TW201918151A

TW201918151A - 電子裝置以及散熱方法

Info

Publication number: TW201918151A
Application number: TW106135653A
Authority: TW
Inventors: 洪李德
Original assignee: 廣達電腦股份有限公司
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2019-05-01
Also published as: US10627878B2; US20190113956A1; CN109683686A

Abstract

一種電子裝置，包括一處理器、一繪圖處理器、一第一溫度感測器、一第二溫度感測器、一嵌入式控制器以及一記憶體。第一溫度感測器感測處理器之溫度值。第二溫度感測器感測繪圖處理器之溫度值。嵌入式控制器根據處理器之溫度變化、繪圖處理器之溫度變化以及繪圖處理器之運作狀態之改變提高風扇之當前轉速。記憶體儲存對應於繪圖處理器之第一風扇轉速表以及對應於處理器之第二風扇轉速表。當處理器之溫度值上升至第一既定值，且繪圖處理器之溫度值上升以及運作狀態改變時，嵌入式控制器根據對應於繪圖處理器之第一轉速表提高風扇之當前轉速。

Description

電子裝置以及散熱方法

本發明係有關於一種電子裝置以及散熱方法，特別係有關於一種根據處理器以及繪圖處理器之溫度變化調整不同風扇轉速之電子裝置以及散熱方法。

隨著使用者對顯示畫面之畫質需求提高，使得一般筆記型電腦通常具有獨立型繪圖處理器。為了避免於進行高效能運算時因散熱不佳而造成其效能降低，具有獨立型繪圖處理器之筆記型電腦必需具有強大的散熱系統。第1圖係顯示常見的中低階筆記型電腦散熱系統之示意圖。如圖所示，為了節省散熱模組之成本、避免機身變得過厚過重以及受到影像訊號走線較嚴格之限制，散熱系統一般係透過將單一長條狀的導熱管串接處理器110以及繪圖處理器120，並連接至散熱鰭片，以風扇140透過散熱孔150進行散熱。然而，上述之散熱方式將造成一些問題。由於處理器110相較於繪圖處理器120離散熱孔150較遠，中間隔著由繪圖處理器120所產生的熱源，又沒有專屬導熱管，因此可能使得位於處理器端之導熱管無法有效地將熱散至散熱孔，且當繪圖處理器120執行高效能運算時，其所產生的熱將可能造成處理器110溫度升高，導致系統的誤判而誤調處理器110之效能，進而影響使用者之使用體驗。此外，若僅大幅度地提高風扇的轉速以進行散熱，將造成風扇運轉聲音過大以及造成電池的不當耗電。此外，當風扇高速運轉時，灰塵容易卡在扇葉上，而過多的灰塵將使得風扇運轉聲音越大，最終可能縮短風扇甚至電子裝置之使用壽命。因此，如何正確地找出熱源，合理規劃風扇轉速，有效地降低電子裝置之溫度、並維持系統穩定以及維持繪圖處理器之效能為目前所需解決之問題。

為解決上述問題，本發明提供一種電子裝置，包括一處理器、一繪圖處理器、一第一溫度感測器、一第二溫度感測器、一嵌入式控制器以及一記憶體。處理器運作於複數工作狀態之一者中。繪圖處理器執行至少一繪圖運算工作。第一溫度感測器感測處理器之一溫度值。第二溫度感測器感測繪圖處理器之一溫度值。嵌入式控制器根據處理器之溫度變化、繪圖處理器之溫度變化以及繪圖處理器之一運作狀態之改變提高一風扇之一當前轉速。記憶體儲存對應於繪圖處理器之一第一風扇轉速表以及對應於處理器之一第二風扇轉速表。當處理器之溫度值上升至一第一既定值，且繪圖處理器之溫度值上升以及運作狀態改變時，嵌入式控制器根據對應於繪圖處理器之第一轉速表提高風扇之當前轉速。

