KR20070016591A - 3차원 그래픽스 가속 장치에 공급되는 전압을 제어하는장치 및 방법, 그를 이용한 3차원 그래픽스 가속 장치 - Google Patents

3차원 그래픽스 가속 장치에 공급되는 전압을 제어하는장치 및 방법, 그를 이용한 3차원 그래픽스 가속 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3차원 그래픽 이미지를 생성하는 3차원 그래픽스 가속 장치에 전력을 공급하는 데 있어서, 저전력으로 원하는 성능을 나타낼 수 있도록 하는 DVS(Dynamic Voltage Scaling)을 이용한 전압 제어 장치 및 방법, 그를 이용한 3차원 그래픽스 가속 장치에 관한 것이다. 그 전압 제어 장치는 1초당 재생되는 프레임의 개수인 FPS(Frame Per Second)가 소정 값을 초과하지 않도록, 3차원 그래픽스 데이터를 이용하여 3차원 그래픽스 가속 장치에 공급되는 전압과 주파수를 결정하는 전압제어부; 및 결정된 주파수를 가지는 전압을 3차원 그래픽스 가속 장치에 공급하는 전압공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 3차원 그래픽스 가속 장치를 이용하여 이미지를 생성하는 경우, DVS를 이용하여 생성되는 이미지의 FPS가 미리 정해진 임계치를 넘지 않도록 공급되는 전압과 주파수를 제어함으로써, 3차원 그래픽스 가속 장치의 성능은 일정 수준 이상으로 유지하는 동시에 소모되는 전력을 감소시킬 수 있으며, 특히 휴대용 기기에서 저전력을 사용하여 적은 양의 3차원 그래픽스 데이터를 처리하는데 있어 매우 효과적이다.

Description

3차원 그래픽스 가속 장치에 공급되는 전압을 제어하는 장치 및 방법, 그를 이용한 3차원 그래픽스 가속 장치{Voltage control apparatus and method, 3D graphics accelerator thereof}
도 1은 본 발명에 따른 전압 제어 장치의 전체적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2a, b, c는 DVS(Dynamic Voltage Scaling)을 이용한 전압 제어 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3은 도 1의 전압제어부에 대한 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전압 제어 장치의 또 다른 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명은 3차원 그래픽스 가속 장치에 관한 것으로서, 특히 3차원 그래픽스 가속 장치에 공급되는 전압을 제어하여, 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에서 소모되는 전력을 감소시키는 전압 제어 장치 및 방법, 그를 이용한 3차원 그래픽스 가속 장치에 관한 것이다.
3차원 그래픽은 3차원 공간의 물체를 높이, 폭, 길이의 세 가지 성분을 이용하여 표현한 뒤 그 영상을 보다 사실적으로 2차원인 모니터 화면에 나타내는 기술이다. 3차원 그래픽스 가속 장치는 형상 모델러(modeler)에 의해 기술된 기하학 형상을 입력으로 하여 시점이나 조명과 같은 파라미터를 적용하여 출력으로서 이미지를 생성하는 장치이다.
3차원 그래픽 가속 장치가 수행하는 일련의 처리를 그래픽스 파이프라인이라 하는데, 그래픽스 파이프라인에서의 처리는 어느 한 곳이라도 늦은 부분이 있으면 전체 파이프라인의 속도가 저하되는 특징을 가진다. 따라서 일반적으로 상기 3차원 그래픽스 가속 장치는 각 처리단위 마다 마감 시간(dead line)을 가지고, 각 마감 시간 내에서 전원 공급 장치로부터 전력을 공급받아 이미지를 생성한다.
