可调整工作频率的硬件元件的效能最佳化方法

摘要

一种可调整工作频率的硬件元件的效能最佳化方法，其是通过检测硬件元件的工作电流，并通过测得的工作电流至转换表中取得相对应的工作阶级，再将取得的工作阶级与当前执行的工作阶级相比较，以于取得的工作阶级不同于当前执行的工作阶级时，执行硬件元件的各项参数的调整，以及相应硬件元件的散热元件的运作调整，藉以使硬件元件达到较佳的效能表现。

说明书

技术领域

本发明是关于一种频率调制方法，特别是一种可调整工作频率的硬件元件的效能最佳化方法。

背景技术

随着科技的快速发展，人们越来越依赖信息处理装置的使用，大至国家政府、企业系统，小到家庭及个人，为了方便及提高工作的效率，相对的信息处理系统的工作频率亦日趋提升。

因此，通过计算机配件或接口设备的超/降频，使信息处理系统发挥出最佳的效能是目前最常用的方法之一。以显示卡为例，于显示卡上具有图形处理器(graphic processing unit；GPU)，其专门用于处理二维、三维图像，通过时钟信号来进行指令执行和存储器的存取等操作的同步。因此，当通过人为地提高此些时钟信号的频率时，即可提高显示卡的性能。

已知对于显示卡的工作频率(clock frequency)的调整方法，也就是所谓的“超频”或“降频”，绝大部分都是由使用者利用手动操作方式来进行调整的。换句话说，对显示卡的超频通常是使用者通过应用软件来手动调整显示卡的核心(core)频率和显存频率。其中，调整核心频率即是对GPU的核心进行超频/降频，此方面类似于对中央处理器(central processing unit；CPU)的内部频率的超频/降频。而调整显存频率即是增加/减少图形缓存的存取速度，藉以减小存储器的瓶颈效应，此方面与对于主机板的外频进行调整以获得更大的存储器带宽是相同道理。

举例来说，当仅是执行二维(two-dimensional；2D)画面与一般行为时，例如：上网或硬盘重组等，GPU维持原本的速度来运作，以保持一般计算机的使用状态；而当执行须使用到大量GPU资源的行为时，例如：三维(three-dimensional；3D)游戏或图像处理等，则可将GPU与存储器的工作频率提升一定幅度，以助于计算机可以较佳的效能来进行此些行为，例如：游戏或是图像等，的计算。

然而，每次人为调整工作频率前，使用者都必须要参考手册说明，并配合其它外围元件的设定，才能够顺利进行调频工作，不但操作程序相当繁琐，而且当使用者相关知识不足时则容易造成调频错误。当调频过当或不足时，往往会造成运作上的额外负担，进而造成相关硬件元件不必要的损耗，以致减少使用寿命。再者，当进行手动调频时，于超频后，若使用者未再进行降频动作之前，显示卡就必须一直在超频的状态下使用，这样不仅耗费电力，也可能减短显示卡的寿命。

因此，要如何利用现有的计算机软件程序技术，设计一种可以自动实时调整硬件元件的运作参数，以使硬件元件提供较佳的执行效能，是目前从事相关研发领域人士们所应努力的重要方向。如此一来，不但可避免使用者的人为介入，以减少元件耗损的发生，并且可使计算机配件或接口设备经常保持在最佳化的状态下，以发挥最大的运作效能。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于提供一种可调整工作频率的硬件元件的效能最佳化方法，藉以解决现有技术所揭露的硬件元件无法自动调整各项运作参数的问题。

因此，为达上述目的，本发明所揭露的可调整工作频率的硬件元件的效能最佳化方法，包括有下列步骤：检测硬件元件的工作电流；根据测得的工作电流至转换表中取得相对应的工作阶级；将取得的工作阶级与当前执行的工作阶级相比较；当取得的工作阶级高于当前执行的工作阶级时，执行第一调整动作；以及当取得的工作阶级低于当前执行的工作阶级时，执行第二调整动作。

其中，第一调整动作包括有下列步骤：根据取得的工作阶级和转换表调整硬件元件的工作电压；以及根据取得的工作阶级和转换表调整硬件元件的工作频率。而第二调整动作包括有下列步骤：根据取得的工作阶级和转换表调整硬件元件的工作频率；以及根据取得的工作阶级和转换表调整硬件元件的工作电压。此外，于第一调整动作中，可在调整工作电压之前，先根据取得的工作阶级和转换表调整相应硬件元件的散热元件的运作；以及于第二调整动作中，可在调整工作电压之后，根据取得的工作阶级和转换表调整相应硬件元件的散热元件的运作，藉以维持硬件元件的散热效果。

