圖形處理單元的熱管理的制作方法

專利名稱：圖形處理單元的熱管理的制作方法
技術領域：
本發明一般地涉及電子設備的熱管理，并且更具體地涉及提供圖形處理單元的熱管理。
背景技術：
電子設備普遍存在于社會中，并且可見于從腕表到計算機的任意物品。這些電子 設備的復雜度和精巧性通常隨著每代增加，結果，較新的電子設備通常比其先輩消耗更多 的功率量。隨著功耗的增加，電子設備內的電路可能生成更大程度的熱量，這對于電路的工 作可能是有害的。現代電子設備的趨勢是使得每一代更小巧，這加劇了這個問題。結果，來自相繼各 代電子設備的每單位體積的溫度可能上升到對用戶或設備本身有潛在危險的水平。出于這 個原因，可以給微處理器和其它電路配備散熱器和/或風扇，以便將熱量傳出芯片并將微 處理器保持在安全操作范圍內。還可以實施附加的熱管理技術，諸如選擇性地關閉電子設 備的特別耗電的元件。除了具有增加的功耗之外，許多現代設備還具有比其先輩更強大的圖形能力。個 人計算機尤其如此，用戶可能為每個計算機使用多個監視器，每個監視器可能能夠呈現復 雜的計算機圖形圖像。然而，許多現代計算機的熱管理技術可能阻礙計算機系統提供復雜 圖形能力的能力。例如，當微處理器進入低功率模式時，由于處理器未在執行指令，可能呈 現一個或多個屏幕假信號(glitch)。在具有多個顯示器的計算機系統和/或正在播放電影 的計算機系統中尤其如此。因此，需要向計算機系統提供防止屏幕假信號的熱管理。

發明內容
某些實施例包括具有熱管理能力的圖形處理單元(GPU)。該GPU可以包括顯示 控制器，耦連到顯示控制器的微處理引擎，和耦連到顯示控制器和微處理引擎的時鐘電路。 該時鐘電路還可以包括耦連到顯示控制器的原始時鐘信號；耦連到原始時鐘信號的分頻 器；和耦連到分頻器的多路復用器。該分頻器可以生成原始時鐘信號的分頻版本，該分頻版 本可與原始時鐘信號一起耦連到多路復用器。多路復用器可以選擇性地向微處理引擎提供 原始時鐘信號或該時鐘信號的分頻版本，從而微處理引擎可以接收獨立于GPU的操作的定 時信號，并且導致更少的假信號。
其它實施例可以包括控制GPU的方法，該方法包括如下動作向顯示控制器提供 原始時鐘信號；生成原始時鐘信號的分頻版本；和向微處理引擎提供選擇性地包括原始時 鐘信號或原始時鐘信號的分頻版本的定時信號。以這種方式，微處理引擎可以以減小的速 率執行操作，而顯示控制器以基本上相同的執行速率操作。其它實施例可以包括具有熱管理能力的計算機系統。該計算機系統可以包括中央 處理單元(CPU)；耦連到CPU的GPU ；耦連到GPU的一個或多個顯示器；和耦連到GPU的調 節器(regulator)。該GPU可以包括顯示控制器；耦連到顯示控制器的微處理引擎；和耦 連到顯示控制器和微處理引擎的時鐘電路。該時鐘電路還可以包括耦連到顯示控制器的 原始時鐘信號；耦連到原始時鐘信號的分頻器；和耦連到分頻器的多路復用器。分頻器可 以生成原始時鐘信號的分頻版本，該分頻版本與原始時鐘信號一起耦連到多路復用器。多 路復用器可以向微處理引擎選擇性地提供原始時鐘信號或該時鐘信號的分頻版本，從而微 處理引擎可以接收獨立于GPU的操作的定時信號，并且導致在一個或多個顯示器上更少的 假信號。


圖1示出了示例的計算機系統；圖2示出了實施熱管理的示例GPU ；圖3A示出了示例的脈沖寬度調制信號；圖3B示出了可以由圖3A的脈沖寬度調制信號引起的示例時鐘；圖3C示出了可以由圖3A的脈沖寬度調制信號引起的另一個示例時鐘。在不同附圖中使用的相同參考標號表示類似或相同的項。
