一种风扇调速方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种风扇调速方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.随着计算机的发展和市场需求，显卡的应用场景越来越广泛，人们在游戏、画图等方面的需求越来越高，总线75w输出的显卡已经不能满足市场需求，国际显卡厂商不断推出高功率高性能的显卡，显卡功率达到300w已经常见。高功率的显卡对显卡厂商散热和计算机系统厂散热提出了巨大挑战，同时显卡厂商为解决高功率显卡的单体散热和高性能已经无法兼顾显卡自身的流场和噪音问题，造成终端系统厂商面临更大的系统散热和噪音挑战，目前系统厂常用做法包括：1.以散热和性能为首选条件，放宽或者放弃噪音规格，通过升级输入输出芯片增加各种监控温度感应器或者增加风扇等解决系统内部散热问题；2.定制化设计，一个显卡的价格往往超越计算机整机其他部件价格，所以一些系统厂在系统和机箱设计时顺应显卡现有流场设计通过定制设计最大化的避免散热/噪音问题。
3.目前的方案存在以下缺点：1.噪音增大导致用户体验差的同时成本上升；散热性能优先是无可厚非的，但会造成较差的噪音体验，升级输入输出芯片和增加温度感应器或者增加风扇等都无疑提升了开发成本，很多成本都集中在主板上，造成同一机型支持其他低功率显卡时会相应增加成本，造成浪费；2.定制化设计导致拓展性差，成本高；虽然能较好的解决当前单一显卡散热/噪音问题，但用户只能使用特定的显卡，系统兼容不好，无法升级拓展，维护成本高，会给需要升级或者维修的用户的造成困扰和不好的口碑，同时定制化设计量小造成高成本分摊。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中高性能显卡在使用时噪音大、成本高且拓展性差的缺陷，从而提供一种风扇调速方法、装置、电子设备及存储介质。
5.根据第一方面，本发明公开了一种风扇调速方法，包括：获取显卡电源功耗、系统风扇信息和环境信息；系统风扇设置在机箱中；根据所述显卡电源功耗和所述环境信息，计算系统风扇流量需求；根据所述系统风扇流量需求和所述系统风扇信息，确定系统风扇转速。
6.可选地，所述风扇调速方法还包括：根据所述系统风扇转速，调整系统风扇占空比。
7.获取显卡电源功耗和系统风扇信息，包括：获取显卡电源功耗；判断所述显卡电源功耗是否大于预设的功耗阈值；当所述显卡电源功耗大于预设的功耗阈值时，获取系统风扇信息。
8.可选地，所述获取显卡电源功耗和系统风扇信息，还包括：当所述显卡电源功耗小于或等于预设的功耗阈值时，按照预设的系统风扇转速调整系统风扇占空比。
9.可选地，所述根据所述显卡电源功耗和所述环境信息，计算系统风扇流量需求，包括：根据所述显卡电源功耗，计算显卡实际功耗；根据所述显卡实际功耗和所述环境信息，计算系统风扇流量需求。
10.可选地，所述系统风扇信息包括系统风扇转速与流量对应关系；根据所述系统风扇流量需求和所述系统风扇信息，计算系统风扇转速包括：根据所述系统风扇转速与流量对应关系和所述系统风扇流量需求，计算系统风扇转速。
11.可选地，所述系统风扇信息还包括系统风扇转速与噪声响度对应关系；所述计算系统风扇转速之后，还包括：获取显卡型号；根据所述显卡型号和显卡实际功耗，确定显卡风扇噪声响度；根据所述显卡风扇噪声响度和所述系统风扇转速与噪声响度对应关系，在预设范围内修正所述系统风扇转速。
12.可选地，所述在预设范围内修正所述系统风扇转速，包括：根据计算出的系统风扇转速和所述系统风扇转速与噪声响度对应关系，确定预设范围内任一系统风扇转速下的系统风扇噪声响度；计算所述显卡风扇噪声响度和所述系统风扇噪声响度之间的差值；将所述差值最小时对应的系统风扇转速修正为系统风扇转速。
13.根据第二方面，本发明还公开了一种风扇调速装置，包括：参数获取模块，用于获取显卡电源功耗、系统风扇信息和环境信息；所述系统风扇设置在机箱中；流量计算模块，用于根据所述显卡电源功耗和所述环境信息，计算系统风扇流量需求；转速计算模块，用于根据所述系统风扇流量需求和所述系统风扇信息，确定系统风扇转速；
14.根据第三方面，本发明公开了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如第一方面及第一方面任一可选实施方式所述的风扇调速方法的步骤。
15.根据第四方面，本发明公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面及第一方面任一可选实施方式所述的风扇调速方法的步骤。
16.本发明技术方案，具有如下优点：
