存储器自动更新方法 【技术领域】
本发明涉及一种存储器自动更新方法,尤其涉及一种应用于在计算机系统中的北桥芯片对系统主存储器的存储器自动更新方法。
背景技术
现在市面上所售的一般计算机系统的主机板,其基本构成主要是由中央处理单元(Central Processing Unit,简称CPU)、芯片组(chipset)和一些周边电路所组成,其中央处理单元便是整个计算机系统的核心所在,最主要的工作便是处理和控制整个计算机系统各部份之间彼此的运作,以及进行逻辑的运算;而芯片组则是负责联系中央处理单元与其它接口设备之间的运作,芯片组的组合也有许多不同的方式,目前是以北桥(North Bridge,NB)芯片和南桥(South Bridge,SB)芯片,这两个芯片所构成的芯片组为现在市面上大部份厂商的共同作法,依功能的不同,其中北桥芯片负责联系主机板上所有地高速的总线(bus),而南桥芯片则负责联系系统中较慢速的部份。
请参阅图1,为一主机板1上各组件配置的线路图。由此图所示可知该主机板1是以单一的中央处理单元10作为系统的架构,且由一北桥芯片20和一南桥芯片21组成一芯片组2,该北桥芯片20通过一前置总线(Front SideBus,FSB)22和该中央处理单元10作联系。并且在该主机板1上,另设有一AGP(Accelerated Graphics Port,图形加速端口)接口30经由一AGP总线301,连接至该北桥芯片20之上,以及一随机存取存储器(Random AccessMemory,RAM)31经由一存储器总线311,也各和该北桥芯片20作信号连接。而一PCI(Peripheral Component Interconnect,周边组件连接)接口40经由一PCI总线401和该南桥芯片21连接;另外,和该南桥芯片21连接的还有一ISA(Industry Standard Architecture,工业标准构造)接口41、一IDE(Integrated Drive Electronics,整合驱动电子)接口42、一USB(UniversalSerial Bus,万用串行总线)接口43、一键盘44与一鼠标45等较慢速的部份。
其中该芯片组2可说是整个计算机系统的控制中枢,因为该芯片组2是负责与该中央处理单元10作联系,以及和其它接口设备作连接,例如:对随机存取存储器31进行数据存取(access)的动作。而该芯片组2中的该北桥芯片20更可以说是其中的核心,由于北桥芯片20是位于该中央处理单元10和随机存取存储器31之间,且在计算机系统中的任何信号或者是指令在被读取、执行时,都需要经由中央处理单元10的处理与判断,和利用随机存取存储器31之中的空间作数据的暂存,因此,该北桥芯片20便成为了各总线上的各种信号作存取动作的汇集之处。此外,关于存储器的部份,现在常见的种类和模块有:DRAM(Dynamic Random Access Memory,动态随机存取存储器)、SRAM(Static Random Access Memory,静态随机存取存储器)、DIMM(Dual In-line Memory Module,双线存储器模块)、SDRAM(SynchronousDRAM,同步动态随机存取存储器)、DDR SDRAM(Double Data RateSDRAM,同步双倍数据传送动态随机存取存储器),或是DIMM SDRAM等等。
由于计算机系统中的显示卡(display card或graphics card),或显示端口(graphics port)的部份,初期多半是采用设计成PCI接口型式的显示卡,然而为了要增进计算机系统的显示效能,因而才发展出AGP接口型式的显示卡,而AGP接口的出现并非为取代PCI接口的角色,而是为了运用在有需要作高速传输效率的使用上,例如:3D图像处理、3D绘图和贴图(texture mapping)、及其应用软件等。