최근 들어, 3차원 그래픽스 가속 장치를 이용하여 이미지를 디스플레이하는 휴대 전화와 같은 휴대용 기기들이 개발되고 있다. 상기 휴대용 기기는 휴대용 배터리(battery)의 용량 한계에 따라, 데스크 탑 컴퓨터 등과는 달리 저전력에서 동작하는 것이 필수적으로 요구되며, 전력 소모를 줄이더라도 일정 수준 이상의 성능을 가질 것이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 3차원 그래픽스 가속 장치의 성능을 일정 수준 이상으로 유지하는 동시에 전력 소모를 줄일 수 있도록 하는 전압 제어 장치 및 방법, 그를 이용한 3차원 그래픽스 가속 장치를 제공하는 것이다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 3차원 그래픽스 가속 장치의 공급 전압 제어 장치는, 1초당 재생되는 프레임의 개수인 FPS(Frame Per Second)가 소정 값을 초과하지 않도록, 상기 3차원 그래픽스 데이터를 이용하여 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 공급되는 전압과 주파수를 결정하는 전압제어부; 및 상기 결정된 주파수를 가지는 전압을 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 공급하는 전압공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 전압제어부는 동적 전압 스케일링(DVS, Dynamic Voltage Scaling) 방식을 사용하여 상기 전압과 주파수를 결정하며, 상기 생성된 이미지의 FPS가 상기 소정 값을 초과하는 경우 상기 공급되는 전압과 주파수를 감소시키는 것이 바람직하다.
상기 전압제어부는 상기 3차원 그래픽스 데이터로부터 상기 이미지의 특징 값을 추출하는 특징값추출부; 상기 3D가속부에 공급되는 전압 및 주파수와 상기 특징 값 사이의 관계를 저장하는 메모리; 및 상기 메모리에 저장된 상기 전압 및 주파수와 특징 값과의 관계를 이용하여, 상기 추출된 특징 값에 대응되는 전압과 주파수를 결정하는 전압/주파수검출부를 포함하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 메모리는 상기 3D가속부에 공급되는 전압과 주파수로 이루어진 복수의 쌍들 각각을 상기 특징 값들에 대응시켜 저장하거나, 상기 3D가속부에 공급되는 전압 및 주파수와 상기 특징 값 사이의 관계식을 저장한다.
상기 전압제어부는 상기 추출된 특징 값이 상기 메모리에 저장된 특징 값들보다 큰 경우에는, 상기 메모리에 저장된 전압 및 주파수들 중 최대 값을 상기 3D 가속부에 공급되는 전압과 주파수로 결정하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 특징 값은 버텍스(vertex) 개수, 텍스쳐(texture) 크기의 총합, 라이트(light)의 개수, 텍스쳐 필터링(texture filtering) 방식, 버텍스 쉐이더(vertex shader)에서 하나의 버텍스에 사용되는 명령어의 개수, 픽셀 쉐이더(pixel shader)에서 하나의 픽셀에 사용되는 명령어의 개수 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 전압제어부는 상기 3차원 그래픽스 데이터로부터 상기 버텍스의 개수와 라이트의 개수 중 적어도 하나를 추출하여 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 포함된 TnL(Transform and Lighting)에 공급되는 전압과 주파수를 결정하고, 상기 버텍스의 개수, 텍스쳐 크기의 총합과 텍스쳐 필터링 방식 중 적어도 하나를 추출하여 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 포함된 Rasterizer에 공급되는 전압과 주파수를 결정하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 전압제어부는 상기 3차원 그래픽스 데이터로부터 상기 버텍스의 개수와 버텍스 쉐이더에서 하나의 버텍스에 사용되는 명령어의 개수 중 적어도 하나를 추출하여 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 포함된 버텍스 쉐이더에 공급되는 전압과 주파수를 결정하고, 상기 버텍스의 개수, 텍스쳐 크기의 총합과 픽셀 쉐이더에서 하나의 픽셀에 사용되는 명령어의 개수 중 적어도 하나를 추출하여 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 포함된 픽셀 쉐이더에 공급되는 전압과 주파수를 결정하며, 상기 버텍스의 개수, 텍스쳐 크기의 총합과 텍스쳐 필터링 방식 중 적어도 하나를 추출하여 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 포함된 Rasterizer에 공 급되는 전압과 주파수를 결정한다.