17.本发明提供的风扇调速方法，通过获取显卡电源功耗，能够在不需要特殊升级现有主板的功能或增加温度感应器的前提下，只需现有技术中的电源实现功率反馈功能即可实现风扇调速，能够同时适用于各种型号的显卡，克服了现有技术中高性能显卡在使用时成本高且拓展性差的缺陷。通过计算实时的系统风扇流量需求，能够实现在显卡负载增加时，可以立即使系统风扇开始加速，从而让系统热风能顺利排出，解决系统散热和噪音问题，克服了现有技术中高性能显卡在使用时噪声大的缺陷。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例中风扇调速方法的一个具体示例的流程图；
20.图2为本发明实施例中风扇调速装置的一个具体示例的原理框图；
21.图3为本发明实施例中电子设备的一个具体示例图。
具体实施方式
22.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
25.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
26.本发明公开了一种风扇调速方法，如图1所示，包括如下步骤：
27.步骤s1，获取显卡电源功耗、系统风扇信息和环境信息；
28.其中，系统风扇设置在机箱中，用于将机箱中的热量排出到环境中。
29.具体地，系统风扇信息包括系统风扇转速与流量对应关系和系统风扇转速与噪声响度对应关系。系统风扇信息在生产系统风扇的过程结束后，生产厂家会进行相关测试，可获取该测试的数据或实际测试，本发明对此不作限定。
30.具体地，环境信息包括空气密度ρ和空气比热容。一般地，在标准大气压下，空气密度ρ0＝1.293kg/m3，实际在考虑到机箱内风扇风压和机箱内环境，一般取海拔3000m处的空气密度ρ＝0.785kg/m3。一般地，空气比热容c为定值，c＝1005j/kg℃。
31.步骤s2，根据所述显卡电源功耗和所述环境信息，计算系统风扇流量需求。
32.具体地，根据显卡电源功耗可以计算出显卡在工作时需要发出的热量，根据环境信息中的空气密度和比热容，能够计算出带走显卡发出的热量需要空气的体积，进而计算出系统风扇需要提供的流量需求。
33.步骤s3，根据所述系统风扇流量需求和所述系统风扇信息，计算系统风扇转速。
34.具体地，根据系统风扇信息中的系统风扇转速与流量对应关系，即可根据系统风扇流量需求计算出需要的系统风扇转速。
35.特别地，系统风扇信息中的系统风扇转速与流量对应关系可根据生产厂家的测试数据获得，也可通过实际测试获得，本发明对此不作限定。一般地，系统风扇转速与流量对应关系会根据风扇扇叶的直径、风扇扇叶的倾斜角度、风扇扇叶的个数等多种因素决定。
36.本发明实施例提供的风扇调速方法，通过获取显卡电源功耗，能够在不需要特殊
升级现有主板的功能或增加温度感应器的前提下，只需现有技术中的电源实现功率反馈功能即可实现风扇调速，能够同时适用于各种型号的显卡，克服了现有技术中高性能显卡在使用时成本高且拓展性差的缺陷。通过计算实时的系统风扇流量需求，能够实现在显卡负载增加时，可以立即使系统风扇开始加速，从而让系统热风能顺利排出，解决系统散热和噪音问题，克服了现有技术中高性能显卡在使用时噪声大的缺陷。
37.在一实施方式中，风扇调速方法还包括：
38.步骤s4，根据所述系统风扇转速，调整系统风扇占空比。
39.具体地，调整系统风扇占空比的过程可以由bios通知输入输出芯片(superinputoutput，sio)执行高功率显卡转速调速方案。sio执行显卡风扇调速方案并实时反馈，bios和sio协同工作实时寻道电源反馈的gpu-12v功耗实现转速的动态平稳调节，同时sio也可类似温度做一些滤波或者平均值保持转速的平稳调节，本发明对此不作限定。
40.其中，sio可以根据预设的风扇转速最大值将接收到的系统风扇转速转化为系统风扇占空比，可以通过如下公式表示：
[0041][0042]
其中，duty为系统风扇占空比，n为系统风扇转速，n
max
为预设的系统风扇转速最大值。
[0043]
示例性地，sio将系统风扇转速转化为duty后，将duty转化为方波信号发送至具有脉宽调制(pulse width modulation，pwm)功能的风扇，即可实现对风扇转速的控制，也可以将duty发送至电源芯片(powerintegrated circuit，poweric)，由power ic将duty转化为直流dc信号发送至具有直流dc调速功能的风扇，也可实现对风扇转速的控制，本发明对此不作限定。
[0044]