具體實施例方式下面的討論描述了在防止屏幕假信號的同時，向圖形處理單元提供熱管理的各種 實施例。雖然可能詳細描述了這些實施例中的一個或多個，但是公開的實施例不應當被解 釋為或用于限制本公開的范圍，包括權利要求的范圍。另外，本領域的技術人員將會理解， 下面的描述具有廣泛的應用。因此，對任意實施例的討論僅僅意圖示例，而不旨在表示包括 權利要求在內的本公開的范圍被局限于這些實施例。某些實施例包括具有熱管理能力的圖形處理單元(GPU)。該GPU可以包括顯示 控制器，耦連到顯示控制器的微處理引擎，和耦連到顯示控制器和微處理引擎的時鐘電路。 該時鐘電路還可以包括耦連到顯示控制器的原始時鐘信號；耦連到原始時鐘信號的分頻 器；和耦連到分頻器的多路復用器。分頻器生成原始時鐘信號的分頻版本，該分頻版本可 與原始時鐘信號一起耦連到多路復用器。多路復用器可以向微處理引擎選擇性地提供原始 時鐘信號或該時鐘信號的分頻版本，從而微處理引擎可以接收獨立于GPU的操作的定時信 號，并且導致更少的假信號。圖1示出了可以在一個實施例中實施的示例計算機系統100。在探究圖1的細節 之前，應當注意在圖1中列出并且在下面提及的組件僅是一種可能的實現的例子。可以在 其它實現中使用其它組件、總線和/或協議，而不脫離該詳細描述的精神和范圍。現在參考圖1，計算機系統100包括中央處理單元(CPU) 102，CPU 102可通過CPU總線電耦連到橋邏輯器件106。橋邏輯器件106有時根據其相對于其它系統組件(諸如南橋 119)的位置而被稱為“北橋”。北橋106可以通過存儲器總線電耦連到主存儲器陣列104， 并且還可以通過高級圖形端口(AGP)總線電耦連到GPU 108。一般地，AGP總線是給計算機 系統100的主板附加圖形功能的工業標準方法。北橋106還可以通過例如主擴展總線(BUS A)，諸如PCI總線或EISA總線，將CPU 102、存儲器104和GPU 108耦連到該系統中的其它 外設。使用BUS A的總線協議操作的各種組件可以存在于該總線上，諸如音頻設備110、 IEEE1394接口設備112和網絡接口卡(NIC)114。這些組件可被集成到PCB上，或它們可被 插入連接到BUS A的擴展槽118中。如果計算機系統100中提供了別的次擴展總線，可以 使用另一個橋邏輯器件119將主擴展總線BUS A電耦連到次擴展總線(未示出)。如上所 述，由于其相對于其它系統組件的位置，橋邏輯器件119有時被稱為“南橋”。在某些實施例中，圖1所示的兩個或更多個組件可被實現為單個組件。例如，在某 些實施例中，GPU可與北橋106或計算機系統100的任何其它組件集成在一起。計算機系統100可以通過GPU 108耦連到一個或多個顯示單元120。以這種方式， 計算機系統100可以支持向一個或多個顯示單元120呈現計算機生成的圖形圖像。在某些 實施例中，諸如在膝上型計算機系統的情況下，所述一個或多個顯示單元120中的至少一 個顯示單元可以集成到計算機系統100中。如虛線指示的，計算機系統100可包含在機殼122內。另外，機殼122可能具有有 限的熱容量或預算。例如，在某些實施例中，機殼122的熱預算可以是32瓦。如前面所述， 許多電子設備，諸如計算機系統100，被制造為位于越來越小的機殼122內，從而設備的熱 預算可能隨著相繼的產品代而減小。通過實施一個或多個功率調節電路124或方案，計算機系統100可以確保其不會 超出其熱預算。一個或多個功率調節電路124可以采取溫度監視設備的形式。在某些實施 例中，功率調節電路124的溫度監視設備可以是一個或多個基于硅的二極管(未示出)，其 可以具有近似_2mV/°C的溫度系數。隨著溫度上升，這些二極管上的電壓可能下降。