상기 전압제어부는 상기 생성된 이미지의 FPS를 측정하는 FPS측정부를 더 포함하고, 상기 전압/주파수검출부는 상기 측정된 FPS가 상기 소정 값을 초과하는 경우 상기 공급되는 전압과 주파수를 감소시키는 것이 바람직하다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 3차원 그래픽스 가속 장치는, 3차원 그래픽스 데이터를 입력받아 이미지를 생성하는 3D가속부; 및 상기 이미지의 1초당 재생되는 프레임의 개수인 FPS(Frame Per Second)가 소정 값을 초과하지 않도록, 상기 3차원 그래픽스 데이터를 이용하여 상기 3D가속부에 공급되는 전압과 주파수를 결정하는 전압제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 3차원 그래픽스 가속 장치에 공급되는 전압을 제어하는 방법은, 1초당 재생되는 프레임의 개수인 FPS(Frame Per Second)가 소정 값을 초과하지 않도록, 상기 3차원 그래픽스 데이터를 이용하여 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 공급되는 전압과 주파수를 결정하는 단계; 및 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 상기 결정된 주파수를 가지는 전압을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 공급되는 전압을 제어하는 방법은 바람직하게는 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 전압 제어 장치 및 방법, 그를 이용한 3차원 그래픽스 가속 장치에 대해 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 전압 제어 장치의 전체적인 구성을 블록도로 도시한 것으로, 도시된 전압 제어 장치는 전압제어부(100) 및 전압공급부(110)를 포함하여 이루어진다.
전압제어부(100)는 입력되는 3차원 그래픽스 데이터를 분석하여, 3차원그래픽스가속장치(120)에서 생성되는 이미지의 1초당 재생 프레임 수(FPS, Frame Per Second)가 미리 설정된 임계치를 초과하지 않도록 3차원그래픽스가속장치(120)에 공급되는 전압의 크기와 그의 주파수를 결정한다. 예를 들어, 3차원 그래픽스 재생 장치에 1초당 30프레임의 재생이 요구되는 경우, 전압제어부(100)는 3차원그래픽스가속장치(120)에서 생성되는 이미지의 FPS가 30프레임이 넘지 않도록 상기 공급 전압 및 주파수를 결정한다. 즉, 전압제어부(100)는 3차원그래픽스가속장치(120)에서 생성되는 이미지의 FPS가 30 프레임을 초과하는 경우에는 상기 공급 전압과 주파수를 감소시키는 것이 바람직하다.
전압제어부(100)가 공급 전압 및 주파수를 결정하는 방법으로 DVS(Dynamic Voltage Scaling)가 이용되는 것이 바람직하다. 3차원그래픽스가속장치(120)에서 소모되는 전력(P)는 공급되는 전압(V)의 제곱에 비례하므로, 공급 전압(V)을 감소시켜 소모되는 전력을 줄일 수 있다. 그러나, 공급 전압을 감소시키면 3차원그래픽스가속장치(120)의 지연 시간(propagation delay)가 증가하여, 공급 전압의 주파수를 낮추어야 3차원그래픽스가속장치(120)가 안정적으로 동작하게 된다. 또한, 상기 공급 전압의 주파수는, 3차원그래픽스가속장치(120)가 모든 작업을 주어진 마감 시간(deadline) 이내에 끝내기 위한 주파수 값 이상이어야 한다. 상기 마감 시간은 3차원 그래픽스 가속 장치(120)의 1초당 재생되는 프레임의 개수에 의해 결정된다.
상기와 같이, 전력을 공급 받는 장치의 각 작업의 동작 상태를 고려하여 마감 시간의 제약 조건을 만족하는 가장 낮은 주파수로 조절하고, 주파수의 감소에 따라 공급 전압도 함께 감소시켜 전력 소모를 줄이는 것이 DVS(Dynamic Voltage Scaling) 이다.
도 2a, b, c는 상기 DVS(Dynamic Voltage Scaling) 방식을 설명하기 위해 도시한 그래프로, 도 2a는 마감 시간(25초)까지 50Mhz의 주파수로 5V의 전압을 장치에 공급한 경우로 31.25(J)의 전력이 소모되게 된다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 장치의 작업이 수행되는데 5×108의 사이클이 걸리는 경우, 50Mhz의 5V 전압을 장치에 공급하면 10초안에 작업이 완료되고 나머지 15초 동안의 유휴 시간(idle time)을 가지게 되며, 12.5J의 전력이 소모된다. 도 2c는 DVS를 이용하여 전압 및 주파수를 조정한 것으로, 20Mhz의 주파수를 가지는 2V의 전압을 장치에 공급하여, 유휴 시간을 없애고 소모되는 전력을 2J로 크게 감소시킬 수 있다.