因为AGP接口在作数据存取时,除了能使用本身内建的存储器空间之外,还有可能将该计算机系统中的系统主存储器(system memory)当作本身的图像缓冲区(frame buffer)的存储器空间来使用;举例来说,以在图1中的图示,我们在该AGP接口30上安装一AGP外接式显示卡(external graphicscard)32,且该AGP外接式显示卡32还内建了一区域存储器(localmemory)321,而假设该区域存储器321所能处理的存储器空间为4MB(兆字节),同时有一待处理图像的数据为10MB,则该计算机系统中的系统主存储器便会处理其所剩下6MB的数据量,也正因为如此才能更快速的完成工作。此外,若我们是使用一PCI外接式显示卡来装配在该PCI接口40之上的话,则信号必须经由该PCI总线401和该芯片组2中的南桥芯片21与北桥芯片20,才能对该随机存取存储器31(也就是系统主存储器)作数据存取,因此可知其存取的路径较长,并且在该PCI总线401之上可能还连接了多个PCI接口型式的I/O的接口设备,所以便会影响信号的传输效率;然而,该AGP外接式显示卡32的信号却是可通过该AGP总线301、经由该北桥芯片20直接向该随机存取存储器31作数据存取,所以能非常明显地提升其图像显示的速度与效能。
请参阅图2,为一多功能北桥芯片23应用在计算机系统中的配置示意图。相较于一般的外接式显示卡,内建式图形显示端口(internal graphics port)则是直接的设置在计算机系统的芯片组或北桥芯片之中,而图2和图1相比,我们是将该北桥芯片20和该AGP接口30、AGP外接式显示卡32,以具有一内建式图形显示端口231的该多功能北桥芯片23所取代,因此,使用具有该内建式图形显示端口231的计算机系统就无需再装置额外的外接式显示卡;然而,该内建式图形显示端口231本身在作数据存取的同时,因为没有内建的存储器的设计,所以所进行数据存取的存储器空间,就只能是使用该计算机系统中的系统主存储器(即随机存取存储器31的空间)而已。举例来说,这样的内建式图形显示端口231的设计较常被运用在一般的笔记型计算机之上,这是因为笔记型计算机的易携带特性,所以必需解决其中部份组件可能会占用较大体积或空间的问题,而大多将这些组件采用内建式的设计。也因此,该内建式图形显示端口231在使用计算机系统的系统主存储器时,就必须和该计算机系统的其它组件共享与分享其中的存储器空间,但是,若笔记型计算机是在无外接电源的使用情况下,则其中的电池便是唯一的电源供应器,因此各种方式的省能措施将会是很重要的问题。所以,如何在不影响计算机系统中各组件间的数据传输的正确性,且又能够发挥该计算机系统本身原有的效能,以及可以节省其计算机系统中的能源消耗情形,便是本案发展的主要目的。
【发明内容】
为了实现上述目的,本发明提供一种存储器自动更新方法,应用于一计算机系统中的一中央处理单元、电连接于该中央处理单元的一北桥芯片,和电连接于该北桥芯片的具有多个存储库的一系统主存储器之间,所述存储库包含有一第一存储库和一第二存储库,该方法包含下列步骤:该中央处理单元运作在一正常模式之下,该北桥芯片产生出相对应数目的多个时脉致能信号至所述存储库上,以维持对所述存储库中所记录的数据的更新,而一系统更新数据便记录在该第一存储库中;以及响应该中央处理单元进入一省电模式,该北桥芯片便停止对该第二存储库相对应时脉致能信号的产生,该第二存储库能对所记录于其中的数据自行进行一数据维持作业。
根据上述构想,本发明所述的存储器自动更新方法,其中该第二存储库为在所述存储库之中,除了记录着该系统更新数据的该第一存储库以外,其它的存储库的组合。
根据上述构想,本发明所述的存储器自动更新方法,其中该计算机系统还电连接了一显示器,而该系统更新数据可为显示于该显示器之上的一画面信号数据。
根据上述构想,本发明所述的存储器自动更新方法,其中当该第一存储库所存放与记录的该系统更新数据为该画面信号数据时,则该第一存储库便为一图像缓冲区的存储器。
根据上述构想,本发明所述的存储器自动更新方法,其中每一所述存储库,为该北桥芯片在对该系统主存储器进行数据存取时,其所能够维持存取数据的完整性的最小存取存储单元。
根据上述构想,本发明所述的存储器自动更新方法,其中该省电模式可因使用者的作业闲置超过了该计算机系统内部所设定的待命时间,该计算机系统为调节硬件的能源损益,便依据内部的设定而将该中央处理单元进行多种层次的省电调整。
根据上述构想,本发明所述的存储器自动更新方法,其中该数据维持作业是指该北桥芯片不再对该第二存储库存入新的数据,而使该第二存储库得以自行产生出时脉致能信号的方式,维持已记录于其内部中的数据。