類似 地，隨著溫度下降，這些二極管上的電壓可能上升。功率調節電路124可以監視這種變化的 電壓，以便確定功率調節電路124和/或計算機系統100的工作溫度。特別地，這些系統中的GPU可以具有很寬的工作功率變化，并且可能是計算機系 統100內功耗最大的組件之一。例如，CPU 102可能消耗30瓦的最大功率量，而GPU 108可 能消耗范圍從5到18瓦的第二大功率量。在這個相同例子中，存儲器104可能消耗近似3 到4瓦的功率，而北橋106可能消耗2到4瓦的功率。由于GPU 108可能是計算機系統100中功耗最大的組件之一，常規的計算機系統 通常試圖對GPU 108執行熱管理功能。不幸的是，在常規計算機系統上實施的熱管理功能 通常導致顯示在一個或多個顯示器120中至少一個顯示器上的圖像中的假信號。這些假信 號可能是由于常規熱管理電路通常僅具有用于控制計算機系統100內任意特定組件生成 的熱量的少數選項。例如，一個這種熱管理選項是降低CPU 102的速度以使它僅消耗最少 的功率量。這可以通過降低CPU的工作速度來實現，然而，由于可能不具有可用的足夠處理 能力來以及時的方式傳遞圖像以便顯示運動圖形，這種行為通常在正由CPU呈現的圖像中 引入假信號。這些假信號可能影響基于運動的圖形項的運行，諸如在計算機系統100上播放影片。根據至少某些實施例，功率調節電路124可以在計算機系統100上實施熱管理功 能，而不引起在一個或多個顯示器120上顯示的圖像中的假信號。圖2示出了具有這種熱 管理方案的GPU 108。參考圖2，GPU108可以通過AGP總線接收數據，以及處理并且在一個 或多個顯示器120上顯示該數據。另外，如圖所示，GPU 108可以從功率調節電路124接收 GPU ENABLE信號(下面參考圖3A更詳細描述)。存儲器202可耦連到GPU 108。在某些實施例中，存儲器202可以與計算機系統 100中的存儲器104相同。在其它實施例中，存儲器202可以是專用視頻存儲器，諸如與存 儲器104相分離的視頻隨機訪問存儲器(VRAM)。在工作期間，存儲器202可以存儲由GPU 108操作的數據。如圖2所示，GPU 108可以包括顯示控制器204、微處理引擎206和時鐘電路208。 通過將圖片格式數據轉傳遞到一個或多個顯示器120，顯示控制器204可以在一個或多個 顯示器120上呈現圖像。在某些實施例中，用于在顯示控制器204和一個或多個顯示器120 之間傳遞視頻數據的格式是數字視頻接口(DVI)標準。在其它實施例中，該格式是視頻圖 像陣列(VGA)標準。包括DVI和/或VGA的實施例僅是例子，實際上，在替換實施例中可以 使用其它標準和/或視頻標準。微處理引擎206可以耦連到顯示控制器204，并且可以提供 原始圖像數據，顯示控制器204然后將原始圖像數據格式化為可被一個或多個顯示器120 顯示的數據。操作系統(OS)驅動程序209可以耦連到GPU 108，并且指揮應用在GPU 108上的 執行。在計算機系統100上實現的實際OS驅動程序209可以是各種各樣的。在某些實施 例中，OS驅動程序209可以是來自蘋果公司的Mac OS驅動程序。在其它實施例中，該OS驅 動程序可以是來自微軟公司的基于Windows的驅動程序。另外，應當理解，OS驅動程序209 可以是來自任意適合的OS的任意適合的OS驅動程序。關于GPU 108的功耗，顯示控制器204可以消耗相對恒定的功率量，而微處理引 擎206可以具有隨著正被執行的特定應用而變化的功耗。以這種方式，當OS驅動程序209 指示微處理引擎206執行圖形密集應用時，微處理引擎206可能消耗GPU 108的大部分功 率。