전압공급부(110)는 전압제어부(100)가 결정한 전압 및 주파수에 따라, 3차원 그래픽스 가속 장치에 전력을 공급한다.
도 3은 도 1의 전압제어부(100)에 대한 실시예를 블록도로 도시한 것으로, 도시된 전압제어부는 특징값추출부(300), 전압/주파수검출부(310) 및 메모리(320)를 포함하여 이루어진다.
특징값추출부(300)는 입력되는 3차원 그래픽스 데이터로부터 3차원 그래픽스 가속 장치(120)에서 생성될 이미지의 특징 값들을 추출한다. 상기 특징값은 버텍스 (vertex) 개수, 텍스쳐(texture) 개수, 텍스쳐 크기의 총합, 재생될 객체의 실제 크기, 라이트(light)의 개수, 텍스쳐 필터링(texture filtering) 방식, 버텍스 쉐이더(vertex shader)에서 하나의 버텍스에 사용되는 명령어의 개수, 픽셀 쉐이더(pixel shader)에서 하나의 픽셀에 사용되는 명령어의 개수 등 상기 이미지의 특징에 대한 정보를 가지는 여러 값들이 사용 가능하다.
메모리(320)는 상기 추출된 특징값과 3차원그래픽스가속장치(120)에서 생성되는 이미지의 FPS가 상기 임계치를 초과하지 않도록 하는 공급 전압 및 주파수 사이의 관계에 대한 정보를 저장하고 있다. 상기 특징값과 FPS가 임계치를 초과하지 않도록하는 공급 전압 및 주파수 사이의 관계는 실험에 의해 미리 구해진 후 메모리(320)에 저장되어 있는 것이 바람직하다. 일실시예로서, 메모리(320)는 특징값들 각각에 대해, 생성되는 이미지의 FPS가 상기 임계치를 초과하지 않도록 하는 공급 전압 및 주파수를 대응시킨 테이블을 저장하고 있는 것이 바람직하다.
예를 들어, 버텍스 개수가 M이고 라이트의 개수가 L이며 상기 임계치가 30fps 인 경우, 실험을 통해 상기 이미지를 30fps로 재생하기 위해 3차원그래픽스가속장치(120)에 공급되어야하는 전압 및 주파수를 측정한 후, 상기 측정된 전압 및 주파수를 상기 버텍스 개수 M과 라이트 개수 L에 대응시켜 메모리(320)에 저장하는 것이 바람직하다.
전압/주파수검출부(310)는 특징값추출부(300)로부터 특징값들을 입력받아, 상기 입력된 특징값에 대응되는 공급 전압 및 주파수를 메모리(320)로부터 읽어들여 출력한다.
TnL(Transform and Lighting)과 Rasterizer로 구성되는 고정된 파이프 라인(fixed pipeline)을 가지는 3차원그래픽스가속장치(120)의 경우, 전압/주파수검출부(310)는 상기 TnL과 Rasterizer 각각에 대해 공급될 전압 및 주파수를 검출하는 것이 바람직하다. 상기 TnL은 입력되는 3차원 그래픽스 데이터를 2차원으로 변환하고 광원효과를 처리하며, 상기 Rasterizer는 상기 2차원으로 변환된 삼각형의 내부를 채움으로써 이미지를 생성한다.
다음의 표 1은 메모리(320)에 저장되는, 특징값과 상기 TnL에 공급되는 전압 및 주파수 사이의 테이블에 대한 일실시예를 나타낸 것이다.
Figure 112005043157784-PAT00001
표 1에서, M은 버텍스 개수이며, L은 라이트 개수이다. 또한, M1<M2<M3이고, L1<L2<L3이며, V1<V2< V3이고, F1< F2<F3이다. 특징값추출부(300)가 3차원 그래픽스 데이터로 부터 버텍스 개수가 M2이며, 라이트 개수가 L3인 것으로 특징값을 추출한 경우, 전압/주파수검출부(310)는 메모리(320)에 저장된 표 1의 테이블에서 상기 추출된 M2, L3에 대응되는 값인 V3, F3를 각각 공급 전압 및 주파수로 검출한다.
