ＣＰＵ 열제어 기능을 갖는 개인용 컴퓨터 및 그 ＣＰＵ 열제어 방법{Personal computer having the function for thermal control in CPU and method thereof}

본 발명은 개인용 컴퓨터에 관한 것으로서, 특히 ACPI(Advanced Configuration Power Interface)를 지원하는 운영체제와 ACPI를 지원하지 않는 운영체제에서 모두 동작되는 CPU 열제어 기능을 갖는 개인용 컴퓨터 및 그 방법에 관한 것이다.

ACPI 스펙은 인텔(Intel), 마이크로소프트(Microsoft) 및 토시바(Toshiba)에 의해 제정된 새로운 개인용 컴퓨터의 표준 스펙이다. ACPI 스펙을 지원하는 운영체제(예를 들면, 마이크로소프트사의 Windows98로서, 이하에서는 ACPI 운영체제라 한다)는 기존의 ACPI 스펙을 지원하지 않은 운영체제(예를 들면, 마이크로소프트사의 Windows95로서, 이하에서 레거시(Legacy) 운영체제라 한다)와는 달리 컴퓨터의 전원 관리 기능을 바이오스(Basic Input/Output System : BIOS)에서 운영체제에 대폭적으로 이양하였다.

한편, 도 1에 의한 종래의 기술에 의한 개인용 컴퓨터의 CPU 열제어 장치는 열 감지기(Thermal Sensor)(10) 및 CPU에 주파수가 공급되지 않는 비율인 듀티 사이클(Duty Cycle)을 제어하는 주파수 제어기(12)를 구비한다. 일반적으로 열 감지기(10)은 CPU 모듈 내에 내장된 MAX1617로 구현되고, 주파수 제어기(12)는 인텔사에서 제공하는 PIIX4로 구현된다. 이때, MAX1617에 구비된 ALERT# 단자는 PIIX4의 THRM# 단자에 연결된다.

따라서, 미리 정해진 임계치 이상으로 CPU의 온도가 상승하면, MAX1617이 이를 감지하여 ALERT# 단자의 제어신호를 로우(low)로 떨어뜨리고, THRM# 단자를 통해 MAX1617의 제어신호를 전달받은 PIIX4는 미리 정해진 듀티 사이클에 의해 CPU에 공급하는 클럭의 주파수를 낮춤으로써 상승된 CPU의 온도를 낮춘다.

그런데, MAX1617은 ALERT# 단자의 제어신호가 다시 하이(high)로 되지 않으면 CPU 온도 하락과 같은 다른 이벤트를 받을 수 없으며, PIIX4는 열 조절(Thermal Throttle)을 활성화(enable)하기 위해서는 THRM# 단자의 상태를 항상 로(low) 상태로 유지하여야 한다.

도 1에 도시된 종래의 기술에 의한 개인용 컴퓨터의 CPU 열제어 장치는 다음과 같이 ACPI 운영체제와 함께 동작한다. MAX1617이 CPU 온도가 임계치 이상으로 상승하였다는 것을 감지하면 ALERT# 단자의 제어신호가 로(low)로 떨어지고, 이에 따라 ACPI 운영체제는 MAX1617의 경계 응답 주소(ALERT RESPONSE ADDRESS)를 읽어 다음 이벤트에 대응하여 ALERT# 단자의 제어신호가 발생할 수 있도록 현재의 이벤트를 클리어(clear)한다. 이와 같이 ALERT# 단자의 제어신호를 클리어하면, PIIX4의 THRM# 단자도 하이(high)로 되어 열 조절이 비활성화(disable)된다. 이후, ACPI 운영체제는 CPU 제어권을 주기적으로 점유함으로써 자기만의 방식에 의해 열조절을 진행하면서 온도를 낮추고, CPU 온도가 내려가면 MAX1617이 ALERT#를 로(low)로 떨어뜨려 PIIX4가 열 조절을 정지하도록 한다.

그런데, 레거시 운영체제는 ACPI 운영체제와는 달리 바이오스가 열 조절을 제어하는데, 바이오스는 ACPI 운영체제처럼 모든 타스크의 내용을 관리하지 못하고 SMI(System Management Interrupt) 또는 운영체제가 인가한 시점에서만 제어권을 갖게 되므로, 도 1에 도시된 열제어 장치를 그대로 사용하는 경우에는 정상적인 열 조절이 불가능하게 된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, ACPI 운영체제의 열제어 방식을 그대로 유지하면서, 레거시 운영체제에서도 함께 사용할 수 있는 CPU 열 제어기능을 갖는 개인용 컴퓨터 및 그 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래의 기술에 의한 개인용 컴퓨터에서 CPU 열 제어장치의 구성을 도시한 블록도이다.

