多核处理器的混合模式运行方法及其装置以及电源管理模式设定方法

摘要

本发明涉及到多核处理器的混合模式运行方法及其装置以及电源管理模式设定方法，本发明的多核处理器的混合模式运行方法包括：在对具有两个以上核的处理器的电源管理模式进行设定时，使用者将混合模式输入到系统的电源管理模式中的步骤；将所述混合模式设定为系统的电源管理模式的步骤。本发明提供了具有两个以上核的多核模式和只有一个核的单核模式之间的混合模式，本发明具有以下效果：能够根据使用者的选择，以各种方式使多核处理器的性能发挥到最好，并能够有效管理电量消耗。

说明书

技术领域

本发明涉及到多核处理器的混合模式运行方法及其装置。具体地说，本发明涉及到以下多核处理器的混合模式运行方法及其装置以及电源管理模式设定方法：具有多个芯片的处理器中，提供了使所有核运行的模式为多核模式和仅使部分核运行的单核模式之间的混合模式。

背景技术

近来，在电脑领域，能处理多任务和进行大量高速计算的多媒体性能越来越被重视，而一个处理器内具有多个芯片的多核处理器也被开发了出来。多核处理器的工作由多个芯片分担处理，所以，能够提高处理性能。同时，与附加使用多个处理器相比，因为能够共用核以外的部件，所以制造费用低廉，大小也能够实现小型化。

这种多核处理器因为运行多个芯片，所以与单核处理器相比，其消耗的电量会增加，电量消耗的增加会使笔记本电脑电池的连续运行时间缩短。同时，如果电量消耗增加，在台式机中，也会因为发热而缩短系统的寿命，甚至使影响到系统的功能。因此，便要求开发出能够降低多核处理器电量消耗，使多个芯片处于最佳运行状态的技术。

现存具备多核处理器的笔记本电脑系统由以下各部分构成：具有多个芯片的处理器(CPU)，视频控制器(Video Controller)，主存储器(Main Memory)，控制主存储器的北桥(North Bridge)，输出输入控制器(I/O Controller)，与管理外部设备输出输入功能的寄存器集合为一体的南桥(South bridge)，硬盘驱动器(HDD)，键盘控制器(Keyboard Controller)和电量控制装置(power controller)。所述电量控制装置与电脑系统的操作系统(Operating System)、CPU和核芯片集连接运行，控制向各核提供电量。

在现存的双核处理器中，分为使所有核都运行的多核模式和使两个核中的一个运行的单核模式两种模式进行电源管理。在这种原有的电源管理方法中存在以下问题：从最佳使用电量的层面考虑，无法使电源管理更有效。同时，使用者无法选择两种方式以外的其它模式，所以使电源系统的广泛使用受到限制。

发明内容

本发明正是为解决上述问题而提出的，本发明的一个目的是提供一种更有效更具弹性的多核处理器的电源管理模式管理方法的多核处理器的混合模式运行方法。

本发明的另一目的是提供一种能够根据使用者需要，选择混合模式，从而能够更加灵活使用包含多核处理器的系统的多核处理器的混合模式运行装置。

本发明的再一个目的是提供如下多核处理器的混合模式运行方法及其装置：多核处理器能够对混合模式的模式比率进行各种调节，使电量消耗最小化，有效进行电源管理，使之处于最佳状态。

为了实现上述目的，本发明的一个模式包含以下步骤的多核处理器的混合模式运行方法：在对具有两个以上核的处理器的电源管理模式进行设定时，使用者将混合模式输入到系统的电源管理模式中的步骤；将所述混合模式设定为系统的电源管理模式的步骤。

所述混合模式为多核模式和单核模式按照一定时间间隔持续交替循环的模式。

本发明的方法具有以下特征：将模式比率为50％的混合模式设定为系统的默认电源管理模式，多核模式和单核模式间隔相同持续时间循环。

在本发明的方法中，能够根据使用者的选择和指示，或者自动改变混合模式的模式比率。

模式比率的变更过程具有包括以下几个步骤：监控处理器温度、系统温度、AC电源状态和电池剩余电量中至少一个条件的步骤；根据监控的条件，决定模式比率(mode ratio)的步骤；将被决定模式比率的混合模式设定为系统的电源管理模式的步骤。