이하에서는, 표 1의 테이블을 참조하여 전압/주파수검출부(310)가 메모리(320)를 검색하여 입력된 특징값에 대응되는 전압 및 주파수를 검출하는 방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
특징값추출부(300)가 3차원 그래픽스 데이터로부터 추출한 특징값인 버텍스 개수가 m이며 라이트 개수가 l이라고 할때, M1<m<M2이고 L2<l<L3인 경우, 전압/주파수검출부(310)는 M2, L3에 대응되는 V3, F3 값을 공급 전압 및 주파수로 검출하는 것이 바람직하다. 또한, m<M1이고 l>L3인 경우, 전압/주파수검출부(310)는 M1, L3에 대응되는 V2, F2 값을 공급 전압 및 주파수로 검출하는 것이 바람직하다.
다음의 표 2은 메모리(320)에 저장되는, 특징값과 상기 Rasterizer에 공급되는 전압 및 주파수 사이의 테이블에 대한 일실시예를 나타낸 것이다.
Figure 112005043157784-PAT00002
표 2에서, S는 3차원 그래픽스 데이터에 포함된 텍스쳐 크기의 총합이며, T는 3차원 그래픽스 데이터에 사용되는 텍스쳐 필터링에 대한 정보를 가지는 값이다. 예를 들어, 상기 T는 none(텍스쳐 필터링을 사용하지 않음), bilinear, trilinear 중 하나의 값을 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어, T1은 none, T2는 bilinear, T3는 trilinear로 설정되는 것이 바람직하다.
버텍스 쉐이더(vertex shader), 픽셀 쉐이더(pixel shader) 및 Rasterizer로 구성되는 프로그래머블 파이프 라인(programmable pipeline)을 가지는 3차원그래픽스가속장치(120)의 경우, 전압/주파수검출부(310)는 상기 버텍스 쉐이더, 픽셀 쉐이더 및 Rasterizer 각각에 대해 공급될 전압 및 주파수를 검출하는 것이 바람직하다.
다음의 표 3은 메모리(320)에 저장되는, 특징값과 상기 버텍스 쉐이더에 공급되는 전압 및 주파수 사이의 테이블에 대한 일실시예를 나타낸 것이다.
Figure 112005043157784-PAT00003
상기 R은 버텍스 쉐이더에서 하나의 버텍스에 사용되는 명령어의 개수이다.
다음의 표 4는 메모리(320)에 저장되는, 특징값과 상기 픽셀 쉐이더에 공급되는 전압 및 주파수 사이의 테이블에 대한 일실시예를 나타낸 것이다.
Figure 112005043157784-PAT00004
상기 P은 픽셀 쉐이더에서 하나의 픽셀에 사용되는 명령어의 개수이다.
다음의 표 5는 메모리(320)에 저장되는, 특징값과 상기 Rasterizer에 공급되는 전압 및 주파수 사이의 테이블에 대한 일실시예를 나타낸 것이다.
Figure 112005043157784-PAT00005
도 4는 본 발명에 따른 전압 제어 장치의 또 다른 구성을 블록도로 도시한 것으로, 도시된 전압 제어 장치는 전압제어부(400), 전압공급부(410) 및 FPS측정부(430)를 포함하여 이루어진다.
FPS측정부(430)는 3차원그래픽스가속장치(120)에서 생성된 이미지의 1초당 재생되는 프레임 수인 FPS를 측정한다. 전압제어부(400)는 상기 측정된 3차원의 이미지의 FPS가 미리 설정된 임계치를 초과하는지 여부를 확인하여, 초과하는 경우 3차원그래픽스가속장치(120)로 공급되는 전압 및 주파수를 감소시킨다. 다음의 표 6은 전압제어부(400)가 측정된 FPS에 따라 공급 전압 및 주파수를 조정하는 방법에 대한 실시예를 나타낸 것이다.