在一实施方式中，获取显卡电源功耗、系统风扇信息和环境信息的过程，包括：首先获取显卡电源功耗；随后判断所述显卡电源功耗是否大于预设的功耗阈值；最后当所述显卡电源功耗大于预设的功耗阈值时，获取系统风扇信息。特别地，当所述显卡电源功耗小于等于预设的功耗阈值时，按照预设的系统风扇转速调整系统风扇占空比。
[0045]
具体地，获取显卡电源功耗的过程可以通过计算机基本输入输出系统(basic input output system,bios)中的功能实现，也可通过外接功率计等方式实现，本发明对此不作限定。
[0046]
示例性地，当获取到的显卡电源功耗等于0时，证明此时该显卡仅由主板的高速串行计算机扩展总线标准(peripheral component interconnect express,pcie)接口供电，未通过电源直接供电，此时显卡功耗最高为75w，发热量较低。为节省风扇调度策略，当显卡仅由主板的pcie接口供电时，采用板载风扇调度策略进行调速。一般地，板载风扇调度策略为一个定值的风扇转速，在获取到的显卡电源功耗小于等于0时，直接调用该转速数值进行控制即可。
[0047]
进一步地，当获取到的显卡电源功耗大于0时，证明此时该显卡在由主板的pcie接口供电的同时，也通过电源直接供电，此时判断该显卡为高功率显卡。此时继续本发明实施例中的风扇调速方法中获取系统风扇信息和环境信息的过程。
[0048]
在一实施方式中，计算系统风扇流量需求的过程，包括：首先根据所述显卡电源功
耗p0，计算显卡实际功耗p；随后根据所述显卡实际功耗p和所述环境信息，计算系统风扇流量需求。
[0049]
具体地，由于此时显卡在由主板的pcie接口供电的同时，也通过电源直接供电，则显卡实际功耗即为显卡电源功耗与pcie接口功率之和。一般地，pcie接口可以为显卡提供最大75w的功率。
[0050]
示例性地，计算显卡实际功耗p的过程可以通过如下公式表示：
[0051]
p＝p0 75
[0052]
示例性地，计算系统风扇流量需求q的过程可以通过如下公式表示：
[0053][0054]
其中，t
outlet
为系统出风口温度，t
inlet
为系统进风口温度。一般地，t
inlet
的常用测试规格为室温以上10℃，室温一般取25℃，则t
inlet
＝35℃。根据计算机机箱出风口相关标准要求，t
outlet
＝55℃。
[0055]
示例性地，当显卡电源功耗为225w时，系统风扇流量需求可以通过如下方式计算：
[0056][0057]
在一实施方式中，计算系统风扇转速的过程包括：根据所述系统风扇转速与流量对应关系和所述系统风扇流量需求，计算系统风扇转速。
[0058]
示例性地，当系统风扇流量需求为40cfm时，根据系统风扇转速与流量对应关系可得出风扇转速为3000rpm。
[0059]
在一实施方式中，在计算系统风扇转速之后，还包括：首先获取显卡型号；随后根据所述显卡型号和显卡实际功耗，确定显卡风扇噪声响度；最后根据所述显卡风扇噪声响度和所述系统风扇转速与噪声响度对应关系，在预设范围内修正所述系统风扇转速。
[0060]
其中，确定显卡风扇噪声响度的过程可以通过实测获得，也可根据不同型号显卡的显卡实际功耗，通过计算显卡风扇的转速获得，本发明对此不作限定。
[0061]
其中，在预设范围内修正所述系统风扇转速的过程，包括：首先根据所述系统风扇转速和所述系统风扇转速与噪声响度对应关系，确定预设范围内任一系统风扇转速下的系统风扇噪声响度；随后计算所述显卡风扇噪声响度和所述系统风扇噪声响度之间的差值；最后将所述差值最小时对应的系统风扇转速修正为系统风扇转速。
[0062]
示例性地，以当前计算出的风扇转速为3000rpm，当前显卡风扇噪声响度为45db为例，根据系统风扇转速与噪声响度对应关系，可得出当风扇转速为3000rpm时，系统风扇的噪声响度为40db。根据预设的
±
200rpm范围，确定该范围内系统风扇转速对应的系统风扇噪声响度。其中，风扇转速为2800rpm时，噪声响度为37db；风扇转速为2900rpm时，噪声响度为39db；风扇转速为3000rpm时，噪声响度为40db；风扇转速为3100rpm时，噪声响度为43db；风扇转速为3200rpm时，噪声响度为49db。分别计算不同转速下系统风扇噪声响度与显卡风扇噪声响度之差可以得到：风扇转速为2800rpm时，噪声响度差值为8db；风扇转速为2900rpm时，噪声响度差值为6db；风扇转速为3000rpm时，噪声响度差值为5db；风扇转速为3100rpm时，噪声响度差值为3db；风扇转速为3200rpm时，噪声响度差值为4db。经过对比，与
显卡风扇噪声响度之差最小时的系统风扇转速为3100rpm，则将3100rpm修正为系统风扇转速。特别地，预设的范围可以根据实际情况进行扩大或缩小，本发明对此不作限定；范围内计算数量可以根据实际情况进行增加或减少，本发明对此不作限定。
