电脑系统效能自动调整装置 (1)技术领域
本发明有关一种电脑系统效能自动调整装置，特别是一种装设在电脑系统主机板上的自动调整装置，以便检测主机板上各个组件的工作状况，并根据所检测的结果进行资源的调整，而使电脑系统的整体表现达到最佳化的效果。
(2)背景技术
随着电子技术不断的进步与发展，结合了高画质、高音质的多媒体电脑受到消费者普遍的喜爱与使用，并加速了电脑普及化的程度。而电脑相关产品的消费增加，也驱使相关产业的发展更加蓬勃迅速。如同众所皆知的，电脑系统的效能表现，主要取决在所使用的主机板，以及装设此主机板上诸如中央处理器、存储器、芯片组等…各式元件地性能。
以新一代的中央处理器而言，由于具备了更为精细复杂的核心结构，因此可提供相当高的执行时脉，以及更为强大的运算功能。至于由PC66、PC100、和PC133发展出来的同步动态随机存取存储器，亦因为具备了处理更多数据的能力，而大幅提升电脑处理多媒体数据的能力，并增加个人电脑存储器处理空间。除了上述的中央处理器与存储器之外，主机板上的其它元件，诸如南北桥芯片组、图形加速卡、网络卡、数据卡等各式元件亦随着新技术的开发而愈趋细密，以便产生更为强大的操作效能，并符合消费者的需求。
然而，随着各种元件的结构愈趋复杂，如何有效的整合这些元件，使其产生更佳的效能表现，亦成为具有相当难度的挑战。特别是，在电脑系统进行操作时，往往会随着所执行程序的不同，而使主机板上的元件处于不同程度的忙碌状况。例如，当所执行的程序主要着重于中央处理器的运算时，则中央处理器会处于较忙碌的工作状况；又或着当所执行的程序主要着重在影像数据的传输与处理时，则图形加速卡会处在较忙碌的工作情况下。
换言之，当程序真正在执行的时候，有时是中央处理器较忙碌，有时是存储器较忙碌，有时则可能是PCI界面卡插槽上的周边元件较忙碌，甚至在许多时候，部份元件会处于完全无事可作的情况。因此，如果能有效的整合各个元件，并根据其工作状况来进行包括电源、频宽等资源的分配，则显然可以进一步提升电脑系统的整体操作效能。例如，当电脑系统所执行的是以存储器为主的程序，可把存储器所享用的资源供给提高；或是当中央处理器无事可做时，就把中央处理器的速度放慢而减低功率消耗，以便提升整体电脑系统的效能。
值得注意的是，尽管在传统的生产线上，制造业者亦会根据操作经验进行取舍、折衷，而预设主机板上各个元件的执行程序速度、工作电压、以及一些与系统效能的相关设定。然而，由于这些设定值在电脑系统进行操作时，并不会根据各个元件的忙碌状况进行机动的调整，或是改变供给资源的调配。这样，往往导致系统设定享用资源的优先顺序，与实际操作时各个元件的工作状况有所差异。在此种情形下，除了导致系统效能无法最佳化外，也增加了不必要的功率消耗、以及减短了产品的寿命。
(3)发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种装设于电脑主机板上的系统效能自动调整装置，以便检测每一个主机板元件的工作状态并加以调整，而实现电脑系统最佳化。
此装置至少包括多组效能检测元件，各自连接于相对应主机板元件的总线，以便由这些总线的数据流量检测这些主机板元是的工作状况。另外，一效能控制芯片，分别连接于这些主机板元件，能回应于效能检测元件的信号，而判断这些主机板元件是否处于工作忙碌的状态，并根据判断结果调整所述主机板元件享用系统资源优先顺序，以便最佳化主机板的整体效能。
在较佳实施例中，上述数据流量为单位时间内通过此总线的数据存取循环次数、或是指令次数。并且，上述总线至少包括了一PCI总线，连结于南桥芯片与PCI插槽之间；一AGP总线，连结于北桥芯片与AGP插槽之间；一存储器总线，连结于北桥芯片与存储器之间；以及一中央处理器总线，连结于中央处理器与北桥芯片之间。另外，上述效能控制芯片所连结的主机板元件至少包括了中央处理器、北桥芯片、南桥芯片、AGP插槽、PCI插槽、以及主机板电源。
(4)附图说明
本发明的较佳实施例将于往后的说明文字中辅以下列图形进行更详细的阐述：