如此一来，通过反复不断地动态检查和调整硬件元件的各项参数，即可使此硬件元件保持于较佳的工作效能。

再者，可依据实际运用状态而预先建立此转换表，其中于转换表中至少记录有多个工作阶级，以及每一工作阶级所对应的工作电流、工作电压、工作频率和散热元件的运作。

此外，可预先设定初始的当前执行的工作阶级，并于每次执行完调整动作后，更新当前执行的工作阶级的记录。此外，当系统开机或重新启动时，可通过执行初始化，将当前执行的工作阶级回复到预先设定的初始工作阶级，接着即可于固定时间间隔反复执行检查和调整动作，进而使应用本发明的硬件元件保持于较佳的工作效能。

此外，当确认取得的工作阶级非当前执行的工作阶级时，可先记录取得的工作阶级并启动计时一既定时间，然后循环不断地执行硬件元件的工作电流的检测、根据测得的工作电流和转换表取得工作阶级，及确认取得的工作阶级是否同于前次取得的工作阶级；其中，当此次取得的工作阶级同于前次取得的工作阶级时，则接续确认计时是否达既定时间，并于既定时间到达时，才执行调整动作；而当此既定时间内取得的工作阶级有变化时，则不执行后续的调整动作。

另外，调整动作亦可采渐近式的方式进行调整。也就是说，当取得的工作阶级高于当前执行的工作阶级时，执行的第一调整动作，其是先根据当前执行的工作阶级和转换表将硬件元件的工作电压调升一阶级，再根据当前执行的工作阶级和转换表将硬件元件的工作频率调升一阶级；反之，当取得的工作阶级低于当前执行的工作阶级时，执行的第二调整动作，其是先根据当前执行的工作阶级和转换表将硬件元件的工作频率调降一阶级，然后根据当前执行的工作阶级和转换表将硬件元件的工作电压调降一阶级。此外，于第一调整动作中，可在调整工作电压之前，先根据当前执行的工作阶级和转换表将相应硬件元件的散热元件的运作调升一阶级；以及于第二调整动作中，可在调整工作电压之后，再根据当前执行的工作阶级和转换表将相应硬件元件的散热元件的运作调降一阶级，藉以维持硬件元件的散热效果。

综合上述，应用本发明，可通过常驻程序(terminate and stay resident；TSR)方式、固件方式或其它方式而执行具有可调整工作频率的硬件元件(例如：处理器、存储器等)的各项参数的调整，及/或执行相应硬件元件的散热元件(例如：风扇等)的运作的调整，以提供较佳的运作状态，且避免额外的电力消耗，进而达到硬件元件效能的最佳化。其中，此处理器可为图形处理器(graphic processing unit；GPU)或中央处理器(central processing unit；CPU)等。

有关本发明的特征与实作，兹配合图示作最佳实施例详细说明如下。

附图说明

图1为显示根据本发明第一实施例的可调整工作频率的硬件元件的效能最佳化方法的流程图；

图2A、2B为显示根据本发明的可调整工作频率的硬件元件的效能最佳化方法中调整动作的一实施例的流程图；

图3A、3B为显示根据本发明的可调整工作频率的硬件元件的效能最佳化方法中调整动作的另一实施例的流程图；

图4为显示根据本发明第二实施例的可调整工作频率的硬件元件的效能最佳化方法的流程图；

图5A为显示根据本发明第三实施例的可调整工作频率的硬件元件的效能最佳化方法的流程图；

图5B为显示根据本发明第四实施例的可调整工作频率的硬件元件的效能最佳化方法的流程图；

图6为显示根据本发明第五实施例的可调整工作频率的硬件元件的效能最佳化方法的流程图；

图7为显示根据本发明第六实施例的可调整工作频率的硬件元件的效能最佳化方法的流程图；以及

图8A、8B为显示根据本发明的可调整工作频率的硬件元件的效能最佳化方法中调整动作的又一实施例的流程图。

具体实施方式

首先，说明本发明的主要构想，其是利用计算机软件程序来进行计算机配件或接口设备的效能(clock frequency)最佳化的自动调整方法，凡是具有可调整工作频率的硬件元件，均可以应用本发明，以常驻程序(terminate andstay resident；TSR)方式、固件方式或其它方式而执行硬件元件(例如：处理器、存储器等)的各项运作参数(例如：工作频率、工作电压等)，且/或执行相应硬件元件的散热元件(例如：风扇等)的运作的调整，进而达到硬件元件效能最佳化。其中，此处理器可为图形处理器(graphic processing unit；GPU)或中央处理器(central processing unit；CPU)等。