在本发明中，能够根据处理器温度、系统温度、AC电源状态和电池剩余电量等系统条件，分别将模式比率调整为25％、50％或75％。

另外，为实现所述目的，本发明的另一模式的多核处理器的混合模式运行装置由以下各部分构成：对装置中与处理器的电源管理模式相关的条件进行监测的模式决定条件监控装置；根据从模式决定条件监控装置接收到的被监测条件，将多核模式和单核模式交替运行的混合模式设定为系统电源管理模式的控制装置。

另外，为实现所述目的，依据本发明另一模式的多核处理器的电源管理模式设定方法包括以下各步骤：监测装置中与处理器的电源管理模式相关的条件的第1步骤；根据对所述条件的监控结果，从多核模式、单核模式和混合模式中任选其中的第2步骤；将所选择的模式设定为系统的电源管理模式的第3步骤。

另外，为实现所述目的，依据本发明另一模式的多核处理器的电源管理模式设定方法包括以下各步骤：多核处理器的电源管理模式设定方法，其特征在于包括以下步骤：具有两个以上核的处理器检测与处理器电源管理模式相关条件的第1步骤；根据所监测的结果，从多核模式、单核模式和混合模式中任选其一的第2步骤；在所述第2步骤中，如果选择多核模式，控制向两个以上核提供电源的步骤；在所述第2步骤中，如果选择单核模式，在多个芯片中，只向一个核提供电源的步骤；在所述第2步骤中，如果选择混合模式，便控制使多核模式和单核模式交替循环的步骤，电脑能够读取的存储媒介用于存储电脑执行程序的码。

本发明的效果：

本发明的多核处理器的混合模式运行方法及其装置以及电源管理模式设定方法使具有两个以上核的处理器支持多核模式和单核模式交替循环的混合模式，使处理器的性能更加优越，并能够更有效地管理电量消耗。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。

附图说明

图1是依据本发明的方法，使用者手动设定混合模式的电源构成表实例图；

图2是本发明中使用的模式表格实例图；

图3a是双核处理器中各种模式比率的混合模式运行实例图；

图3b是三核处理器的各种模式比率混合模式运行实例图；

图4是本发明实施例中的多核处理器的混合模式运行装置功能组件图；

图5是本发明实施例中的多核处理器的混合模式运行方法流程图。

附图中主要部分的符号说明：

100：处理器(CPU)           101：第1核

103：第2核                 105：第n核

210：核芯片集              200：混合模式运行装置

220：控制装置              230：模式决定条件监控装置

250：电量控制装置          240：模式表格

260：电源状态检测装置      270：智能电池

280：温度检测装置

具体实施方式

下面，将参照附图对本发明的多核处理器的混合模式运行方法及其装置以及电源管理模式设定方法的实施例进行详细说明。

在对本发明进行详细说明前，先对本发明中所使用的用语的定义进行如下说明。

在本发明中，″多核处理器″是指在一个芯片中，具有两个以上的处理核，并具有数据处理能力的系统或装置。这种多核处理器比较典型的是全部包括电脑的中央处理器、辅助处理器和输入输出处理器等的处理器模式。

在本发明中，″多核模式″是指处理器内具有两个以上核的电源管理模式。双核处理器表示具有两个核的模式，具有两个以上核的处理器既包括具有两个核的运行模式也包括具有三个核的模式。

在本发明中，″单核模式″是指处理器内的两个以上核中，只选择一个核运行的电源管理模式。

在本发明中，″混合模式″是指多核模式和单核模式按照一定比率交替循环的模式。

在本发明中，″模式比率(Mode Ratio)″是指多核处理器的混合模式中，多核模式持续时间和单核模式持续时间之间的比率。混合模式的模式比率可以用以下数学式1进行定义：

【数学式1】

因此，双核处理器的模式比率为50％的混合模式便表示单核模式和多核模式按照相同持续时间间隔交替循环的模式。如数学式1中所示，模式比率越大，电量消耗越多，模式比率越小，电量消耗也越少。

在本发明的方法中，在对具有两个以上核的处理器的电源管理模式进行设定时，使用者能够将混合模式输入到系统的电源管理模式中。在本发明中，除现存的向多核处理器提供电源的单核模式和多核模式外，还提供了单核模式和多核模式交替进行的混合模式。

图1是依据本发明的方法，使用者手动设定混合模式的电源构成表实例图。

使用者能够从软件角度手动设定笔记本电脑系统的电源管理模式。为此，使用者使笔记本电脑系统窗口中的控制面板程序驱动，在控制面板程序提供的电源管理模式设定菜单(Power Management Applet Menu)或基本输入输出设置菜单(BIOSSet Up Menu)上，从单核模式、多核模式和混合模式中任选其一，并将其指定为笔记本电脑系统的电源管理模式。

