[實用新型]一種為圖形處理單元芯片提供動態核心電壓的系統

有效

• 申請號: 201020153073.1
• 申請日: 2010-04-08
• 公開（公告）號: CN201725272U
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發明（設計）人: 徐爽
• 申請（專利權）人: 輝達公司
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 董巍;顧珊

技術領域

本實用新型涉及半導體器件，特別涉及一種為圖形處理單元芯片提供動態核心電壓的系統。

背景技術

在計算機中，為了對大量圖像數據進行高速顯示，除了顯示器之外，顯示系統往往還安裝有圖像處理器件。圖像處理器件往往由專用于圖像處理的運算處理器件(以下稱為GPU，即圖像處理單元)、作為存儲器件的用來存儲圖像數據的視頻隨機存取存儲器(以下稱為VRAM)、顯示處理器件等構成。此處，顯示系統表示一種系統，它具有對中央處理器中執行的運算過程的結構進行解釋處理并在顯示部分顯示圖像的功能。而且，圖像處理器件表示一種器件，它接收GPU中執行的運算的結構，并形成要送到顯示系統中的顯示器件的圖像數據。而且，顯示器件表示一種器件，它將圖像處理器件中形成的圖像數據顯示為顯示部分中的圖像。顯示部分表示一個區域，它由多個像素組成，并在其中顯示圖像。

GPU是相對于CPU的一個概念，它能夠從硬件上支持多邊形轉換與光源處理的圖像顯示硬件。目前在GPU上進行的主要運算包括光罩計算、深度檢測、光柵化等。由于GPU采用的是單指令多數據的處理器設計模式，而且它不需要進行內存管理、對系統的輸入輸出做出響應等，所以它在圖形處理方面的性能遠遠大于CPU。因此，GPU已經逐漸成為組成電腦不可缺少的一部分。

諸如GPU的半導體芯片可運行的最高速度由三個因素決定：1、芯片的體質，包括芯片制造時個體差異以及使用一段時間之后芯片內部的老化；2、芯片工作的電壓。電壓越高，其極限頻率越高；3、芯片的結溫，其溫度越低，極限頻率越高。一般情況下，為了保證GPU在正常狀態下工作，GPU的核心電壓和工作頻率的數值保持在一定的范圍內。但是，這有時會增加GPU的功耗。例如，GPU當前的實時工作頻率為710兆赫茲，而實際上當GPU的使用率下降時，就不需要這么高的頻率，如果此時提供給GPU的核心電壓仍然是滿足710兆赫茲的核心電壓，就會造成功耗過高的問題，進一步地可能會導致燒毀GPU，從而縮短GPU的使用壽命。

因此，需要一種新的為GPU動態地提供核心電壓的系統，既能保證GPU正常工作又能降低功耗，從而降低系統的運行成本。

實用新型內容

在實用新型內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本實用新型的實用新型內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

本實用新型提供了一種為圖形處理單元芯片提供動態核心電壓的系統，其特征在于，包括所述圖形處理單元芯片和電壓調節模塊，所述圖形處理單元芯片包括實時檢測模塊、計算模塊和核心電源接口，所述實時檢測模塊的輸出端連接所述計算模塊的輸入端，將檢測到的所述圖形處理單元芯片的實時工作狀態參數發送到所述計算模塊；所述計算模塊的輸出端連接所述電壓調節模塊的輸入端，將所述圖形處理單元芯片所需要的最小實時工作電壓的值計算出來后發送到所述電壓調節模塊；所述電壓調節模塊的輸出端連接所述核心電源接口，將所述最小實時工作電壓提供給所述核心電源接口。

可選地，所述計算模塊為數字信號處理模塊。

可選地，所述計算模塊包括數字信號處理模塊和數模轉換模塊。

可選地，所述計算模塊將計算出所述圖形處理單元芯片所需要的最小實時工作電壓的值直接發送到電壓調節模塊。

可選地，所述計算模塊將計算出所述圖形處理單元芯片所需要的最小實時工作電壓的值發送到所述數模轉換模塊，所述數模轉換模塊將轉換后的數據發送到所述電壓調節模塊。

可選地，所述電壓調節模塊包括反饋模塊、運算放大器和參考電壓源。

可選地，所述實時工作狀態參數為實時工作頻率。

可選地，所述實時工作頻率為600～740兆赫茲。

根據本實用新型，能夠為GPU芯片動態地提供GPU芯片能夠正常工作的最小實時工作電壓，減小了功耗，降低了系統的運行成本。根據本實用新型的系統確保了能夠在特點的條件下，即特定的芯片體質、結溫以及運行頻率下動態調整使芯片電壓最低以達到最大的節能，以及確保了在特定的條件下下盡量提高運行頻率以達到最高性能。

附圖說明

本實用新型的下列附圖在此作為本實用新型的一部分用于理解本實用新型。附圖中示出了本實用新型的實施例及其描述，用來解釋本實用新型的原理。在附圖中，

圖1是根據本實用新型的一個實施例的計算機系統；

圖2是關于為GPU芯片提供能保證GPU正常工作的動態核心電壓的系統一個具體實施例。

具體實施方式