以下举出具体实施例以详细说明本发明的内容，并以图示作为辅助说明。说明中提及的标号是参照图式标号。

请参照图1，是显示根据本发明一实施例的可调整工作频率的硬件元件的效能最佳化的主要流程，说明如下。

于此，会预先建立转换表(步骤100)，以应用本发明的计算机软件程序执行时，可参照此转换表进行最佳化调整。此转换表主要是用来记录工作阶级、工作电流、工作电压、工作频率和散热元件的运作之间的对应关系，通常会因为硬件的不同以及所采取的定义规格(specification)不同而有所不同。于此虽仅以说明内建有一转换表来记录各项参数(例如：工作阶级、工作电流、工作电压、工作频率和散热元件的运作)的对应关系，于实际执行上，亦可通过多个转换表来记录相互对应的各项参数。

接着，检测硬件元件的工作电流(步骤200)；然后，根据测得的工作电流和转换表取得工作阶级(步骤300)；确认取得的工作阶级是否为当前执行的工作阶级(步骤400)；当取得的工作阶级非当前的工作阶级时，则执行调整动作(步骤500)，反之，当取得的工作阶级为当前的工作阶级时，则不执行调整动作。

于此，「步骤500」的调整动作，是根据取得的工作阶级高于或低于当前的工作阶级而逐一进行各项状态的调降或调升。

于此，调整动作可根据取得的工作阶级高于或低于当前的工作阶级而分为第一调整动作和第二调整动作。请参照图2A，第一调整动作是指当取得的工作阶级高于当前执行的工作阶级时，先根据取得的工作阶级和转换表调整散热元件的运作(步骤510)；然后，根据取得的工作阶级和转换表调整硬件元件的工作电压(步骤510)；最后，根据取得的工作阶级和转换表调整硬件元件的工作频率(步骤520)。而第二调整动作是指当取得的工作阶级低于当前执行的工作阶级时，先根据取得的工作阶级和转换表调整硬件元件的工作频率(步骤520)；再根据取得的工作阶级和转换表调整硬件元件的工作电压(步骤510)；然后，根据取得的工作阶级和转换表调整散热元件的运作(步骤510)，如图2B所示。

此外，由于大部分的硬件元件于运作时都会产生大量的热，因此需通过散热元件来协助硬件元件散热，于此，根据本发明的方法亦可对此相应硬件元件的散热元件的运作进行调整；也就是说，针对第一调整动作而言，当取得的工作阶级高于当前执行的工作阶级时，先根据取得的工作阶级和转换表调整散热元件的运作(步骤530)；然后，根据取得的工作阶级和转换表调整硬件元件的工作电压(步骤510)；最后，根据取得的工作阶级和转换表调整硬件元件的工作频率(步骤520)，如图3A所示。而第二调整动作是指当取得的工作阶级低于当前执行的工作阶级时，先根据取得的工作阶级和转换表调整硬件元件的工作频率(步骤520)；再根据取得的工作阶级和转换表调整硬件元件的工作电压(步骤510)；然后，根据取得的工作阶级和转换表调整散热元件的运作(步骤530)，如图3B所示。

如此一来，只要通过反复不断地动态检查和调整硬件各项参数值，即可使此硬件元件保持于较佳的工作效能。于实际执行上，可于固定时间间隔执行一次「步骤200」、「步骤300」、「步骤400」和/或「步骤500」，来使应用本发明的硬件元件保持于较佳的工作效能。并且，可提供启动功能，以供使用者通过此启动功能输入触发信号，来启动「步骤200」、「步骤300」、「步骤400」和/或「步骤500」的反复执行循环，简单来说，于接收到触发信号(步骤110)时，才启动「步骤200」、「步骤300」、「步骤400」和/或「步骤500」的反复执行循环，如图4所示。

此外，可预先设定初始的当前执行的工作阶级(步骤120)，并于每次执行完调整动作后，更新当前执行的工作阶级的记录(步骤540)，如图5A、图5B所示。此外，当系统开机或重新启动时，可通过执行初始化，将当前执行的工作阶级回复到预先设定的初始工作阶级(步骤130)，接着即可于固定时间间隔反复执行「步骤200」、「步骤300」、「步骤400」和/或「步骤500」，来使应用本发明的硬件元件保持于较佳的工作效能，如图6所示。