接下来，将对笔记本电脑系统的电源管理模式自动被设定为最适合现在系统状态的电源管理模式的情况进行如下说明。如果使用者没有从硬件或软件角度手动设定笔记本电脑系统的电源管理模式，而希望自动进行设定时，便从电源管理模式设定菜单(Power Management Applet Menu)或基本输入输出设置菜单(BIOS SetUp Menu)上选择自动设定便可以。

使用者如果选择了混合模式，电脑系统便将使用者所选择的混合模式设定为相关系统的电源管理模式(Power Management Mode)。

在这里，混合模式是指多核模式和单核模式间隔一定时间交替循环的模式，混合模式根据多核模式持续时间和单核模式持续时间比率的不同，可以具有多种混合模式。

基本上，根据使用者所选择的混合模式，将模式比率为50％的混合模式设定为所提供环境中的默认模式(Default Mode)。因此，在这种模式下，多核模式和单核模式间隔相同时间循环。

混合模式的模式比率能够根据使用者的选择或自动进行变更。当模式比率变更时，至少对系统温度、处理器温度、AC电源状态和电池剩余电量中的一项条件进行监控。

在本发明中，决定混合模式所使用的条件并不局限于上述条件。此外的其它条件也可以作为决定混合模式的条件使用。同时，决定模式比率时所使用的主导条件和附属条件也可以不同。因此，在一个实施例中，温度被作为主导条件使用，其它条件则作为根据温度不同进行判断的附属条件来决定模式比率。在另一实施例中，其它条件也可以作为主导条件进行判断。

如果对所述条件进行监控，根据被监控的条件来决定模式比率(mode ratio)。如上所述，如果选择了特定模式比率的混合模式，便将被决定的模式比率的混合模式设定为系统的电源管理模式。

在本发明中，模式比率典型地可以从25％、50％和75％中任选其一进行设定。同样，这也不仅仅局限于此。可以根据系统条件或使用者选择，按照不同的模式比率运行混合模式。

在本发明的方法中，为了根据被监控的条件，决定混合模式，与所监控处理器的电源管理模式相关联的条件与处理器模式之间的相关关系能够被存储入存储器内。这种存储器作为闪存存储器(Flash Memory)使用。

图2是存储处理器电源管理模式相关条件和处理器模式之间相关关系的模式表格例图。如图2所示，模式表格内存储着自动设定电源管理模式的各种条件，例如处理器温度、系统温度、是否输入AC电源、电池剩余电量及依据这些条件的电源管理模式等。此时，电源管理模式在混合模式以外，同时也存储着单核模式和多核模式。

例如，处理器表面温度数值可以存储为最高、高、中和低中任意一个，电池剩余电量可以被存储为高、中和低中任意一个数值。

温度数值被分为最高、高、中和低的标准如下：当处理器温度数值比第1临界值(T1)小时，被设定为下；当处理器温度数值比第1临界值(T1)大，但比第2临界值(T2)小时，被设定为中；当处理器温度数值比第2临界值(T2)大，比第3临界值(T3)小时，被设定为高；当处理器温度数值比第3临界值(T3)大，但比第4临界值(T4)小时，被设定为最高。

在这里，第1临界值(T1)、第2临界值(T2)、第3临界值(T3)的标准温度数值根据电脑系统的性能能够进行不同设定。

电池剩余电量的上(多)、中(普通)和下(低)的分类标准如下：以电池的充电电量剩余电量为标准100％，当不足20％时为下(低)；当处于20％-50％之间时为中(普通)；当处于50％以上时为上(多)。

如上所述，存储器内与系统的电源管理模式相关联存储着各种条件，所以，拥有对这些条件监控的结果，便能够选择与这种条件相符的最佳电源模式。

例如，如图2所示，连接外部电源(AC电源)，当处理器温度低时，与电池剩余电量无关，指定多核模式；当输入外部电源，处理器温度为中时，便能够指定模式比率为75％的混合模式。输入外部电源，处理器温度为高时，便能够指定模式比率为50％的混合模式。输入外部电源，处理器温度为最高时，便能够指定模式比率为25％的混合模式。

此外，如果不输入AC电源，处理器的温度低，但电池剩余电量多时，便能够指定模式比率为75％的混合模式，当电池的剩余电量为中时，便能够指定模式比率为50％的混合模式。

