本发明提供一种基于全局解耦的GPU内部能耗控制系统及方法，该系统包括Mater‑GPU模块、Slave‑GPU模块、CPU；Mater‑GPU是主控GPU，由它运行全局解耦网络，并生成三组控制信号，通过该三组控制信号对Slave‑GPU模块进行全局能耗控制；所述Slave‑GPU为被控GPU，CPU，用于负责主从两块GPU之间的通信，从而实现对Slave‑GPU的能耗优化工作。使用基于全局的能量管理方法在系统的吞吐率上平均提高了12.23％，在能耗表现上平均提升了16.38％。