图1显示本发明中装设于主机板上的电脑系统自动调整装置；及
图2显示本发明中所揭示的电脑系统效能自动调整的方法。
(5)具体实施方式
请参照图1，此图为一主机板示意图。要特别说明的是，为了方便了解，此处是以目前市场上典型的主机板设计为例进行说明。但对熟悉此项技术的人员而言，当可了解本发明的特点与精神，并不限定于此图中主机板的布局方式。如图中所示，在主机板10的元件，包括安装于处理器插槽上的中央处理器(CPU)12、北桥芯片14与南桥芯片16。其中，中央处理器12具有处理、控制和储存电路，以便执行并控制电脑系统的各种运算功能。至于北桥芯片14与南桥芯片16的功能，则是通过内部电路把中央处理器12的指令传达给主机板上其它元件执行，或是将各个元件上的信息传回给中央处理器12以供参考与利用。
在主机板10上的元件，包括位于北桥芯片14下方的存储器18，用以储存电脑系统处理前后的数据与相关指令。至于在北桥芯片14的左侧，则具有AGP插槽20与三条PCI插槽22。其中，AGP插槽20是用以装设图形加速卡，以便更快更完美地处理相关的图像数据。至于，PCI插槽22则可用来装设诸如网络卡、数据卡等…其它的周边元件。另外，在北桥芯片14与中央处理器12的上方，则具有主机板电源24，以便供应主机板10上各个元件所需的电源。在主机板10上具有相当数量的总线布局图案，以便连结上述各个元件与各式插槽。
为了即时地检测主机板10上各元件的工作状况，并且进行系统资源最佳化的分配，本发明在主机板10上装设了一系统效能自动调整装置。此系统效能自动调整装置，包括有数个效能检测元件(Performance Monitor Circuit；PMC)26与一个效能控制芯片(Performance Control Chip)28。其中，每一个效能检测元件26，是各自连接于主机板10上特定的总线布局图案，以便由该总线布局图案中的数据流量检测特定元件的工作状况。一般来说，在进行数据流量的监测时，可以单位时间内通过特定总线布局的数据存取循环次数(data access cycles)作为测量的依据，或是以单位时间内通过特定总线的指令次数(command)来做为监测特定元件工作状态的依据。
例如，可在南桥芯片16与PCI插槽22间的PCI总线上，装设一个效能检测元件26，以便检测此部份线路布局的数据流量，作为判断周边元件工作状态的依据；或者，在北桥芯片14与AGP插槽20间的AGP总线上亦装设一个效能检测元件26，以便检测图形加速卡的工作状态；同理，可将效能检测元件26装设于北桥芯片14与存储器18间的存储器总线上，来监测存储器的数据流量，或是装设于中央处理器12与北桥芯片14间的中央处理器总线，以监测中央处理器12的工作状态。
至于效能控制芯片28，则分别连接于主机板10上的各个元件，并根据由效能检测元件26传送过来的数据流量，比较各个元件的工作状况，而重新分配每一个元件所享有的系统资源，以调整每个元件的工作效率，并提高该主机板的整体效能。如图1中所示，此效能控制芯片28是以线路连结于每一个效能检测元件26，以便接收其所监测的元件数据流量。此外，此效能控制芯片28并经由总线，分别连结于上述中央处理器12、北桥芯片14、南桥芯片16、AGP插槽20、PCI插槽22以及主机板电源24，以便根据由效能检测元件26传送的数据，判断、比较各个元件的工作状态，并进行即时的调整动作。
在较佳实施例中，上述效能检测元件26至少包括了一计数器(counter)，以便针对所选定的总线进行监测，以便测量在单位时间内流过此总线的指令次数或是数据存取次数。例如，可设定测量的单位时间为100微秒(ms)，如此，效能检测元件26每隔100微秒，便将所累计的流量次数传送给效能控制芯片28。至于上述的效能控制芯片28则可包括一比较器(comparator)与一暂存器(register)。其中，比较器会将由效能检测元件26传送过来的计数数据，与暂存器中的流量设定值进行比较。当主机板上某元件的流量计数，超过该元件的流量设定值时，则判定该元件已处于工作忙碌的状态。例如，可设定PCI插槽上某周边元件的流量设定值为3000次/100微秒。一旦效能检测元件26所监测的流量计数超过时，则判定此周边元件正处于工作忙碌的状态。