本案得借助下列附图及详细说明,得一更深入的了解。
【附图说明】
图1为主机板上各组件配置的线路图。
图2为多功能北桥芯片应用在计算机系统中的配置示意图。
图3为北桥芯片应用在计算机系统中的配置示意图。
图4为本发明较佳实施例的流程图。
其中,附图标记说明如下:
1、主机板 10、50中央处理单元
20、60北桥芯片 21、61南桥芯片
2芯片组 22、62前置总线
23多功能北桥芯片 231、601内建式图形显示端口
30 AGP接口 301 AGP总线
31随机存取存储器 311、71存储器总线
32 AGP外接式显示卡 321区域存储器
40 PCI接口 401 PCI总线
41 ISA接口 42 IDE接口
43 USB接口 44键盘
45鼠标 602中央处理单元控制器
603存储器控制器 604南桥芯片控制器
70动态随机存取存储器 7010图像缓冲区
701、702、703、704存储库
CKE1、CKE2、CKE3、CKE4时脉致能信号
80显示器
【具体实施方式】
请参阅图3,其为一北桥芯片60应用在一计算机系统中的配置示意图。在本发明较佳实施例中,我们以一动态随机存取存储器(DRAM)70来代表本发明中的系统主存储器。由此图所示可知在该计算机系统中主要具有一中央处理单元50,该北桥芯片60经由一前置总线62和该中央处理单元50作电连接,而该北桥芯片60则经由一存储器总线71连接至该动态随机存取存储器70,同时,负责处理较慢速的组件的一南桥芯片61,也和该北桥芯片60作电连接。
由先前技术中的说明可知,一般计算机系统中的显示卡在硬件接口规格上,除了有PCI接口型式的显示卡和AGP接口型式的显示卡的不同规格外,还可依据计算机硬件的需求来搭配外接式显示卡或是内建式图形显示端口。而该内建式图形显示端口是指在计算机系统中的芯片组上、或是其北桥芯片上规划出一块区域,以将具有处理图形、影像功能的组件直接地内建于其中;此外,外接式显示卡和内建式图形显示端口另一主要不同之处在于:外接式显示卡在进行处理图形、影像时,一般是使用本身的区域存储器来作数据暂存,而若是在某些状况之下(例如:所处理影像的字节较大或是专业上需要作较高效率的3D绘图时),才有可能使用到计算机系统中的系统主存储器。然而,设置于芯片组中的内建式图形显示端口,则由于没有另外内建的存储器空间,所以只能使用系统主存储器来进行数据暂存,因而就必须和该计算机系统的其它组件共享与分享其中的存储器空间。因此,本发明即是为了针对上述状况,提出一个能有效使用计算机系统中的存储器资源,以及节省计算机系统的耗能为目的。
在此较佳实施例中,我们便以具有一内建式图形显示端口601的该北桥芯片60来说明本发明的发明特征。由图3所示可知,在该北桥芯片60之中除了该内建式图形显示端口601之外,还设置有:一中央处理单元控制器(CPU controller)602、一存储器控制器(DRAM controller)603和一南桥芯片控制器(SB controller)604,用来分别处理与控制来自该中央处理单元50、动态随机存取存储器70以及该南桥芯片61的所有信号;同时在此较佳实施例中,该动态随机存取存储器70之中设置有四个存储库701、702、703和704。其中每一所述存储库,可定义为该北桥芯片60在对该动态随机存取存储器70进行数据存取时,于硬件的传输规格设定上所能够维持存取数据的完整性的最小存取存储单元(rank),并且可由该北桥芯片60以产生出时脉致能信号(clock enable)的方式,即一个时脉致能信号控制与连接一个存储库,经由该存储器总线71对该动态随机存取存储器70作数据存取。在此较佳实施例中,如图3所示,即分别对所述四个存储库产生出相对应的四个时脉致能信号CKE1、CKE2、CKE3和CKE4,借以分别驱动所述存储库701、702、703和704。