本發明另一實施例提供一種散熱方法，適用於一電子裝置，步驟包括：致使一處理器運作於複數工作狀態之一者中；透過一繪圖處理器執行至少一繪圖運算工作；透過一第一溫度感測器感測上述處理器之一溫度值；透過一第二溫度感測器感測繪圖處理器之一溫度值；以及透過一嵌入式控制器根據處理器之溫度變化、繪圖處理器之溫度變化以及繪圖處理器之一運作狀態之改變調整一風扇之一當前轉速。當處理器之溫度值上升至一第一既定值，且繪圖處理器之溫度值上升以及運作狀態改變時，嵌入式控制器根據對應於繪圖處理器之一第一轉速表提高風扇之當前轉速。

110‧‧‧處理器

120‧‧‧繪圖處理器

130‧‧‧散熱管

140‧‧‧風扇

150‧‧‧鰭片以及散熱孔

200‧‧‧電子裝置

210‧‧‧處理器

220‧‧‧繪圖處理器

230‧‧‧嵌入式控制器

240‧‧‧風扇

250‧‧‧輸入裝置

260‧‧‧BIOS

S301~S309、S401~S405‧‧‧步驟流程

第1圖係顯示常見的電子裝置之散熱系統之示意圖。

第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之電子裝置之方塊圖。

第3A~3B圖係顯示根據本發明一實施例所述之用於電子裝置之散熱方法之流程圖。

第4圖係顯示根據本發明另一實施例所述之散熱方法之流程圖。

有關本發明之裝置以及方法適用之其他範圍將於接下來所提供之詳述中清楚易見。必須了解的是下列之詳述以及具體之實施例，當提出有關電子裝置以及用於電子裝置之散熱方法之示範實施例時，僅作為描述之目的以及並非用以限制本發明之範圍。

第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之電子裝置之示意圖。如圖所示，電子裝置200可包括一處理器(CPU)210、一繪圖處理器(dGPU)220、一嵌入式控制器(Embedded Controller,EC)230、一風扇240、一輸入裝置250、一基本輸入輸出系統260(以下簡稱BIOS)以及一記憶體(未顯示)。處理器210用以執行程式指令以達成特定功能，並具有複數不同之工作狀態。其中，處理器210更可包括一環境控制介面(Platform Environmental Control Interface,PECI)，用以輸出處理器210之溫度值以及功耗至嵌入式控制器230。繪圖處理器220為一獨立型繪圖處理器，具有複數運作狀態，用以根據指令執行至少一繪圖運算工作，並透過SMBus輸出其溫度值至嵌入式控制器230。嵌入式控制器230係分別與處理器210、繪圖處理器220、風扇240、輸入裝置250以及記憶體耦接，用以接收處理器210之當前溫度值繪圖處理器220之當前溫度值及運作狀態、輸入裝置250之輸入訊號以及風扇240之當前轉速資訊等，並根據處理器210之溫度變化、繪圖處理器220之溫度變化以及繪圖處理器220之一運作狀態之改變以控制風扇240之轉速。記憶體可為嵌入式控制器230內之快閃記憶體或者靜態記憶體等，用以儲存對應於繪圖處理器220之一風扇轉速表以及對應於處理器210之一風扇轉速表。其中，在相同溫度下，對應於處理器210之風扇轉速表中的風扇轉速係大於對應於繪圖處理器220之風扇轉速表中的風扇轉速。

根據本發明一實施例，當系統開始運作時，嵌入式控制器230係先根據處理器210之當前溫度以及對應於處理器210之風扇轉速表中所規定之風扇轉速驅動風扇240，並每隔一既定時間記錄處理器210之當前溫度值，並同時記錄同一時間點的繪圖處理器220之當前溫度值以及其運作狀態。而於系統運作一段時間後，當嵌入式控制器230偵測到處理器210之溫度上升至一第一既定值(例如從65℃上升至75℃)時，由於處理器210之溫度上升可能會受到繪圖處理器220之溫度上升之影響，因此為了避免發生誤判之情形，嵌入式控制器230首先判斷繪圖處理器220之當前溫度是否與先前所記錄之溫度相同(或者相差小於一既定值(例如5℃))以及其系統運作狀態是否改變。若嵌入式控制器230判斷繪圖處理器220之溫度上升幅度極微且其運作狀態未改變時，則判斷處理器210之溫度上升並非受到繪圖處理器220所產生之熱能所影響，則根據對應於處理器210之風扇轉速表將風扇240之當前轉速提升至一第一轉速(例如自3600rpm提升至4400rpm)。