图3a是双核处理器中各种模式比率的混合模式运行实例图。

在图3a中，模式1(Mode 1)为运行两个核模式的双核模式，模式2(Mode 2)为只运行两个核中的1个核的单核模式。

在图3a中，分别显示了模式比率为25％、50％和75％的情况。

当模式比率为50％时，模式1和模式2的持续时间相同，当模式比率为25％时，模式1持续的时间为模式2持续时间的1/3。此外，当模式比率为75％时，模式1的持续时间为模式2的3倍。

图3b是三核处理器的各种模式比率混合模式运行实例图。

在图3b中，模式1(Mode 1)为运行3个核的模式，模式2为运行3个核中两个核的模式，模式3为只运行3个核中1个核的模式。在图3b中，显示了模式比率为25％和模式比率为50％的情况。对于核为3个以上的多核处理器，与双核处理器情况相同，模式比率可以被调节为各种形式。

图4为适用于本发明的多核处理器的混合模式运行装置的笔记本电脑系统构成的电源管理模式设定图。如图4所示，整个电脑系统包括具有两个以上芯片(第1核101、第2核103、......第n核105)的处理器100和本发明的混合模式运行装置200。

电脑系统中具有控制向各核所提供电量的电量控制装置250。本发明的混合模式运行装置200包括模式决定条件监控装置230和控制装置220。本发明的装置与电源管理模式提供了单核模式、多核模式和混合模式。

在本发明中，电源管理模式的选择通过电脑系统的使用者从三种电源管理模式中任意选择其一进行设定，或者可以自动指定最佳的电脑系统电源管理模式。

模式决定条件监控装置230对多核处理器的电源管理模式的相关系统条件进行监控。模式决定条件监控装置230并不特别限制所监控的系统条件，但是，它能够监控处理器温度、系统温度、AC电源状态和电池剩余电量等条件。

模式决定条件监控装置230与电源状态检测装置260连接，持续检测是否存在外部AC电源输入，并将检测结果传输给控制装置220。

同时，模式决定条件监控装置230与智能电池270连接，检查电池的剩余电量，并将检测结果提供给控制装置220，温度检测装置280接收到处理器温度相关的数据，并传输给控制装置220。与电池剩余电量或处理器温度相关的信息能够从电脑系统的操作系统那儿获得。

控制装置220从模式决定条件监控装置230接收与模式决定条件相关的数据，并根据该数据，构成混合模式。控制装置220能够支持两个以上核运行的多核模式、多个芯片中只有一个核运行的单核模式，以及多核模式和单核模式持续时间按照一定比率交替循环的混合模式。

所述控制装置220在构成混合模式时，能够参照存储系统电源管理模式相关条件及与此相关的电源管理模式的模式表格240。当对电脑系统电源管理模式进行设定时，参照系统条件，从模式表格240中确认与这些条件相关的最佳电源管理模式，并将所计算出来的模式比率的混合模式设定为电脑系统的电源管理模式。

电量控制装置250根据控制装置220所定的电源管理模式，通过核芯片集210控制向各核提供电量。具体来说，对各核的控制是通过将处理器内控制各核的核选择驱动器设定为允许(enable)，利用处理器内的寄存器进控制的。在这里，寄存器具有与核数量相同的比特数。

本发明的多核处理器的混合模式运行装置不仅支持混合模式，而且也支持单核模式和多核模式。对于多核模式来说，对各核使用率的控制可以不同。因此，对于双核处理器来说，多核模式不仅是指第1核和第2核相同使用率均100％的情况，而且也能够支持第1核使用率为50％、第2核使用率约为75％的模式。

控制各核使用率的方法对于本方法所属技术领域的技术人员来说已经普遍熟悉，因此，在这里便省去了对其的详细说明。例如，各核的使用率可以通过对各核运行电压的控制来进行调节。

下面，将对具有所述构成的本发明的多核处理器的混合模式运行装置的运行进行说明。

所述温度检测装置280持续检测处理器的表面温度，并将该数值传输给模式决定条件监控装置230，智能电池270被外部AC电源充电，电池的剩余电量被告知模式决定条件监控装置230。电源状态检测装置260维持检测是否存在外部AC电源的输入，并将其通知模式决定条件监控装置230。