因此,在此较佳实施例,首先便是该中央处理单元50运作在一正常模式之下,该北桥芯片60产生出四个时脉致能信号CKE1、CKE2、CKE3和CKE4至该动态随机存取存储器70中的四个存储库701、702、703和704上,以维持对所述存储库中所记录的数据的更新,而一画面信号数据便记录在该存储库701中的一图像缓冲区(frame buffer)7010之中,接着,响应该中央处理单元50进入一省电模式,除了记录着该画面信号数据的该存储库701之外,该北桥芯片60便停止对其他的三个存储库702、703和704其相对应时脉致能信号CKE2、CKE3和CKE4的产生,同时该三个存储库702、703和704本身能对已经记录于其内部中的数据,自行进行一数据维持作业(self-refresh)。该数据维持作业是一种常用的技术,指在一般DRAM内部内建一独立的充电电路,可在一定时间之内作自我充电,常用于笔记型计算机或便携式计算机等有高省电需求的产品上。
所以承上所述,在此较佳实施例,我们将该画面信号数据来代表本发明中的系统更新数据。在图3中该内建式图形显示端口601还电连接了一显示器80,因此可由该内建式图形显示端口601将该计算机系统所要呈现的画面或影像,进行图形运算与数据处理的过程后,传输至该显示器80之上以进行显示;同样,该内建式图形显示端口601在运作过程之中,便会将所要处理的该画面信号数据利用该动态随机存取存储器70中的空间作数据存取。在此较佳实施例,由于该画面信号数据是存放与记录在该存储库701中的该图像缓冲区7010之中,而该图像缓冲区7010可以是使用了该存储库701中的部份或全部的空间,因此,以时脉致能信号的技术来说,该存储库701也就是要被更新的最小存储器单元。因为一般正常运作中的计算机系统在该显示器80之上所呈现的画面或图像是会不断地产生改变,所以存放与记录在该图像缓冲区7010之中的该画面信号数据,也就必须不断的由该北桥芯片60利用该时脉致能信号CKE1对整个该存储库701进行其储存数据的更新(refresh);而更新的过程,以一般存储器的组件构造来说,则类似于持续地对其内部的电容器进行充电,以确保其内部的数据能得以保存。
所以承上所述,在此较佳实施例中,该中央处理单元50所运作的该正常模式,是指该计算机系统仍然是依照一般的正常机制在运作,即该北桥芯片60仍利用所述时脉致能信号CKE1、CKE2、CKE3和CKE4,不断地对所述存储库701、702、703和704进行数据更新。此外,就目前的技术而言,现有市场的多家计算机生产厂商已共同开发和制定出一名为ACPI(AdvancedConfiguration and Power Interface,高级配置和电源接口)的规格,并可以借此高级配置和电源接口ACPI的共同规格设定,使得如Windows之类的操作系统(Operation System)能依据一定的程序,管理其计算机系统中符合ACPI规格的接口设备的用电状况。例如:可因使用者的作业闲置情况超过了该计算机系统内部所设定的待命时间,该计算机系统为调节硬件中的中央处理单元、硬盘、显示器或存储器等之类组件的能源损益,便可依据ACPI的设定进行多种层次的电力调整,即进入所谓的该省电模式,最后甚至是整个计算机系统的关机以停止运作,直到使用者恢复成该正常模式之下的运作为止。而在该ACPI规格的设定中,是将该中央处理单元的暂停状态(pause phase)定义成C2、C3、C4和C5等多种不同暂停层次的状态。
然而,本发明的发明特征在于:当该中央处理单元50在进入该省电模式时,在此是指该中央处理单元50是进入了C3模式或者是更深的暂停状态时,我们便设计计算机系统让该北桥芯片60停止所述时脉致能信号CKE2、CKE3和CKE4的产生,即不再对所述存储库702、703和704作数据更新,该北桥芯片60只有保留与维持着记录了该画面信号数据所在的该存储库701其时脉致能信号CKE1的运作。这是因为当该中央处理单元50进入C2或C3模式时,该中央处理单元50就只剩下显示(display)的功能而已,而若该中央处理单元50是进入C3模式或是更深的暂停状态的情况下,且同时在该计算机系统中没有其它组件在对该动态随机存取存储器70作数据存取时,我们就可以把该动态随机存取存储器70中需要当作图像缓冲的存储器位置以外的部份(即为此较佳实施例中的所述存储库702、703和704),关闭(power-down)对其中数据的更新功能,使其能自行的对已经记录于其内部中的数据进行该数据维持作业(self-refresh),以达成将某些组件的功能进行关闭而能省电的目的,并且对该画面信号数据所在的该图像缓冲区7010的存储器位置(在此即为该存储库701),则维持正常的时脉运作。