例如，顯示控制器204可以占用4瓦的相對恒定的功耗，而微處理引擎206可能占用1 到18瓦的可變功耗。因此如果機殼122的熱預算是18瓦，并且顯示控制器204和微處理 引擎206正在消耗最大的功率量，則機殼的熱預算可能超出近似22%。這僅是為什么可能 希望實施GPU 108的熱管理的一個例子。另外，實施GPU 108的熱管理可以使得整個計算 機系統100更有能量效率。組件(例如GPU 108)的可能變化的功耗可能給具有較小機殼的消費電子設備尤 其帶來挑戰。由于許多計算機系統的微型化，機殼122(圖1所示)可能具有比較大機殼更 小的熱預算。結果，較小的電子設備通常在所消耗功率和/或所生成熱量的可變量方面具 有更小的超額裕度。例如，如果計算機系統100是臺式計算機，其機殼122可能具有比類似 配置(例如，類似處理器速度、存儲器容量等)的膝上計算機更大的熱預算，并且膝上計算 機可能不能承受由于變化的功耗引起的功率超額。由于這些電子設備可能具有較小的熱預 算以及功耗方面較小的超額裕度，可能希望控制可能引起這種超額的可變功耗。可以部分地通過時鐘電路208提供對可變功耗的控制。時鐘電路208可以包括耦連到振蕩電路212的晶體210。雖然晶體210被示出為耦連在GPU 108的兩個端子之間，其 它實施例可以采用單端子布置中的晶體210，其中晶體210耦連在GPU 108的單個端子和地 之間。振蕩電路212可以是任意的類型，并且還可以包括時鐘樹和/或頻率調制電路，諸如 鎖相環(PLL)。從振蕩電路212得到的信號可以是可耦連到顯示控制器204的原始(RAW)時鐘信 號。原始時鐘信號還可耦連到分頻器214，在分頻器214處，該原始時鐘信號被一個除數修 改，然后被提供給多路復用器216。原始時鐘信號可以是來自晶體振蕩器的頻率合成信號。 例如，在某些實施例中，原始時鐘信號可以來自PLL，PLL合成來自晶體振蕩器的相對頻率 穩定的時鐘信號。其它實施例可以采用延遲鎖定環(DLL)以實現相同功能。原始時鐘頻率 范圍的例子包括從大約IOOMHz到大約IGHz。分頻器214可以提供具有比原始時鐘信號更低頻率的原始時鐘信號的下分頻版 本。在某些實施例中，分頻器214的分頻值可以包括2到32。在其它實施例中，可以設置分 頻值以使得分頻器的定時信號可以具有非常低的頻率，并且在某些情況下，可以接近零。因 此如果分頻器214是能夠將值設置在從2到256的范圍的3位分頻器，則分頻器214可被 配置為具有256的分頻值，從而生成非常低的頻率(在下面的圖3E中以308示出)。在某些實施例中，微處理引擎206消耗的功率與來自分頻器214的頻率近似成比 例，并且因此，可以通過控制分頻器214的分頻值來控制微處理引擎206消耗的功率。因此， 在來自分頻器214的定時信號的頻率基本上為零的實施例中，微處理引擎206消耗的功率 可以比定時信號不是基本上為零時要低。在工作過程中，多路復用器216可以在來自振蕩電路212的原始時鐘和來自分頻 器214的該原始時鐘的下分頻版本之間進行選擇。多路復用器216可以基于來自功率調節 電路124的GPU_ENABLE信號進行這種選擇。GPU_ENABLE信號可用于控制多路復用器在來 自振蕩電路212的原始時鐘和來自分頻器214的該原始時鐘的下分頻版本之間的選擇，其 中可以基于GPU_ENABLE信號的脈沖寬度來改變其中任一信號可被選擇的時間段(如下面 在圖3A的情形中描述的)。作為在原始時鐘或該原始時鐘的下分頻版本之間選擇性地挑選 的結果，提供給微處理引擎206的時鐘信號在時間上可以是兩種時鐘速率的工作周期加權 平均(duty-cycle weighted-average)。