도 2는 본 발명에 의한 개인용 컴퓨터에서 CPU 열 제어장치의 구성을 도시한 블록도이다.

도 3은 본 발명에 의한 열 감지기 및 주파수 제어기를 구비한 CPU 열 제어장치를 레거시 운영체제를 채택한 개인용 컴퓨터에서 사용할 수 있도록 한 CPU 열 제어과정을 도시한 흐름도이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 CPU 열 제어기능을 갖는 개인용 컴퓨터의 일실시예는 CPU; 상기 CPU의 온도가 제1임계값 이상으로 상승하거나, 제2임계값 이하로 하락하는 경우 이를 감지하여 ALERT# 제어신호를 생성하고, 생성된 ALERT# 제어신호를 출력하는 ALERT# 단자를 구비한 열 감지기; 상기 ALERT# 제어신호에 의해 SMBALERT# 제어신호를 생성하고, 상기 ALERT# 제어신호와 GPO 제어신호를 논리곱하여 THRM# 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부; 상기 SMBALERT# 제어신호를 입력받는 SMBALERT# 단자와 상기 THRM# 제어신호를 입력받는 THRM# 단자와 상기 GPO 제어신호를 출력하는 GPO 단자를 구비하고, 상기 SMBALERT# 제어신호에 의해 인터럽트를 생성하고, 상기 THRM# 제어신호에 의해 소정의 듀티 사이클에 따라 CPU에 공급하는 클럭의 주파수를 제어하는 주파수 제어기; 및 상기 인터럽트에 의해 제어권를 얻어 상기 ALERT# 제어신호와 상기 GPO 제어신호를 제어함으로써 컴퓨터 CPU의 열조절을 하는 바이오스를 포함함을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 열 감지기 및 주파수 제어기를 구비한 CPU 열 제어장치를 레거시 운영체제를 채택한 개인용 컴퓨터에서 사용할 수 있도록 한 CPU 열 제어방법의 일실시예는 (a) 상기 열 감지기에서 CPU 온도가 제1임계값 이상으로 상승하는 것을 감지하여 제1 ALERT# 제어신호를 생성하는 단계; (b) 상기 제1 ALERT# 제어신호에 의해 제1 인터럽트를 생성하고, 상기 제1 ALERT# 신호 및 미리 결정된 GPO 제어신호에 의해 결정된 THRM# 제어신호에 의해 소정의 듀티 사이클에 따라 CPU에 공급하는 클럭의 주파수를 낮추는 단계; (c) 상기 제1 인터럽트에 의해 바이오스가 제어권을 갖고 상기 열 감지기의 제1 ALERT# 제어신호를 클리어하여 상기 열 감지기가 다른 이벤트를 받을 수 있도록 하고, 동시에 상기 주파수 제어기의 GPO 제어신호를 조절하여 상기 THRM# 제어신호를 그대로 유지하도록 하는 단계; (d) 상기 열 감지기에서 CPU 온도가 제2임계값 이하로 하락하는 것을 감지하여 제2 ALERT# 제어신호를 생성하고, 상기 제2 ALERT# 제어신호에 의해 제2 인터럽트를 생성하는 단계; 및 (e) 상기 제2 인터럽트에 의해 바이오스가 제어권을 갖고 상기 열 감지기의 제1 ALERT# 제어신호 및 상기 주파수 제어기의 GPO 제어신호를 클리어하여 상기 THRM# 제어신호를 비활성화함으로써 CPU에 공급되는 클럭 주파수를 원상태로 복귀시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

도 2에 의하면, 본 발명에 의한 CPU 열 제어기능을 갖는 개인용 컴퓨터의 일실시예는 CPU(28), 열 감지기(20), 주파수 제어기(22), 제어신호 생성부(24) 및 바이오스(26)를 구비한다.

열 감지기(20)는 CPU(28)의 온도가 제1임계값 이상으로 상승하거나, 제2임계값 이하로 하락하는 경우 이를 감지하여 ALERT# 제어신호를 생성하고, 생성된 ALERT# 제어신호를 출력하는 ALERT# 단자를 구비한다.