反之，若嵌入式控制器230根據所取得之繪圖處理器220之當前溫度值以及其運作狀態判斷繪圖處理器220之溫度明顯上升(例如相差大於一既定值(5℃))且其功耗增加(即運算效能提升)時，則判斷處理器210之溫度上升應為受到繪圖處理器220之溫度上升之影響，而並非處理器210本身所造成之溫度上升，故嵌入式控制器230則自記憶體讀取對應於繪圖處理器220之風扇轉速表，並將風扇240之當前轉速提升至對應於繪圖處理器220之風扇轉速表中之一第一轉速(例如自3600rpm提升至4000rpm)，避免產生過大之風扇噪音，以於性能以及功耗之間取得平衡。

接著，於提升風扇240之轉速後，嵌入式控制器230可加快取得處理器210之溫度之速度(例如從每1秒讀取一次增加為每0.5秒讀取一次)，以確認先前之散熱動作是否有效。然而，當處理器210之溫度仍持續上升且接近臨界值(例如接近 95℃)，則嵌入式控制器230則分別降低處理器210以及繪圖處理器220之操作頻率(例如透過觸發處理器210之PROCHOT#腳位或者繪圖處理器220之”Thermal monitor interrupt”腳位)，並將風扇240之當前轉速提升至最大轉速，以快速地對處理器210或者繪圖處理器220進行散熱，避免電子裝置發生當機或者系統崩潰之情況。而當溫度異常情況被排除後，嵌入式控制器230恢復回正常的處理流程。

根據本發明另一實施例，於系統運作一段時間後，當嵌入式控制器230判斷處理器210之溫度上升(例如從50℃上升至65℃)，但風扇240之當前轉速已高於處理器210之風扇轉速表中之預設轉速時，嵌入式控制器230首先確認處理器210之溫度上升是否為其本身所造成。此時，嵌入式控制器透過多次確認處理器210是否維持於閒置模式(例如處理器210之溫度感測元件每256ms會傳送溫度資料一次，於此實施例中則利用7.5秒(偵測30次)來確認處理器210之工作狀態)，並同時判斷輸入裝置250(例如鍵盤以及觸控板等)是否產生輸入訊號，以確認使用者是否正在操作電子裝置。其中，嵌入式控制器230係可透過PECI判斷處理器210之功耗以及電源的SVID數據等方式確認處理器210之工作狀態。然而，當嵌入式控制器230確認處理器210持續維持閒置模式且使用者未正在操作電子裝置時，即判斷此時僅繪圖處理器220執行大量之繪圖運算，而其所產生之熱能進而影響處理器210之散熱效率造成其溫度上升，嵌入式控制器230則直接透過”SCI event”通知BIOS以要求降低處理器210之功耗。此外，於觸發”SCI event”後， BIOS係透過ACPI_PPC通知OSPM(OS Power Management)將處理器210中之繪圖處理器(IGP)設定為低功耗模式(Maximum Battery Life Setting)，以快速地降低處理器210之功耗以及溫度。而上述之設定將不會降低電子裝置200之效能，因為繪圖處理器220會執行系統之進階繪圖運算。而具有主動加速處理器210之低溫運作亦能協助提升散熱管之散熱效率，即透過加速散熱管中水以及空氣之對流，並配合風扇之控制，將可提升散熱之效率。此外，經過一既定時間後，若嵌入式控制器230偵測到處理器210之溫度仍未有效地降低時(例如於一既定時間內，溫度觸及一既定閥值超過一定次數)，則根據另一風扇轉速表提升風扇之當前轉速(例如提升至4200rpm)，以進一步地加快處理器210之散熱速度避免電子裝置200過熱。