Figure 112005043157784-PAT00006
표 6에서, V와 F는 현재 3차원그래픽스가속장치(420)에 공급되는 전압 및 주파수이고, V'와 F'는 측정된 FPS에 따라 전압제어부(400)가 조정한 공급 전압 및 주파수이다. 표 6에 도시된 바에 따르면, 전압제어부(400)는 현재 생성되는 이미지의 FPS가 15fps와 45fps 사이인 경우에는 현재 공급 전압 및 주파수를 유지하고, 15fps 이하인 경우에는 상기 공급 전압 및 주파수를 증가시키며, 45fps 이상인 경우에는 상기 공급 전압 및 주파수를 감소시키는 것이 바람직하다.
전압제어부(400)는 상기와 같이 FPS측정부(430)가 실제로 측정한 이미지의 FPS를 이용하여 공급 전압 및 주파수를 조정하는 동시에, 상기 도 3을 참조하여 설명한 제어 방법을 함께 사용하여 상기 공급 전압 및 주파수를 제어하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위에 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전압 제어 장치 및 방법, 그를 이용한 3차원 그래픽스 가속 장치에 의하면, DVS를 이용하여 생성되는 이미지의 FPS가 미리 정해진 임계치를 넘지 않도록 3차원 그래픽스 가속 장치에 공급되는 전압과 주파수를 제어함으로써, 3차원 그래픽스 가속 장치의 성능은 일정 수준 이상으로 유지하는 동시에 소모되는 전력을 감소시킬 수 있으며, 특히 휴대용 기기에서 저전력을 사용하여 적은 양의 3차원 그래픽스 데이터를 처리하는데 있어 매우 효과적이다.

Claims (27)

  1. 3차원 그래픽스 데이터를 입력받아 이미지를 생성하는 3차원 그래픽스 가속 장치에 공급되는 전압을 제어하는 장치에 있어서,
    상기 이미지의 1초당 재생되는 프레임의 개수인 FPS(Frame Per Second)가 소정 값을 초과하지 않도록, 상기 3차원 그래픽스 데이터를 이용하여 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 공급되는 전압과 주파수를 결정하는 전압제어부; 및
    상기 결정된 주파수를 가지는 전압을 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 공급하는 전압공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 전압제어부는
    동적 전압 스케일링(DVS, Dynamic Voltage Scaling) 방식을 사용하여, 상기 전압과 주파수를 결정하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전압제어부는
    상기 이미지의 FPS가 상기 소정 값을 초과하는 경우, 상기 공급되는 전압과 주파수를 감소시키는 것을 특징으로 하는 전압 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전압제어부는
    상기 3차원 그래픽스 데이터로부터 상기 이미지의 특징 값을 추출하는 특징 값추출부;
    상기 3D가속부에 공급되는 전압 및 주파수와 상기 특징 값 사이의 관계를 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리에 저장된 상기 전압 및 주파수와 특징 값과의 관계를 이용하여, 상기 추출된 특징 값에 대응되는 전압과 주파수를 결정하는 전압/주파수검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 메모리는
    상기 3D가속부에 공급되는 전압과 주파수로 이루어진 복수의 쌍들 각각을 상기 특징 값들에 대응시켜 저장하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 메모리는
    상기 3D가속부에 공급되는 전압 및 주파수와 상기 특징 값 사이의 관계식을 저장하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 전압제어부는
    상기 추출된 특징 값이 상기 메모리에 저장된 특징 값들보다 큰 경우에는, 상기 메모리에 저장된 전압 및 주파수들 중 최대 값을 상기 3D가속부에 공급되는 전압과 주파수로 결정하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 특징 값은
    버텍스(vertex)의 개수, 텍스쳐(texture) 크기의 총합, 라이트(light)의 개수, 텍스쳐 필터링(texture filtering) 방식, 버텍스 쉐이더(vertex shader)에서 하나의 버텍스에 사용되는 명령어의 개수, 픽셀 쉐이더(pixel shader)에서 하나의 픽셀에 사용되는 명령어의 개수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 전압제어부는
    상기 3차원 그래픽스 데이터로부터 상기 버텍스의 개수와 라이트의 개수 중 적어도 하나를 추출하여 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 포함된 TnL(Transform and Lighting)에 공급되는 전압과 주파수를 결정하고,
    상기 버텍스의 개수, 텍스쳐 크기의 총합과 텍스쳐 필터링 방식 중 적어도 하나를 추출하여 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 포함된 Rasterizer에 공급되는 전압과 주파수를 결정하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 전압제어부는
    상기 3차원 그래픽스 데이터로부터 상기 버텍스의 개수와 버텍스 쉐이더에서 하나의 버텍스에 사용되는 명령어의 개수 중 적어도 하나를 추출하여 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 포함된 버텍스 쉐이더에 공급되는 전압과 주파수를 결정하고,
    상기 버텍스의 개수, 텍스쳐 크기의 총합과 픽셀 쉐이더에서 하나의 픽셀에 사용되는 명령어의 개수 중 적어도 하나를 추출하여 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 포함된 픽셀 쉐이더에 공급되는 전압과 주파수를 결정하며,
    상기 버텍스의 개수, 텍스쳐 크기의 총합과 텍스쳐 필터링 방식 중 적어도 하나를 추출하여 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 포함된 Rasterizer에 공급되는 전압과 주파수를 결정하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 장치.