在某些實施例中，多路復用器216對多于兩種信號 進行平均。通過選擇性地應用原始時鐘和其下分頻版本，從多路復用器216提供給微處理引 擎206的總時鐘信號可以被配置為使得可以積極主動地(proactively)控制微處理引擎 206的執行速度。即，可以觸發微處理引擎206內的邏輯塊(未示出)以根據來自多路復 用器216的信號中的轉變(transition)而操作(術語“轉變”可用于指信號從高到低的運 動和/或信號從低到高的運動)。這些邏輯塊消耗一定的功率量，并且隨著每次轉變生成 一定的熱量。由于原始時鐘或該原始時鐘的下分頻版本的平均可能包含較少的轉變，因此 GPU 108生成的熱量可以減少。在某些實施例中，GPU_ENABLE信號可以是圖3A所示的脈沖寬度調制(PWM)信號的 形式。如圖所示，PWM信號可以是具有如圖3A的雙端箭頭所示的變化的脈沖寬度的信號。 這些變化的脈沖寬度可以導致GPU_ENABLE的一個或多個不同周期，諸如圖3A所示的周期 A和/或周期B。在某些實施例中，PWM信號的寬度可以基于功率調節電路124內的預定算法而變化。在其它實施例中，PWM信號的寬度可以基于來自OS驅動程序209的輸入而變化。 其它實施例可以采用具有模擬電平或寄存器設置形式的GPU_ENABLE信號。當GPU_ENABLE信號為低時，多路復用器216可以選擇性地將來自分頻器214的原 始時鐘的下分頻版本耦連到微處理引擎206。類似地，當GPU_ENABLE信號為高時，多路復用 器216可以選擇性地將來自振蕩電路212的原始時鐘耦連到微處理引擎206。圖3B示出了 示例性的所得到的提供給微處理引擎206的時鐘信號302。由于GPU_ENABLE的脈沖寬度在 周期B中比在周期A中寬，所以時鐘信號302中可能發生更多數目的轉變。在這個例子中， 周期A被示出為包括總共12個轉變，其中8個來自原始時鐘，4個來自分頻器214。另一方 面，周期B被示出為包含總共18個轉變，其中12個來自原始時鐘，6個來自分頻器214。結 果，時鐘信號302在周期B期間比在周期A期間具有更高的平均頻率，并且GPU 108可能在 周期B期間比在周期A期間工作于更高的溫度。可以用其它方式修改提供給GPU 108的時鐘信號。在某些實施例中，發生在由多 路復用器216提供的信號中的轉變的平均數目可保持相對恒定，并且GPU_ENABLE信號的脈 沖寬度可保持相對恒定，而這些轉變的整體分布可以改變。圖3C表示具有這些特性的示例 信號304。參考圖3C，可以理解，通過改變原始時鐘的頻率(例如，通過調整PLL輸出)，以及 改變來自分頻器214的信號的頻率(例如，通過調整分頻值)，可以獲得不同的轉變分布。 比較信號302和304，它們在周期A和周期B期間分別具有相同數目的轉變，并且因此GPU 108可以在周期A和周期B期間分別執行近似相同數目的操作。雖然信號302和304的任 意給定周期期間的轉變總數可能是相同的，但是轉變的分布可以改變。即，在周期A期間， 信號304可以包含較多的來自原始時鐘的轉變以及較少的來自分頻器214的轉變。結果，與 如果將信號302提供給GPU 108相比，當將信號304提供給GPU 108時，GPU 108可以在周 期A的原始時鐘部分中執行更多指令。類似地，在周期B期間，雖然在兩個信號302和304 中發生了相同數目的轉變，但是在信號304的原始時鐘部分期間發生了比信號302更多的 轉變。因此，即使GPU 108可能執行相同數目的操作，對于信號302和304，同樣時間內GPU 108生成的熱量也可能不同。