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之散熱方法之流程圖。於步驟S301，於電子裝置開始運作後，嵌入式控制器230每隔一既定時間記錄處理器210之當前溫度值，並同時記錄同一時間點的繪圖處理器220之當前溫度值以及其運作狀態。於步驟S302，嵌入式控制器230判斷處理器210之溫度上升至第一既定值。於步驟S303，嵌入式控制器230判斷繪圖處理器220之運作狀態是否與先前所記錄之運作狀態相同或者運作效能低於先前之運作狀態。

當嵌入式控制器230判斷繪圖處理器220之運作狀態未改變或者運算效能降低時，代表處理器210之溫度上升並非受到繪圖處理器220所產生之熱能所影響，則進入步驟S304，根據對應於處理器210之風扇轉速表將風扇240之當前轉速提升至第一轉速。於步驟S305，於提升風扇240之轉速後，嵌入式控制器230判斷處理器210之溫度是否持續上升且到達臨界值。當處理器210之溫度上升至臨界值時，進入步驟S306，嵌入式控制器230降低處理器210操作頻率(例如透過觸發處理器210之PROCHOT#腳位)，並將風扇240之當前轉速提升至最大轉速。

反之，當嵌入式控制器230判斷繪圖處理器220之溫度明顯上升且運算效能提升時，則處理器210之溫度上升應為受到繪圖處理器220之溫度上升之影響，而並非處理器210本身所造成之溫度上升，進入步驟S307，嵌入式控制器230則自記憶體讀取對應於繪圖處理器220之風扇轉速表，並將風扇240之當前轉速提升至對應於繪圖處理器220之風扇轉速表中之第一轉速。於步驟S308，於提升風扇240之轉速後，嵌入式控制器230判斷處理器210之溫度是否持續上升且到達臨界值。當處理器210之溫度上升至臨界值時，進入步驟S309，嵌入式控制器230降低繪圖處理器220之操作頻率(例如透過觸發繪圖處理器220之Thermal monitor interrupt腳位)，並將風扇240之當前轉速提升至最大轉速。

第4圖係顯示根據本發明另一實施例所述之散熱方法之流程圖。於步驟S401，嵌入式控制器230判斷處理器210之溫度上升，但風扇240之當前轉速已高於處理器210之風扇轉速表中之預設轉速。接著進入步驟S402，嵌入式控制器判斷處理器210是否持續維持於閒置模式，並同時判斷輸入裝置250是否產生輸入訊號，以確認使用者是否正在操作電子裝置。當嵌入式控制器230確認處理器210持續維持閒置模式、使用者未正在操作電子裝置且繪圖處理器運作於高效能狀態時，進入步驟S403，嵌入式控制器230降低處理器210之功耗，以及將處理器210中之繪圖處理器(IGP)設定為低功耗模式，以快速地降低處理器210之功耗以及溫度。於步驟S404，經過一既定時間後，若嵌入式控制器230判斷溫度於既定時間內觸及既定閥值超過一定次數，進入步驟S405，嵌入式控制器230根據另一風扇轉速表提升風扇之當前轉速，以進一步地加快處理器210之散熱速度避免電子裝置200過熱。此外，當嵌入式控制器230判斷處理器210並非為閒置模式或者使用者正在操作電子裝置時，同樣地，進入步驟S405，嵌入式控制器230根據另一風扇轉速表提升風扇之當前轉速。

綜上所述，根據本發明一實施例所提出之電子裝置以及其散熱方法，當處理器溫度上升時，藉由判斷繪圖處理器之溫度是否上升以及其運作狀態是否改變以確認正確的熱源，如此將可減少因風扇轉速過快所帶來之噪音，以避免錯誤的散熱狀況發生，並可根據正確的熱源適度地調整處理器或者繪圖處理器之操作頻率，以提高電子裝置之運算效率，進而提供使用者更佳的使用體驗。

以上敘述許多實施例的特徵，使所屬技術領域中具有通常知識者能夠清楚理解本說明書的形態。所屬技術領域中具有通常知識者能夠理解其可利用本發明揭示內容為基礎以設計或更動其他製程及結構而完成相同於上述實施例的目的及/或達到相同於上述實施例的優點。所屬技術領域中具有通常知識者亦能夠理解不脫離本發明之精神和範圍的等效構造可在不脫離本發明之精神和範圍內作任意之更動、替代與潤飾。