[0063]
其中，当显卡功率高于75w时，显卡负荷较高，显卡风扇的噪声响度会高于系统风扇的噪声响度，此时执行调速方案后会拉高系统风扇转速，伴随着系统排出更多的热风，显卡工作在较低的温度环境，从而使显卡风扇的转速降低。进一步地，当显卡风扇转速降低时，系统风扇的噪声响度会高于显卡风扇的噪声响度，需要同时根据显卡风扇的噪声响度和系统风扇的噪声响度，找到近似的噪音工作点，把噪音做到最优化，同时随着系统风扇转速的提高，系统内其他部件也不会因为被高功率显卡加热到，也会工作在一个较低的环境温度，实现系统噪音和散热的双优化。
[0064]
本发明实施例提供的风扇调速方法，通过设置功耗阈值，使得在显卡处于低功耗状况时，能够以预设的风扇转速进行控制，避免系统资源浪费。通过系统风扇流量需求的计算过程，能够通过显卡电源功耗直接计算出系统风扇的流量需求，而显卡电源功耗只需要现有的电源反馈功能即可实现，无需新增硬件即可实现风扇调速的目的。通过修正系统风扇转速，可以使得系统风扇的噪声响度与显卡风扇的噪声响度在满足流量需求的前提下尽可能地接近，从而使整个机箱系统中的噪声最低，实现系统噪音和散热的双优化。
[0065]
本发明还公开了一种风扇调速装置，如图2所示，包括：
[0066]
参数获取模块101，用于获取显卡电源功耗、系统风扇信息和环境信息；系统风扇设置在机箱中；具体内容参见本发明方法实施例中步骤s1的相关描述，此处不再赘述。
[0067]
流量计算模块102，用于根据所述显卡电源功耗和所述环境信息，计算系统风扇流量需求；具体内容参见本发明方法实施例中步骤s2的相关描述，此处不再赘述。
[0068]
转速计算模块103，用于根据所述系统风扇流量需求和所述系统风扇信息，确定系统风扇转速；具体内容参见本发明方法实施例中步骤s3的相关描述，此处不再赘述。
[0069]
本发明实施例提供的风扇调速装置，通过获取显卡电源功耗，能够在不需要特殊升级现有主板的功能或增加温度感应器的前提下，只需现有技术中的电源实现功率反馈功能即可实现风扇调速，能够适应各种型号的显卡，克服了现有技术中高性能显卡在使用时成本高且拓展性差的缺陷。通过计算实时的系统风扇流量需求，能够实现在显卡负载增加时，可以立即使系统风扇开始加速，从而让系统热风能顺利排出，解决系统散热和噪音问题，克服了现有技术中高性能显卡在使用时噪声大的缺陷。
[0070]
本发明实施例还提供了一种电子设备，如图3所示，该电子设备可以包括处理器201和存储器202，其中处理器201和存储器202可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
[0071]
处理器201可以为中央处理器(central processing unit，cpu)。处理器201还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
[0072]
存储器202作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的风扇调速方法对应的程序指令/模
块。处理器201通过运行存储在存储器202中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的风扇调速方法。
[0073]
存储器202可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器201所创建的数据等。此外，存储器202可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器202可选包括相对于处理器201远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器201。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0074]
一个或者多个模块存储在存储器202中，当被处理器201执行时，执行如图1所示实施例中的风扇调速方法。
[0075]
虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下对这些实施例进行各种变化、替换和修改，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。
[0076]
此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。