[发明专利]用于控制处理节点中的功率消耗的机构

说明书

背景

技术领域

本公开涉及集成电路，并且更具体地说，涉及集成电路上的部件在工作期间的功率管理。

相关技术描述

许多现代处理器都能够消耗大量功率，并且由此可以产生大量的热。如果不加抑制，这种热可能对所述处理器造成灾难性损坏。因此，已经开发出功率管理系统来限制所述处理器消耗的功率，并且因此限制所产生的热。在许多功率管理系统中，用于整个芯片的热设计功率(TDP)通常是用于控制功率并且确保不会超过热极限的主要度量。通常，如果达到所述热极限，或者热功率达到特定阈值，那么所述功率管理系统可以通过降低性能来对所述处理器进行节流。相反地，如果在运行给定应用程序时，可以准确地测量功率消耗，并且所用功率小于平台的TDP能力，那么可以通过以下方式提高性能：通过增加工作电压、工作频率或两者，允许所述处理器消耗所述TDP中的可用余量。然而，在许多情况下，由于传统热测量机构的能力在粒度和可重复性方面未达到可接受程度，所以基于单独部件的热和/或功率极限的调制活动变得困难。

实施方案概述

公开了一种用于控制处理节点的功率消耗的机构的各种实施方案。过去，从未精确地控制集成电路装置上的功率消耗。然而，随着数字功率估计技术的出现，基于每个部件的被估计的功率的粒度和精确度显著提高。因此，例如，通过监控由处理节点中的各种处理器核心和其它部件消耗的功率，并且通过追踪每个部件的工作状态，位于所述处理节点内的功率管理单元可以被配置来通过以下方式控制性能并且因此控制由给定核心或其它部件消耗的功率：基于(例如)所述工作状态、外部环境温度以及每个部件与每个其它部件的物理接近度，动态地操纵每个部件的热设计功率极限。

在一个实施方案中，一种系统包括多个处理器核心和一个功率管理单元。所述功率管理单元可以被配置来通过以下方式独立地控制所述处理器核心的性能：根据所述处理器核心中的每一个处理器核心的工作状态和每个处理器核心与每个其它处理器核心的相对物理接近度，为所述多个处理器核心中的每一个处理器核心选择对应的热功率极限。响应于所述功率管理单元检测到给定处理器核心正在高于所述对应热功率极限的热功率下工作，所述功率管理单元可以降低所述给定处理器核心的性能，并且由此减少由所述核心消耗的功率。

在一个具体实施方案中，响应于将所述处理器核心的工作状态更改成其中额外处理器核心将变为活动的新工作状态的请求，所述功率管理单元被配置来为所述处理器核心中的每一个处理器核心选择具有低于当前热功率极限的值的新热功率极限，并且将所述当前热功率极限更改成所述新热功率极限。

在另一个具体实施方案中，响应于将所述处理器核心的工作状态更改成其中较少处理器核心将变为活动的新工作状态的请求，所述功率管理单元被配置来为所述处理器核心中的每一个处理器核心选择具有高于当前热功率极限的值的新热功率极限，并且在等待预定量的时间之后，将所述当前热功率极限更改成所述新热功率极限。

附图简述

图1是具有处理器核心的处理节点的一个实施方案的方框图，所述处理器核心带有数字功率监控器。

图2是描绘图1的处理节点的一个实施方案的部件布局的架构图解。

图3A是描绘用于图1的处理节点的一个实施方案的示例性功率密度乘数值的表格。

图3B是描绘用于图1的处理节点的另一个实施方案的示例性功率密度乘数值的表格。

图4是描述描绘图1的处理节点的实施方案的一个实施方案的工作方面的流程图。

图5是计算机可存取存储介质的方框图，所述计算机可存取存储介质包括代表图1的处理节点的数据库。

具体实施方案借助附图中的实施例示出，并且将在本文中进行详述。然而，应当理解，附图和详述并非意图将权利要求书限制于所公开的特定实施方案，即使在参照特定特征仅描述单个实施方案的情况下也是如此。相反，本发明是要涵盖对受益于本公开的所属领域的技术人员显而易见的所有修改、等效物以及替代。本公开中提供的特征的实施例意图是说明性的而非限制性的，除非另外指明。

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