Claims

一種電子裝置，包括：一處理器，運作於複數工作狀態之一者中；一繪圖處理器，執行至少一繪圖運算工作；一第一溫度感測器，感測上述處理器之一溫度值；一第二溫度感測器，感測上述繪圖處理器之一溫度值；一嵌入式控制器，根據上述處理器之溫度變化、上述繪圖處理器之溫度變化以及上述繪圖處理器之一運作狀態之改變提高一風扇之一當前轉速；以及一記憶體，儲存對應於上述繪圖處理器之一第一風扇轉速表以及對應於上述處理器之一第二風扇轉速表；其中，當上述處理器之上述溫度值上升至一第一既定值，且上述繪圖處理器之上述溫度值以及上述運作狀態改變時，上述嵌入式控制器根據對應於上述繪圖處理器之上述第一轉速表提高上述風扇之上述當前轉速。
如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中當上述處理器之上述溫度值至上述第一既定溫度值上升至一臨界值時，上述嵌入式控制器降低上述繪圖處理器之一操作頻率，並將上述風扇轉速提高至一最大轉速。
如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中當上述處理器之上述溫度值上升至上述第一既定值，但上述繪圖處理器之上述溫度值以及上述運作狀態未改變時，上述嵌入式控制器根據對應於上述處理器之上述第一轉速表提升上述風扇之上述當前轉速，其中上述第一轉速表中對應於上述第一既定值之一風扇轉速係大於上述第二轉速表中對應於上述第一既定值之一風扇轉速。
如申請專利範圍第3項所述之電子裝置，其中當上述處理器之上述溫度值至上述第一既定溫度值上升至一臨界值時，上述嵌入式控制器降低上述處理器之一操作頻率，並將上述風扇轉速提高至一最大轉速。
如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中當上述風扇之上述當前轉速大於上述第二轉速表中對應於上述第一既定值之一風扇轉速，以及上述處理器運作於一閒置狀態，且上述嵌入式控制器未接收到對應於一輸入裝置之一輸入訊號時，上述嵌入式控制器降低上述處理器之一操作頻率。
如申請專利範圍第5項所述之電子裝置，其中當上述嵌入式控制器判斷上述處理器之上述溫度值上升至一第二既定值時，根據一第三風扇轉速表提升上述風扇之一風扇轉速。
一種散熱方法，適用於一電子裝置，包括：致使一處理器運作於複數工作狀態之一者中；透過一繪圖處理器執行至少一繪圖運算工作；透過一第一溫度感測器感測上述處理器之一溫度值；透過一第二溫度感測器感測上述繪圖處理器之一溫度值；以及透過一嵌入式控制器，根據上述處理器之溫度變化、上述繪圖處理器之溫度變化以及上述繪圖處理器之一運作狀態之改變調整一風扇之一當前轉速；其中，當上述處理器之上述溫度值上升至一第一既定值，且上述繪圖處理器之上述溫度值上升以及上述運作狀態改變時，上述嵌入式控制器根據對應於上述繪圖處理器之一第一轉速表提高上述風扇之上述當前轉速。
如申請專利範圍第7項所述之散熱方法，其中當上述處理器之上述溫度值至上述第一既定溫度值上升至一臨界值時，透過上述嵌入式控制器降低上述繪圖處理器之一操作頻率，並將上述風扇轉速提高至一最大轉速。
如申請專利範圍第7項所述之散熱方法，其中當上述處理器之上述溫度值上升至上述第一既定值，但上述繪圖處理器之上述溫度值以及上述運作狀態未改變時，透過上述嵌入式控制器根據對應於上述處理器之上述第一轉速表提升上述風扇之上述當前轉速，其中上述第一轉速表中對應於上述第一既定值之一風扇轉速係大於上述第二轉速表中對應於上述第一既定值之一風扇轉速。
如申請專利範圍第9項所述之散熱方法，其中當上述處理器之上述溫度值至上述第一既定溫度值上升至一臨界值時，透過上述嵌入式控制器降低上述處理器之一操作頻率，並將上述風扇轉速提高至一最大轉速。