其中，当确认取得的工作阶级非当前执行的工作阶级时，会先记录取得的工作阶级并启动计时一既定时间(步骤600)，然后循环不断地执行硬件元件的工作电流的检测(步骤210)、根据测得的工作电流和转换表取得工作阶级(步骤310)，及确认取得的工作阶级是否同于前次取得的工作阶级(步骤410)，当工作阶级同于前次取得的工作阶级时，确认计时是否达既定时间(步骤700)，并于既定时间到达时，才执行调整动作；而当此既定时间内工作阶级有变化时，则不执行调整动作，如图7所示。如此一来，即可避免过度频繁执行调整动作。

举例来说，将本发明应用于显示卡上，可用以调控其GPU和/或存储器的效能，于此，为了方便说明，将工作阶级分为闲置(Idle)状态、一般状态和三维(three-dimensional；3D)状态，此时预先建立的转换表中则记录有三种工作阶级所对应的工作阶级、工作电流、工作电压、工作频率和散热元件的运作。此外，假设预先设定当前执行的工作阶级为一般状态，即使用者环境是处于一般运作环境(例如：上网、文书处理或影片播放等状态)；当在既定时间内工作电流检测后取得工作阶级是于闲置状态时，即使用者环境持续一段时间处于闲置状态(例如：屏幕保护程序执行等状态)，则先依据于转换表中闲置状态所对应的工作频率，来调降GPU和/或存储器的工作频率，再依据于转换表中闲置状态所对应的工作电压，来调降GPU和/或存储器的工作电压，然后才依据于转换表中闲置状态所对应的散热元件的运作，而将风扇的转速调降；反之，当在既定时间内工作电流检测后取得工作阶级是于3D状态时，即使用者环境持续一段时间处于3D环境(例如：3D游戏或图像处理等状态)，则先依据于转换表中3D状态所对应的散热元件的运作，而将风扇的转速调快，再依据于转换表中3D状态所对应的工作电压，来调高GPU和/或存储器的工作电压，然后才依据于转换表中3D状态所对应的工作频率，来调升GPU和/或存储器的工作频率。如此一来，GPU和/或存储器即可随着使用者环境进行动态调整，进而避免额外的电力消耗并提供较佳的效能表现，进而显示卡能提供较佳的效能。

再者，此虽然仅以三种工作阶级来进行说明，然而于实际应用上，可设计成二种、四种、五种甚至是五种以上的工作阶级。并且，于「步骤500」的调整动作可采渐近式的方式进行调整，也就是说，当取得的工作阶级高于当前执行的工作阶级，第一调整部动作是先根据当前执行的工作阶级和转换表将散热元件的运作调升一阶级(步骤532)；然后，根据当前执行的工作阶级和转换表将硬件元件的工作电压调升一阶级(步骤512)；最后，根据当前执行的工作阶级和转换表将硬件元件的工作频率调升一阶级(步骤522)，如图8A所示。同理，当取得的工作阶级低于当前执行的工作阶级，则先根据当前执行的工作阶级和转换表将硬件元件的工作频率调降一阶级(步骤524)；再根据当前执行的工作阶级和转换表将硬件元件的工作电压调降一阶级(步骤514)；然后，根据当前执行的工作阶级和转换表将散热元件的运作调降一阶级(步骤534)，如图8B所示。

举例来说，将本发明应用于显示卡上，可用以调控其GPU和/或存储器的效能，于此，为了方便说明，将工作阶级分为第一状态、第二状态、第三状态、第四状态和第五状态，此时预先建立的转换表中则记录有五种工作阶级所对应的工作阶级、工作电流、工作电压、工作频率和散热元件的运作。此外，假设预先设定当前执行的工作阶级为第三状态；当在既定时间内工作电流检测后取得工作阶级是于第一状态时，则先依据于转换表中低于第三状态的工作阶级(即第二状态)所对应的工作频率，来调降GPU和/或存储器的工作频率，再依据于转换表中低于第三状态的工作阶级(即第二状态)所对应的工作电压，来调降GPU和/或存储器的工作电压，然后才依据于转换表中低于第三状态的工作阶级(即第二状态)所对应的散热元件的运作，而将风扇的转速调降；反之，当在既定时间内工作电流检测后取得工作阶级为第五状态时，则先依据于转换表中高于第三状态的工作阶级(即第四状态)所对应的散热元件的运作，而将风扇的转速调快，再依据于转换表中高于第三状态的工作阶级(即第四状态)所对应的工作电压，来调高GPU和/或存储器的工作电压，然后才依据于转换表中高于第三状态的工作阶级(即第四状态)所对应的工作频率，来调升GPU和/或存储器的工作频率。如此一来，GPU和/或存储器即可随着使用者环境进行动态调整，进而避免额外的电力消耗并提供较佳的效能表现，进而显示卡能提供较佳的效能。

虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明所要求的保护范围须视本说明书所附的权利要求范围所界定者为准。