제어신호 생성부(24)는 열 감지기(20)의 ALERT# 제어신호에 의해 주파수 제어기(22)의 SMBALERT# 제어신호를 생성하고, 열 감지기(20)의 ALERT# 제어신호와 주파수 제어기(22)의 GPO 제어신호를 논리곱하여 THRM# 제어신호를 생성한다.

주파수 제어기(22)는 SMBALERT# 제어신호를 입력받는 SMBALERT# 단자와 상기 THRM# 제어신호를 입력받는 THRM# 단자와 GPO 제어신호를 출력하는 GPO 단자를 구비한다. 주파수 제어기(22)는 SMBALERT# 제어신호에 의해 SMI(System Management Interrupt)를 생성하고, THRM# 제어신호에 의해 소정의 듀티 사이클에 따라 CPU(28)에 공급하는 클럭의 주파수를 제어한다. 한편, 본 발명에 의한 개인용 컴퓨터의 일실시예가 ACPI 운영체제를 채택한 경우에는 SMBALERT# 단자는 동작시키지 않도록 하고, GPO 제어신호는 항상 하이(high) 상태로 두면, 도 2에서의 CPU 열 제어장치 부분은 도 1의 종래의 CPU 열 제어장치와 동일한 동작을 하게 된다. 열 감지기(20)은 CPU 모듈 내에 내장된 MAX1617로 구현되고, 주파수 제어기(22)는 인텔사에서 제공하는 PIIX4로 구현되는 것이 바람직하다.

바이오스(26)은 SMI(System Management Interrupt)에 의해 제어를 얻어 열 감지기(20)의 ALERT# 제어신호와 주파수 제어기(22)의 GPO 제어신호를 제어함으로써 컴퓨터 CPU의 열조절을 수행한다.

이하에서 본 발명에 의한 열 감지기 및 주파수 제어기를 구비한 CPU 열 제어장치를 레거시 운영체제를 채택한 개인용 컴퓨터에서 사용할 수 있도록 한 CPU 열 제어방법 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.

먼저, 초기 상태에서 주파수 제어기(22)는 GPO 제어신호를 하이(high)로 설정하여 둔다(300 단계).

이후, 열 감지기(20)는 CPU 온도를 계속적으로 감지하다가 그 온도가 제1임계값 이상으로 상승하는 것을 감지하여 제1 ALERT# 제어신호를 로(low)로 떨어뜨린다. 그러면, 제1 ALERT# 제어신호에 의해 주파수 제어기(22)의 SMDALERT# 제어신호도 로(low)로 떨어지고 이에 따라 제1 SMI가 생성된다(310, 320 단계).

한편, 제1 ALERT# 신호 및 미리 결정된 GPO 제어신호가 논리곱되어 로(low)로 떨어진 THRM# 제어신호에 의해 주파수 제어기(22)는 소정의 듀티 사이클에 따라 CPU에 공급하는 클럭의 주파수를 낮춘다(330 단계).

그리고, 제1 SMI에 의해 바이오스(26)가 제어권을 갖고 열 감지기(20)의 제1 ALERT# 제어신호를 클리어하여(즉, 하이(high)로 변경하여) 열 감지기(20)가 다른 이벤트를 받을 수 있도록 하고, 동시에 주파수 제어기(22)의 GPO 제어신호를 로(low)로 변경하여 THRM# 제어신호가 로(low) 상태를 그대로 유지하도록 한다(340 단계).

이후, 열 감지기(20)는 CPU 온도를 계속적으로 감지하다가 제2임계값 이하로 하락하는 것을 감지하여 제2 ALERT# 제어신호를 로(low)로 떨어뜨리고, 제2 ALERT# 제어신호에 의해 제2 SMI를 생성한다(350, 360 단계).

제2 인터럽트에 의해 바이오스(26)가 제어권을 갖고 열 감지기(20)의 제1 ALERT# 제어신호 및 상기 GPO 제어신호를 클리어하여(즉, 모두 하이(high)로 변경하여) 상기 THRM# 제어신호를 비활성화(즉, 하이(high)로 변경)함으로써 CPU(28)에 공급되는 클럭 주파수를 원상태로 복귀시킨다(370, 380 단계).

본 발명에 의하면, ACPI 운영체제 및 레거시 운영체제를 모두 지원하는 컴퓨터에 경제적으로 용이하게 구현되어 CPU의 열을 제어할 수 있다.