如果GPU 108的封裝改變(例如，由于在制造過程中的某個后 來時間的成本決策)，并且導致GPU 108散熱的能力改變，則可能希望具有上述特征。在某些實施例中，還可以通過延長提供給微處理引擎206的原始時鐘的一些部 分，實現可替換的轉變分布。圖3D示出了具有這種轉變分布的示例定時信號306。在其它實施例中，還可以通過將分頻器214編程為使得原始時鐘具有基本上為零 的頻率的分頻值，來實現可替換的分布。例如，圖3E示出了示例定時信號308，其中原始時 鐘在信號周期的至少一部分上具有基本上為零的頻率。通過將信號302-308提供給微處理弓丨擎206，可以通過獨立于顯示控制器204的操 作來修改在微處理引擎206上執行的應用的執行速率，從而更精細地控制微處理引擎206 的可變功耗要求。如果信號302-308被施加到顯示控制器204，這可能導致一個或多個顯示 器120上的假信號。另外，由于可以在微處理引擎206可能正在執行來自OS驅動程序209的命令的同 時將信號302-308施加到微處理引擎206，這可以使得在一個或多個顯示器120上顯示的圖 像中有更少的假信號。如果不向微處理引擎206提供信號302-308，在微處理引擎206可以實施熱管理機制之前，OS驅動程序209可能需要等待微處理引擎206完成任何特定的指 令集。換言之，如果不提供信號302-308，OS驅動程序209可能必須將時鐘修改放置在微 處理引擎206的處理中斷內。即使功率調節電路124可能指示需要實施熱管理，在實施熱 管理技術之前等待處理中斷發生可能使得微處理引擎206的溫度繼續升高。當功率調節電 路124能夠實施某種形式的熱管理時(即，在處理中的下一個中斷處)，GPU 108可能已經 消耗了如此多的功率以至于可能需要采取激烈的措施，諸如完全關閉GPU 108。例如，如果 GPU 108消耗太多功率，并且OS驅動程序209不能實施熱管理，計算機系統100可能簡單地 關閉GPU 108以防止災難性的損壞。以這種方式關閉GPU 108可能導致呈現在一個或多個顯示器120上的圖像中的假 信號。通過向微處理引擎206提供信號302，由于微處理引擎206的功率可被主動地(與被 動地相反)控制，因此可以防止這些假信號出現，從而最小化了 GPU 108被災難性關閉的次 數。在便攜系統中(其中熱預算相對較小)可能特別希望實施這種熱管理方案，這些便攜 系統支持多個顯示器，并且可能需要由微處理引擎206進行附加處理(并且因此生成附加 的熱量)。在某些計算機系統中，被稱為“熱病毒”的應用可被惡意執行。這些熱病毒的代碼 中蓄意不包含處理中斷，從而計算機系統將由于熱超載而關閉。通過實施信號302，由于功 率調節電路124可以控制生成的熱量而不用考慮OS驅動程序209必須等待處理中斷，這些 熱病毒的影響可被克服。在某些實施例中，振蕩電路212可以沿著定時路徑在各個時間點處對一個或多個 定時信號進行偏斜消除(de-skew)。例如，從分頻器214到多路復用器216的信號可能被 路由到GPU 108各處，從而引入時鐘偏斜。在這些情況下，通過例如通過連接218將被懷疑 的信號與由振蕩電路212生成的信號進行比較，振蕩電路212可以利用PLL消除這種偏斜。 應當注意，連接218僅是能夠向微處理引擎206提供定時信號的電路的一個代表，還可以使 用更復雜的電路。
權利要求
1.一種圖形處理單元(GPU)，包括顯示控制器；耦連到顯示控制器的微處理引擎；耦連到顯示控制器和微處理引擎的時鐘電路，該時鐘電路進一步包括耦連到顯示控制器的原始時鐘信號；耦連到原始時鐘信號的分頻器，其中分頻器生成原始時鐘信號的分頻版本；耦連到分頻器和原始時鐘信號的多路復用器，其中多路復用器向微處理引擎選擇性地 提供原始時鐘信號或原始時鐘信號的分頻版本作為定時信號。