所以承上所述可知,该数据维持作业(self-refresh)是指已记录于所述存储库702、703和704之中的数据仍然存在,只是该北桥芯片60不再对所述存储库702、703和704存入新的数据,且使所述存储库702、703和704得以自行产生出时脉致能信号的方式,维持已记录于具内部中的数据。此种数据维持作业的技术是内建于一般DRAM芯片中的技术,尤其普遍运用在如笔记型计算机此类有减少电力损耗需求的产品之上,主要是使DRAM本身能不用依靠如中央处理单元、北桥芯片或其它外部电路所提供的更新,而能自行的更新其中的数据、自行的对其中的电容器进行充电,以确保其中数据的维持的一种技术。
另一方面,本发明所运用的这种数据维持作业的技术,是因为该动态随机存取存储器70可自己决定出本身运作的时脉(clock),因此总线上便不会有数据输入输出的循环(cycle)出现,因而可以节省在正常模式之下其总线上存在着数据输入输出的循环,其所需要外界产生时脉借以驱动的电能耗损。因此,在此较佳实施例中,响应该中央处理单元50进入该省电模式之后,所述存储库702、703和704、甚至是该中央处理单元控制器602、和该南桥芯片控制器604(还可能包括许多电连接于其上的I/O的接口设备)等部份,就被暂时的作关闭(power-down)其数据更新的功能,以达到省电的目的和需求。
承上所述,而该内建式图形显示端口601、该存储器控制器603,以及该画面信号数据所在的该图像缓冲区7010的存储器位置(即该存储库701)等不能被关闭的原因,则是因为其中记录了该计算机系统所还要继续进行显示的画面的信息,且该计算机系统仍需要将其信息作读取和判断以输出至该显示器80之上作显示,所以仍需要耗能以维持其功能。但是,若当使用者的闲置状态已达到了更久的某一特定时间的话,则连该显示器80上所显示的画面都可以不再被更新而可再进一步的将该相关功能的组件进行关闭,同理,记录了该画面信号数据的该存储库701亦将不再被该时脉致能信号CKE1作更新,只是自行的进行该数据维持作业,以确保记录于其中的数据能加以维持,以待该中央处理单元50恢复成该正常模式时,该计算机系统能正确无误的运作。
因此,如上所述,利用本发明方法因此能顺利的响应该中央处理单元50在进入该省电模式时,也同时地能够将该北桥芯片60和该动态随机存取存储器70之中的相关闲置组件暂时的作关闭其数据更新的功能,因而成功的达成了本发明的为了改善计算机系统功耗情形与节省能源的目的。
此外,承上所述,就本发明此较佳实施例而言,是将本发明的发明特征运用在该内建式图形显示端口601,而若要将本发明的发明特征运用在一般的外接式显示卡上,无论是PCI接口型式的显示卡或是AGP接口型式的显示卡,则必需要确定其所用来当作图像缓冲区(frame buffer)的存储器位置是位在何处。这是因为一般的外接式显示卡除了可使用计算机系统中的系统主存储器之外,还较该内建式图形显示端口601多了一区域存储器来做数据暂存,因此,本发明特征中的该画面信号数据,就可能分散存放在不同的存储器组件上,此时若强行使用本发明的存储器自动更新方法,则有可能造成显示画面的闪烁而不连续的不正常状况出现。因此,使用一般的外接式显示卡时,若计算机系统能确定其图像缓冲区的下一个会被更新的是在哪一块连续而固定的存储器位置时,则亦可利用本发明的存储器自动更新方法,将某些进入省电模式下的闲置组件暂时的作关闭其数据更新的功能,以达到省电的目的和需求。
请参阅图4,其为本发明较佳实施例的流程图。首先,中央处理单元50运作在正常模式之下,北桥芯片60产生出四个时脉致能信号CKE1、CKE2、CKE3和CKE4至动态随机存取存储器70中的四个存储库701、702、703和704上,以维持对所述存储库中所记录的数据的更新,接着,若中央处理单元50进入省电模式,则除了记录着画面信号数据的存储库701之外,北桥芯片60便停止对其他的三个存储库702、703和704相对应时脉致能信号CKE2、CKE3和CKE4的产生,同时,该三个存储库702、703和704本身能对已经记录于其内部中的数据,自行进行一数据维持作业。
因此,由以上所述可知,我们成功地达成了发展本发明的主要目的,但本发明可由本领域技术人员任施匠思而作一些修饰,然而皆不脱离本发明所欲保护的范围。