模式决定条件监控装置230将从电源状态检测装置260、智能电池270、温度检测装置280接收到的决定处理器电源管理模式条件的相关数值传输给控制装置220。

控制装置220以从模式决定条件监控装置230接收到的决定电源管理模式条件的相关数值为基础，选择模式，如果选择混合模式，便同时也能够决定模式比率。

在混合模式下，决定模式比率时，可以参照存储了用于自动设定电源管理模式的各条件的状态及依据这些条件的电源管理模式的模式表格240。

例如，从温度检测装置280接收到的电源表面温度如果是中、从智能电池270接收到的充电电量剩余电量也为中、从电源状态检测装置260确认的结果是存在AC电源输入的话，从模式表格240中确认与这些条件状态相符的电源管理模式作为混合模式(模式比率为25％)。

接下来，电量控制装置250便交替运行与控制装置220所选择的混合模式(模式比率为25％)相符的电脑模式1和电脑模式2。

图5是本发明实施例中的多核处理器的混合模式运行方法流程图。本发明的方法中，利用多核处理器的电源模式进行管理时，基本上提供了单核模式、多核模式和混合核模式三种电源模式。

因此，在三种电源模式中能够选择一个模式，这种模式的选择是电脑系统选择一个电源模式设定为默认模式，当使用者需要时也可以变更设定。系统检测出与系统电源管理模式相关的条件，并能够自动变更电源模式的设定。

S501，如图5所示，使用者手动判断是否选择了混合模式。

S502，使用者如果选择了混合模式，将模式比率为50％的混合模式设定为系统的默认电源管理模式。

S503，判断是否变更模式比率。

S504，当判断需要从默认模式变更为模式比率不同的其它混合模式时，检测处理器温度、系统温度、AC电源状态、电池剩余电量等条件中的至少一个。

S505，如果完成了对各条件的监控，决定与各条件相符的模式比率的混合模式。

S506，如果选择了最适合系统条件的电源管理模式，便将该电源管理模式设定为系统的电源管理模式。

S507，更新系统的电源管理模式。这样，多核模式和单核模式便能够按照一定的模式比率交替循环进行。

S508，此外，在上述步骤S501中，使用者如果不是通过手动选择混合模式，而是自动设定混合模式时，并进行上述步骤S504开始的以下的过程。当不需要变更模式比率时，将继续维持所有比率为50％的默认模式。

最初的模式选择中，如果不是混合模式，而是选择了多核模式时，能够控制各核以最大性能(核使用率为100％)运行，此外，各核的使用率还能够根据各核的负载(load)或系统条件的不同进行不同调整。

S511，在多核模式下，各核的使用率分别进行不同控制时，首先，对各核使用率、处理器温度、系统温度、AC电源状态和电池剩余电量等条件进行监控。

S512，如果完成对各条件的监控，便决定与各条件相符的各核使用率。

S513，将具有所选择核使用率的多核模式设定为系统的电源管理模式。然后进入上述步骤S507，更新系统电源模式。

在电源模式的选择中，如果是单核模式时，直接进入上述步骤S507，更新系统电源模式。

上述本发明除提供单核模式和双核模式外，还提供单核模式和双核模式交替循环的混合模式，同时，对于多核模式来说，各核的使用率也能够根据系统条件进行弹性调整，因此，使用者能够更加多样地使用系统。

本发明的多核处理器的混合模式运行方法能作为电脑能够读取的存储媒介码来运行。

电脑能够读取的存储媒介包括能够存储电脑系统读取的数据的所有种类的存储装置。例如，电脑能够读取的存储媒介包括ROM、EEPROM、闪存EEPROM、软盘、CD-ROM、光数据存储装置等。用于运行本发明的方法的程序被存储入ROM内时，在半导体制造工艺中便可以被记录在ROM内。

本发明的多核处理器的混合模式运行方法包括以下各步骤：

具有两个以上核的处理器检测与处理器电源管理模式相关条件的第1步骤；

根据所监测的结果，从多核模式、单核模式和混合模式中任选其一的第2步骤；

在第2步骤中，如果选择多核模式，控制向两个以上核提供电源的步骤；

在第2步骤中，如果选择单核模式，在多个芯片中，只向一个核提供电源的步骤；

在第2步骤中，如果选择混合模式，便控制使多核模式和单核模式交替循环的步骤。电脑能够读取的存储媒介用于存储电脑执行程序的码。

通过上述的说明，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。

例如，本发明的多核处理器的混合模式运行方法及其装置可以使用台式机或服务器外的笔记本电脑、智能电话、手机和PDA等各种移动设备。

同时，为了说明方便，本发明以具有两个核的双核处理器为中心进行了说明，但是，本发明并不局限于此，而且，本发明也能够适用于具有多个核的处理器。