2.如權利要求1所述的GPU，其中，基于脈沖寬度調制(PWM)信號的脈沖寬度，多路復 用器向微處理引擎選擇性地提供原始時鐘信號或原始時鐘信號的分頻版本。
3.如權利要求1所述的GPU，其中分頻器被調整，以使得原始時鐘信號具有基本上為零 的頻率。
4.如權利要求1所述的GPU，其中微處理引擎以減小的執行速率執行操作，而顯示控制 器以基本上相同的執行速率操作。
5.如權利要求1所述的GPU，其中提供給微處理引擎的定時信號表現為原始時鐘信號 和原始時鐘信號的分頻版本的平均。
6.如權利要求4所述的GPU，還包括提供給多路復用器的至少一個附加時鐘信號，其中 提供給微處理引擎的定時信號表現為原始時鐘信號、原始時鐘信號的分頻版本和該至少一 個附加時鐘信號的平均。
7.如權利要求4所述的GPU，其中使用提供給多路復用器的PWM信號來修改以定時信 號表示的平均值。
8.如權利要求6所述的GPU，其中所述PWM信號基于對GPU溫度變化的測量結果。
9.如權利要求7所述的GPU，其中所述PWM信號基于二極管結的溫度變化。
10.如權利要求1所述的GPU，其中所述定時信號包括的源于原始時鐘信號的轉變的數 目多于源于原始時鐘信號的下分頻版本的轉變的數目。
11.如權利要求9所述的GPU，其中在GPU正在執行指令時，修改源于原始時鐘信號的 轉變與源于原始時鐘信號的下分頻版本的轉變之間的比例。
12.如權利要求10所述的GPU，其中定時信號內的轉變總數基本上恒定，而不論它們之 間的比例被如何修改。
13.如權利要求10所述的GPU，其中所述定時信號在連續的時間段內的轉變總數根據 從由PWM信號、變化的電平或寄存器設置組成的組中選擇的信號而改變。
14.如權利要求1所述的GPU，其中所述定時信號被反饋給時鐘電路，以對定時信號進 行偏斜消除。
15.如權利要求1所述的GPU，其中獨立于微處理引擎正在執行的代碼內的中斷，修改 所述定時信號。
16.如權利要求1所述的GPU，其中在保持微處理引擎執行的操作的總數的同時，修改 定時信號的轉變分布。
17.—種控制GPU的方法，包括以下動作向顯示控制器提供原始時鐘信號；生成原始時鐘信號的分頻版本；和向微處理引擎提供定時信號，所述定時信號選擇性地包括原始時鐘信號或原始時鐘信 號的分頻版本；其中微處理引擎以減小的速率執行操作，而顯示控制器以基本上相同的執行速率操作。
18.如權利要求14所述的方法，其中定時信號表現為原始時鐘信號和原始時鐘信號的 分頻版本的平均。
19.如權利要求14所述的方法，其中原始時鐘信號的分頻版本被調整，以使得原始時 鐘信號的頻率基本上為零。
20.如權利要求14所述的方法，還包括以下動作基于從由PWM信號、變化的電平、或 寄存器設置組成的組中選擇的信號，改變定時信號的組成。
21.如權利要求14所述的方法，還包括以下動作在定時信號內包括數目比源于原始 時鐘信號的下分頻版本的轉變數目多的源于原始時鐘信號的轉變。
22.如權利要求19所述的方法，還包括以下動作在GPU正在執行指令時，修改源于原 始時鐘信號的轉變與源于原始時鐘信號的下分頻版本的轉變之間的比例。
23.如權利要求20所述的方法，其中定時信號內的轉變總數基本上恒定，而不論它們 之間的比例被如何修改。
24.如權利要求20所述的方法，其中獨立于微處理引擎正在執行的代碼內的中斷，發 生修改動作。
25.如權利要求22所述的方法，還包括以下動作停止熱病毒的操作。
