的便携式计算设备，进一步包括连接至AC供应的AC电源，并且其中所述检测期望的低能耗模式包括检测所述便携式计算设备从所述连接至所述AC供应的AC电源向所述DC电源的电力转换。
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