  11. 제4항에 있어서, 상기 전압제어부는
    상기 생성된 이미지의 FPS를 측정하는 FPS측정부를 더 포함하고,
    상기 전압/주파수검출부는 상기 측정된 FPS가 상기 소정 값을 초과하는 경우, 상기 공급되는 전압과 주파수를 감소시키는 것을 특징으로 하는 전압 제어 장치.
  12. 3차원 그래픽스 가속 장치에 있어서,
    3차원 그래픽스 데이터를 입력받아 이미지를 생성하는 3D가속부; 및
    상기 이미지의 1초당 재생되는 프레임의 개수인 FPS(Frame Per Second)가 소정 값을 초과하지 않도록, 상기 3차원 그래픽스 데이터를 이용하여 상기 3D가속부에 공급되는 전압과 주파수를 결정하는 전압제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽스 가속 장치.
  13. 제12항에 있어서, 전압제어부는
    동적 전압 스케일링(DVS, Dynamic Voltage Scaling) 방식을 사용하여, 상기 전압과 주파수를 결정하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽스 가속 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 전압제어부는
    상기 3차원 그래픽스 데이터로부터 상기 이미지의 특징 값을 추출하는 특징값추출부;
    상기 3D가속부에 공급되는 전압 및 주파수와 상기 특징 값 사이의 관계를 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리에 저장된 상기 전압 및 주파수와 특징 값과의 관계를 이용하여, 상기 추출된 특징 값에 대응되는 전압과 주파수를 검출하는 전압/주파수검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽스 가속 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 메모리는
    상기 3D가속부에 공급되는 전압과 주파수로 이루어진 복수의 쌍들 각각을 상기 특징 값들에 대응시켜 저장하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽스 가속 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 특징 값은
    버텍스의 개수, 텍스쳐 크기의 총합, 라이트의 개수, 텍스쳐 필터링 방식, 버텍스 쉐이더에서 하나의 버텍스에 사용되는 명령어의 개수, 픽셀 쉐이더에서 하 나의 픽셀에 사용되는 명령어의 개수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽스 가속 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 3D가속부는
    TnL과 Rasterizer를 포함하고,
    상기 전압제어부는
    상기 3차원 그래픽스 데이터로부터 상기 버텍스의 개수와 라이트의 개수 중 적어도 하나를 추출하여 상기 TnL에 공급되는 전압과 주파수를 결정하고,
    상기 버텍스의 개수, 텍스쳐 크기의 총합과 텍스쳐 필터링 방식 중 적어도 하나를 추출하여 상기 Rasterizer에 공급되는 전압과 주파수를 결정하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽스 가속 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 3D가속부는
    버텍스 쉐이더, 픽셀 쉐이더, Rasterizer를 포함하고,
    상기 전압제어부는
    상기 3차원 그래픽스 데이터로부터 상기 버텍스의 개수와 버텍스 쉐이더에서 하나의 버텍스에 사용되는 명령어의 개수 중 적어도 하나를 추출하여 상기 버텍스 쉐이더에 공급되는 전압과 주파수를 결정하고,
    상기 버텍스의 개수, 텍스쳐 크기의 총합과 픽셀 쉐이더에서 하나의 픽셀에 사용되는 명령어의 개수 중 적어도 하나를 추출하여 상기 픽셀 쉐이더에 공급되는 전압과 주파수를 결정하며,
    상기 버텍스의 개수, 텍스쳐 크기의 총합과 텍스쳐 필터링 방식 중 적어도 하나를 추출하여 상기 Rasterizer에 공급되는 전압과 주파수를 결정하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽스 가속 장치.