26.如權利要求16所述的方法，還包括以下動作在保持微處理引擎執行的操作的總 數的同時，修改定時信號的轉變分布。
27.一種計算機系統，包括 中央處理單元(CPU)； 耦連到CPU的GPU ；耦連到GPU的一個或多個顯示器；和 耦連到GPU的調節器； 其中GPU還包括 顯示控制器；耦連到顯示控制器的微處理引擎；耦連到顯示控制器和微處理引擎的時鐘電路，該時鐘電路進一步包括 耦連到顯示控制器的原始時鐘信號；耦連到原始時鐘信號的分頻器，其中分頻器生成原始時鐘信號的分頻版本； 耦連到分頻器和原始時鐘信號的多路復用器，其中多路復用器向微處理引擎選擇性地 提供原始時鐘信號或原始時鐘信號的分頻版本作為定時信號。
28.如權利要求25所述的計算機系統，其中，基于PWM信號的脈沖寬度，多路復用器向 微處理引擎選擇性地提供原始時鐘信號或原始時鐘信號的分頻版本。
29.如權利要求沈所述的計算機系統，其中所述分頻器被調整，以使得原始時鐘信號 具有基本上為零的頻率。
30.如權利要求沈所述的計算機系統，還包括操作系統(OS)驅動器，其中OS驅動器控 制PWM信號的脈沖寬度。
31.如權利要求沈所述的計算機系統，其中所述調節器內的預定算法控制PWM信號的 脈沖寬度。
32.如權利要求25所述的計算機系統，其中微處理引擎以減小的執行速率執行操作， 而GPU的一部分以基本上相同的執行速率操作。
33.如權利要求四所述的計算機系統，其中微處理引擎以減小的執行速率執行操作， 而顯示控制器以基本上相同的執行速率操作。
34.如權利要求25所述的計算機系統，其中使用提供給多路復用器的PWM信號來修改 以定時信號表示的平均值。
35.如權利要求30所述的計算機系統，其中所述PWM信號基于對計算機系統中的溫度 變化的測量結果。
36.如權利要求31所述的計算機系統，其中所述PWM信號基于二極管結的溫度變化。
37.如權利要求25所述的計算機系統，其中所述定時信號包括的源于原始時鐘信號的 轉變的數目多于源于原始時鐘信號的下分頻版本的轉變的數目。
38.如權利要求33所述的計算機系統，其中在GPU正在執行指令時，修改源于原始時鐘 信號的轉變與源于原始時鐘信號的下分頻版本的轉變之間的比例。
39.如權利要求34所述的計算機系統，其中定時信號內的轉變總數基本上恒定，而不 論它們之間的比例被如何修改。
40.如權利要求25所述的計算機系統，其中獨立于微處理引擎正在執行的代碼內的中 斷，修改所述定時信號。
41.如權利要求36所述的計算機系統，其中所述計算機系統是便攜式的。
42.如權利要求37所述的計算機系統，其中所述計算機系統包括至少兩個顯示器。
43.如權利要求25所述的計算機系統，其中在保持微處理引擎執行的操作的總數的同 時，修改定時信號的轉變分布。
全文摘要
某些實施例包括具有熱管理能力的圖形處理。該圖形處理單元包括顯示控制器，耦連到顯示控制器的微處理引擎；和耦連到顯示控制器和微處理引擎的時鐘電路。該時鐘電路可以進一步包括耦連到顯示控制器的原始時鐘信號，耦連到原始時鐘信號的分頻器，和耦連到分頻器的多路復用器。分頻器可以生成原始時鐘信號的分頻版本，該分頻版本可被與原始時鐘信號一起耦連到多路復用器。多路復用器可以向微處理引擎選擇性地提供原始時鐘信號和/或該時鐘信號的分頻版本，從而微處理引擎可以接收獨立于圖形處理單元的工作的定時信號，并且導致更少的假信號。
文檔編號G09G5/36GK102077271SQ200980125004
公開日2011年5月25日 申請日期2009年4月22日 優先權日2008年5月15日
發明者A·G·薩姆皮特, I·亨德利 申請人:蘋果公司