[發明專利]多核心處理器及其相關控制方法與電腦系統

在審

• 申請號: 201310134819.2
• 申請日: 2013-04-17
• 公開（公告）號: CN104008014A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 葉常征;石銘吉
• 申請（專利權）人: 金麗科技股份有限公司
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 趙根喜;呂俊清

技術領域

本發明是有關于一種處理器，且特別是有關于一種多核心處理器及其相關控制方法與電腦系統。

背景技術

由于電腦科技的日新月異，現今的操作系統，例如Windows?XP操作系統、Windows7操作系統、與Windows8操作系統皆支援多核心處理器。因此，電腦系統中單一個央處理單元(CPU)已經為多核心處理器(multi-core?CPU)所取代。多核心處理器在單一個IC芯片上，同時擁有多個中央處理單元，而每個處理單元可以分別視為一個核心(core)。多核心處理器可多工處理大運算量的數據。例如同時處理2D或者3D影像的數據，或者執行游戲軟體時同時處理影像與聲音的數據。在執行多工處理的程序時，具備多核心處理器的電腦系統可大幅提高其效能。

請參照圖1，其所繪示為現有電腦系統的架構示意圖。電腦系統包括：一多核心處理器110、一存儲器控制器120、存儲器130、圖形處理器(GPU)140、與周邊元件170。另外，電腦系統中可以選擇性地搭配其他輔助處理單元(Co-processor)，例如數字信號處理器(DSP)，輔助處理單元受控于多核心處理器110，用以輔助多核心處理器110來處理特定的數據，例如聲音數據、或者影像數據。以圖1為例，電腦系統中搭配一第一信號處理器150、與一第二信號處理器160。再者，周邊元件170例如南橋芯片(south?bridge?chip)，可連接至其他的慢速元件，例如鼠標、鍵盤等等。

以四核心的多核心處理器110為例，其包括四個中央處理單元112、114、116、118。而多核心處理器110、圖形處理器140、第一信號處理器150、第二信號處理器160以及周邊元件170皆是透過存儲器控制器120的仲裁來存取存儲器130中的數據。在圖1中，存儲器控制器120獨立于多核心處理器110之外。當然，存儲器控制器120也可以設置于北橋芯片(north?bridge?chip)內部或者整合于多核心處理器之中。再者，存儲器130被區分為主存儲區132與幀存儲區(frame?buffer)134。幀存儲區134為圖形處理器(GPU)暫存顯示影像(video?image)的區域。而其他的裝置將數據暫存于主存儲器區132。

當電腦系統開機時，經由基本輸出入系統(BIOS)或者其他啟動加載程序(boot?loader)，例如redboot，的組態設定獲得多核心處理器的核心數目及相關信息，并且于開機完成進入操作系統之后，多核心處理器110中的所有中央處理單元112、114、116、118即可正常運作。而每個中央處理單元112、114、116、118皆可獨立運作，并存取存儲器130中的數據。

再者，為了讓圖形處理器140、第一信號處理器150、與第二信號處理器160在操作系統下能夠正常運作。必須在操作系統下安裝上述元件的驅動程序(driver)。之后，才可以在該作業系之下正常運作。當然，如果電腦系統更換新的操作系統時，上述裝置必須重新安裝驅動程序才可以在新的操作系統下正常運作。

一般來說，多核心處理器所組成的電腦系統也必須要能夠在一些早期的操作系統下運作。然而，這些早期的操作系統，例如DOS操作系統或者舊核心Linux操作系統(old-kernel?Linux)，并未支援多核心處理器。因此，當具備多核心處理器的電腦系統運作于早期的操作系統時，僅會有一個中央處理單元正常運作，而其他的中央處理單元將不會運作。

假設圖1的電腦系統運作于DOS操作系統。則于開機時，即決定多核心處理器110中的中央處理單元112可以運作，而其他的中央處理單元114、116、118則無法運作。在此情況下，將會浪費多核心處理器110的資源。

由于某些早期的電腦程序必須在早期的操作系統下才可以執行，無法運作于新的操作系統。因此，提出一種新架構的多核心處理器，并且可有效率的運作于早期的操作系統即為本發明所欲達成的目的。

發明內容

鑒于現有技術的上述問題，本發明提供了一種多核心處理器及其相關控制方法與電腦系統。

本發明提供了一種電腦系統，包括：一多核心處理器，具備M個核心且M為正整數；一周邊元件；一存儲器；以及一存儲器控制器，連接至該存儲器、該多核心處理器與該周邊元件，使得該多核心處理器與該周邊元件可以存取該存儲器中的數據；其中，當該電腦系統運作于一不支援多核心處理器的操作系統時，組態單一核心為一中央處理單元，并且組態N個核心為輔助處理單元且N為正整數，以及N大于0且N小于等于M。