  19. 3차원 그래픽스 데이터를 입력받아 이미지를 생성하는 3차원 그래픽스 가속 장치에 공급되는 전압을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 이미지의 1초당 재생되는 프레임의 개수인 FPS(Frame Per Second)가 소정 값을 초과하지 않도록, 상기 3차원 그래픽스 데이터를 이용하여 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 공급되는 전압과 주파수를 결정하는 단계; 및
    상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 상기 결정된 주파수를 가지는 전압을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 전압과 주파수를 결정하는 단계는
    동적 전압 스케일링(DVS, Dynamic Voltage Scaling) 방식을 사용하여, 상기 전압과 주파수를 결정하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 전압과 주파수를 결정하는 단계는
    상기 이미지의 FPS가 상기 소정 값을 초과하는 경우, 상기 공급되는 전압과 주파수를 감소시키는 것을 특징으로 하는 전압 제어 방법.
  22. 제16항에 있어서, 상기 전압과 주파수를 결정하는 단계는
    상기 3차원 그래픽스 데이터로부터 상기 이미지의 특징 값을 추출하는 단계;
    상기 3D가속부에 공급되는 전압 및 주파수와 상기 특징 값 사이의 관계를 저장하는 메모리를 검색하여, 상기 추출된 특징 값에 대응되는 전압과 주파수를 읽어들이는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 특징 값은
    버텍스(vertex) 개수, 텍스쳐(texture) 크기의 총합, 라이트(light)의 개수, 텍스쳐 필터링(texture filtering) 방식, 버텍스 쉐이더(vertex shader)에서 하나의 버텍스에 사용되는 명령어의 개수, 픽셀 쉐이더(pixel shader)에서 하나의 픽셀에 사용되는 명령어의 개수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 전압과 주파수를 결정하는 단계는
    상기 3차원 그래픽스 데이터로부터 상기 버텍스의 개수와 라이트의 개수 중 적어도 하나를 추출하여 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 포함된 TnL에 공급되는 전압과 주파수를 결정하고,
    상기 버텍스의 개수, 텍스쳐 크기의 총합과 텍스쳐 필터링 방식 중 적어도 하나를 추출하여 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 포함된 Rasterizer에 공급되는 전압과 주파수를 결정하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 방법.
  25. 제23항에 있어서, 상기 전압과 주파수를 결정하는 단계는
    상기 3차원 그래픽스 데이터로부터 상기 버텍스의 개수와 버텍스 쉐이더에서 하나의 버텍스에 사용되는 명령어의 개수 중 적어도 하나를 추출하여 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 포함된 버텍스 쉐이더에 공급되는 전압과 주파수를 결정하고,
    상기 버텍스의 개수, 텍스쳐 크기의 총합과 픽셀 쉐이더에서 하나의 픽셀에 사용되는 명령어의 개수 중 적어도 하나를 추출하여 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 포함된 픽셀 쉐이더에 공급되는 전압과 주파수를 결정하며,
    상기 버텍스의 개수, 텍스쳐 크기의 총합과 텍스쳐 필터링 방식 중 적어도 하나를 추출하여 상기 3차원 그래픽스 가속 장치에 포함된 Rasterizer에 공급되는 전압과 주파수를 결정하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 방법.
  26. 제19항에 있어서, 상기 전압제어부는
    상기 생성된 이미지의 FPS를 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 전압과 주파수를 결정하는 단계는
    상기 측정된 FPS가 상기 소정 값을 초과하는 경우, 상기 공급되는 전압과 주파수를 감소시키는 것을 특징으로 하는 전압 제어 방법.
  27. 제19항 내지 제26항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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