在判定出主机板上各个元件的工作状态后，效能控制芯片28可使用控制信号，通过时序芯片调整各个元件的工作速度。亦即，借着调整主机板上各个元件工作的时序信号(clock)，来调整各个元件的工作速度。当某个主机板元件处于工作忙碌状态时，便可通过调整时序信号的方式，加快此元件的工作速度；反之，当某元件的流量计数未超过效能控制芯片28其暂存器中的流量设定值时，则可判定此元件此刻并未处于工作忙碌的状态，而可通过调整其时序信号，来降低其工作的速度。
或着，效能控制芯片28也可发送控制信号，修改北桥芯片14或南桥芯片16其暂存器中的预计值，以便重新调整各个元件享用系统资源的优先顺序(priority)。一般来说，按照主机板出厂时的原始设定，享用系统资源的优先顺序，依次为中央处理器、AGP插槽上的图形加速卡、PCI插槽上的周边元件。然而，在使用本发明所提供的系统效能自动调整装置，则会根据效能检测元件26监测的流量计数重新进行优先享用系统资源的排序。例如，当图形加速卡正处于工作忙碌的状态，而中央处理器处于较低的工作负担状态时，则可即时提升AGP插槽的排序，以供给较多的系统资源。
除了上述调整主机板上各个元件的优先顺序外，效能控制芯片28亦可采用调整频宽(bandwidth)的方式，来进行系统资源的重新调配。例如，当主机板上某元件处于工作忙碌的状态时，效能控制芯片28可通过控制信号调整此元件单位时间内传输的数据数量，亦即提高其传递数据的能力。这样，经由对主机板各个元件的重新设定，可使处于忙碌状态的元件提高工作效率，同时将不忙碌的元件工作速度降低，以避免不必要的系统资源浪费。
而且，由于效能控制芯片28亦连结至主机板电源24，因此也可通过对各元件供应电源的调整，来达成系统最佳化的目的。例如，在某个元件处于忙碌的状态下，可在规格限制(spec)的条件下增加其工作电压，而使此元件的工作速度获得提升。反之，当某元件处于无事可作的状态下时，则略为调降其工作电压，以便降低该元件的工作速度。这样，除了可以降低电源消耗而达到省电的目的外，亦可增益系统散热的效果，进而提升了元件的使用寿命。
为了方便了解本发明即时调整主机板各元件工作效能的相关作法、以及所能达到的最佳化效果。请参照图2，此图提供了本发明所揭示电脑系统效能自动调整的方法。此方法主要包括了下列步骤。首先，执行以主机板上某特定元件为主的程序(步骤50)，并且量取此特定元件于忙碌状态下的数据流量(步骤52)。根据所测量的数据流量，定义此特定元件处于忙碌状态的流量设定值(步骤54)，并将此部份设定值，储存于上述效能控制芯片28的暂存器中。在依序设定完各个元件的流量设定值后，便可在主机板的操作过程中，开始检测主机板上各个元件的数据流量(步骤56)。当某元件的数据流量超过流量设定值时(步骤58)，则如同前述，增加此特定元件的工作速度(步骤60)。反之，当某些元件的数据流量低于流量设定值时，则可降低此元件的工作速度(步骤62)。
本发明具有相当多的优点：
(1)由于利用了效能检测元件来对主机板上的各个元件进行监测，这样可即时反应出各个元件的工作状态，并据此来对各个元件进行系统资源的重新调配，而可取得电脑系统效能最佳化的效果；
(2)由于电脑系统在运作时可自动依目前程序的运作状况，自动调整以达到最佳化系统的效能，这样可借助降低目前较不忙元件的工作速度，来达到降低电脑运作噪音的效果，同时可降低不必要的功率消耗，进而延长产品的使用寿命；
(3)由于电脑系统可自动随着元件的工作状况进行动态的调整，这样整体电脑系统的执行效率将会较传统电脑快，并且当电脑处于休息状态时，使用本发明装置的电脑系统，将可更进一步的节省电力资源。
本发明以较佳实施例说明如上，而熟悉此领域的技术人员在不脱离本发明的精神范围内，当可作出种种的等效变化或等效替换，其专利保护范围应当视后附的权利要求及其等同领域而定。