芯片频率调整的方法技术

本发明专利技术提供芯片频率调整的方法，定期测量芯片温度，能够根据所需要处理的任务量，修改已调入内存部分的芯片ＢＩＯＳ信息，动态调节芯片的工作频率，调整芯片工作频率为适合实际工作的频率，达到充分发挥芯片处理能力和有效提高芯片使用寿命的目的，另外，在提高处理能力的控制上采取芯片温度上限保护，不能无限制的提高芯片频率。可以作到有多大的任务，提供多大的处理能力，实现了当需要处理任务量较小的时候，芯片本身按照较低的频率工作，一方面节约能源、另一方面延长芯片寿命；当需要处理任务量较大的时候，芯片按照较高的频率工作。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种频率调整的方法，尤其是指一种。
技术介绍
目前在电子领域中，大规模集成电路和超大规模集成电路的应用日益普遍，各种集成电路的重要性能参数之一是工作频率。工作频率规定了芯片工作时的运算速度，在芯片功能相同的情况下，芯片频率越高，运算能力就越强，以计算机领域的CPU为例，同样是奔腾4系列的CPU，有1.8GHz的，有2.0GHz的，他们的内部功能结构和生产工艺是完全一致的，是由同一片晶圆上切割下来的，所不同的只是它们能够稳定工作的频率。由于晶圆制作过程中晶体内部的微小差异，以及半导体制程工艺中的不确定因素，导致来自同一晶圆上的不同芯片能够稳定工作的频率是不同的。由于存在这样的技术特点，目前电子领域业界通用的处理方法是将芯片切割后进行测试，，确定芯片能够长时间稳定工作的最大频率，比较最大工作频率，预留出10％-20％的余量保护，作为该芯片的最终频率。同样以CPU为例，在完成芯片切割后，通过专用频率测试设备，对芯片能够稳定工作的最大频率进行确定，如为2GHz，在预留10％的上限保护后，按照1.8GHz作为产品的出厂设定。芯片工作频率在决定芯片运算速度的同时，对芯片的使用寿命也有很大的影响，因为同样的工作电压下，不同负荷的任务量需要的工作电流是不同的，产生的发热量也就不同，如果芯片总是满负荷工作就会需要较高的输入电流，整体发热量就会提高，大大缩短了芯片的使用寿命。而在实际的使用当中，只有很少一部分应用需要芯片按照100％处理能力去工作，以CPU为例，大多数时间里各种应用只用到CPU50％-70％的处理能力，只有很少的应用是需要CPU长时间满负荷工作的。这样就造成了如下缺点一方面CPU在本来不需要提供很高处理能力的时候仍按照较高的频率工作，浪费了资源，缩短了芯片的使用寿命；另一方面，在需要最大处理能力的时候，又因为出厂设置中预留的保护设置限制了芯片没能发挥最大的处理能力，同样造成了浪费。又以显示卡为例来说，在实际的应用当中，作为普通商用用户和家用用户，有70％以上的应用需要的图形处理能力都仅是简单的2D运算及很少一部分3D运算，以Nvidia公司的geforce2系列MX400的处理能力而言，只用到了不足40％。而对于少数的专业图形用户或3D游戏用户，系统中配置的显示卡又没有作到“物尽其用”。这就像是一个最大功率150W的灯泡，厂家为了保险起见，设置成了100W，家里平时使用只需要50W就足够了，由于无法调节，只能白白浪费了许多电能；而有时又需要130W，虽然灯泡本身可以按照130W工作，但因为出厂设置的限制，没能发挥它最大的作用。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供，能够当需要处理任务量较小的工作时候，芯片按照降低的频率工作，延长芯片寿命、节约能源。本专利技术的次要目的在于，提供，能够当需要处理任务量较大的工作时候，芯片按照较高的频率工作，充分发挥芯片的处理能力。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供的，基本出发点是希望能够根据所需要处理的任务量，动态调节芯片的工作频率，达到充分发挥芯片处理能力和有效提高芯片使用寿命的目的，另外，在提高处理能力的控制上采取芯片温度上限保护，不能无限制的提高芯片频率。一种，它包括如下步骤第一步骤设定芯片额定任务量，设定芯片安全温度；第二步骤一固定间隔时间后测量芯片温度，如果芯片温度不高于芯片安全温度，则进入第三步骤；否则，进入第六步骤； 第三步骤监测芯片的实际任务量；第四步骤比较实际任务量和芯片额定工作量，选择对应实际工作量的合适的频率P1；第五步骤修改已调入内存部分的芯片BIOS信息，调整芯片工作频率为P1，并返回第二步骤。第六步骤将芯片实际工作频率保持在一固定频率值，保持一定时间间隔后再次测量芯片温度，如果芯片温度仍高于安全温度，则循环本步骤；否则，进入第三步骤。另一种，它包括如下步骤第一步骤设定芯片额定任务量，设定芯片安全温度；第二步骤一固定间隔时间后测量芯片温度，如果芯片温度不高于芯片安全温度，则进入第三步骤；否则，进入第六步骤；第三步骤监测芯片的实际任务量；第四步骤比较实际任务量和芯片额定工作量，选择对应实际工作量的合适的频率P1；第五步骤修改已调入内存部分的芯片BIOS信息，调整芯片工作频率为P1，并返回第二步骤。第六步骤将芯片实际工作频率保持在一固定频率值，保持一定时间间隔后进入第二步骤。再一种，它包括如下步骤第一步骤设定芯片额定任务量，设定芯片安全温度；第二步骤一固定间隔时间后测量芯片温度和监测芯片的实际任务量；第三步骤如果芯片温度高于芯片安全温度，并且芯片的实际任务量大于额定任务量时，则返回第二步骤；否则，进入第四步骤；第四步骤比较实际任务量和芯片额定工作量，选择对应实际工作量的合适的频率P1；第五步骤修改已调入内存部分的芯片BIOS信息，调整芯片工作频率为P1，并返回第二步骤。所述的，其中上述方法中第二步骤中的固定间隔时间根据不同的芯片可以设计为100秒，也可以设计为0.1秒；第六步骤中的一定时间间隔可以设计为30分钟，也可以设计为0.1秒；第六步骤中的固定频率值可以设计为额定频率的80％，也可以设计为额定频率的90％。上述时间间隔和固定频率的设定，根据不同的芯片实际工作中任务量变化的情况和芯片自身的特点，可以灵活设定。上述三种，其中选择对应实际工作量的合适的频率P1的步骤如下a、如果T1小于T0*0.8，则进入步骤d，否则进入步骤b；b、如果T1小于T0，则不调整芯片频率，结束流程，否则进入步骤c；c、如果T1小于T0*1.1，则调整芯片频率为额定频率的105％，结束流程，否则调整芯片频率为额定频率的110％，结束流程；d、如果T1小于T0％*0.6，则进入步骤e，否则调整芯片频率为额定频率的80％，结束流程；e、如果T1小于T0*0.4，则调整芯片频率为额定频率的40％，否则调整芯片频率为额定频率的60％。本专利技术所指的芯片，必须满足以下几个条件1、芯片频率可以通过外部程序动态调整；2、芯片的任务量，可以通过软件进行测试；3、芯片的任务量是在一定范围内波动变化的，但相对较稳定，变化不是非常快。满足上述要求的芯片，包括但不限于如下种类显示卡，网卡，声卡和CPU。通过以上专利技术，可以作到有多大的任务，提供多大的处理能力，物尽其用，实现了当需要处理任务量较小的时候，芯片本身按照较低的频率工作，一方面节约能源、另一方面延长芯片寿命；当需要处理任务量较大的时候，芯片按照较高的频率工作，当然，是在确保不会对芯片造成损坏的情况下充分发挥芯片的处理能力。推广开来，以上专利技术的思路还可以应用到其他处理器产品上。计算机领域的芯片基本都可以满足以上要求，可以采取类似的控制和调节方式；在单片机及工控机上因为应用的任务量较单一固定，就不适于此方法了。附图说明图1是本专利技术第一较佳实施例流程频率调整流程图；图2是本专利技术第一较佳实施例流程频率上限保护模块流程图；图3是本专利技术第二较佳实施例流程图；图4是本专利技术第三较佳实施例流程图；图5是本专利技术的设定频率的判断流程图。具体实施例方式在本实施例中，以显示卡芯片为例。本专利技术提供的，其核心步骤就是监测芯片的实际工作量，在限制芯片温度的情况下，调整芯片频率以适合芯片的实际工作量。在第一较佳实施例中，本专利技术设计成两个可以互相调用的程序，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芯片频率调整的方法，其特征在于：它包括如下步骤：　　　　第一步骤：设定芯片额定任务量，设定芯片安全温度；　　　　第二步骤：一固定间隔时间后测量芯片温度，如果芯片温度不高于芯片安全温度，则进入第三步骤；否则，进入第六步骤；　　　　第三步骤：监测芯片的实际任务量；　　　　第四步骤：比较实际任务量和芯片额定工作量，选择对应实际工作量的合适的步骤Ｐ１；　　　　第五步骤：修改已调入内存部分的芯片ＢＩＯＳ信息，调整芯片工作频率为Ｐ１，并返回第二步骤；　　　　第六步骤：将芯片实际工作频率保持在一固定频率值，保持一定时间间隔后再次测量芯片温度，如果芯片温度仍高于安全温度，则循环本步骤；否则，进入第三步骤。

【技术特征摘要】
1.一种芯片频率调整的方法，其特征在于它包括如下步骤第一步骤设定芯片额定任务量，设定芯片安全温度；第二步骤一固定间隔时间后测量芯片温度，如果芯片温度不高于芯片安全温度，则进入第三步骤；否则，进入第六步骤；第三步骤监测芯片的实际任务量；第四步骤比较实际任务量和芯片额定工作量，选择对应实际工作量的合适的频率P1；第五步骤修改已调入内存部分的芯片BIOS信息，调整芯片工作频率为P1，并返回第二步骤；第六步骤将芯片实际工作频率保持在一固定频率值，保持一定时间间隔后再次测量芯片温度，如果芯片温度仍高于安全温度，则循环本步骤；否则，进入第三步骤。2.一种芯片频率调整的方法，其特征在于它包括如下步骤第一步骤设定芯片额定任务量，设定芯片安全温度；第二步骤一固定间隔时间后测量芯片温度，如果芯片温度不高于芯片安全温度，则进入第三步骤；否则，进入第六步骤；第三步骤监测芯片的实际任务量；第四步骤比较实际任务量和芯片额定工作量，选择对应实际工作量的合适的频率P1；第五步骤修改已调入内存部分的芯片BIOS信息，调整芯片工作频率为P1，并返回第二步骤；第六步骤将芯片实际工作频率保持在一固定频率值，保持一定时间间隔后进入第二步骤。3.一种芯片频率调整的方法，其特征在于它包括如下步骤第一步骤设定芯片额定任务量，设定芯片安全温度；第二步骤一固定间隔时间后测量芯片温度和监测芯片的实际任务量；第三步骤如果芯片温度高于芯片安全温度，并且芯片的实际任务量大于额定任务量时，则返回第二步骤；否则，进入第四步骤；第四步...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘江，
申请(专利权)人：联想北京有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]