[发明专利]基于处理器使用率动态地修正功率/性能权衡

说明书

背景技术

半导体加工和逻辑设计的发展已允许可存在于集成电路设备上的逻辑的量增加。结果，计算机系统配置已从系统中的单个或多个集成电路演变至多硬件线程、多核、多设备和/或单个集成电路上的完整系统。附加地，随着集成电路的密度增加，计算系统的功率需求(从嵌入式系统至服务器)也已逐步升级。此外，软件低效率及其对硬件的需要也已造成计算设备能耗的增加。事实上，一些研究表明，计算设备消耗整个国家(例如美国)的电力供给的相当大百分比。结果，对于与集成电路关联的能效和节能存在至关重要的需求。随着服务器、台式计算机、笔记本计算机、超级本、平板计算机、移动电话、处理器、嵌入式系统等设备变得越来越盛行(从纳入到典型计算机、汽车和电视机至生物技术)，这些需求将增加。

在许多计算环境中，已成事实的是在大多数时间例如服务器的系统在它们的峰值性能之下很好地工作。在这些低使用率周期，焦点在于节省尽可能多的功率以节省能量成本。功率管理技术可在低使用率周期期间带来显著的功率节省。然而，每种功率管理技术牵涉到功率/性能权衡，尤其是在高活动周期期间。用户理想地在低使用率下想要节省尽可能多的功率，同时在高使用率时间实现最大性能。

无法忍受高使用率下的性能损失的用户一般调节功率管理特征以实现性能策略。这暗示当服务器未被充分利用时，将消耗比优化状态更多的功率。想要在低使用率下节省功率的用户一般调节功率管理特征以实现功率节省策略。这暗示当服务器被高利用时，可能无法实现服务器的最高性能。然而，在其中终端用户典型地可容忍较高性能损失的低服务器使用率时，未能实现可获得的功率节省。

附图简述

图1是根据本发明实施例的具有动态负载线调节的对于不同功率/性能分布的示例功率性能负载线的曲线图。

图2是根据本发明实施例的方法的流程图。

图3是根据本发明的一个实施例的动态切换架构的框图。

图4是根据本发明实施例的确定最大性能和活动状态的时间的方法的流程图。

图5是根据本发明实施例的处理器的框图。

图6是根据本发明另一实施例的多域处理器的框图。

图7是根据本发明实施例的系统的框图。

图8是根据本发明一个实施例的具有点对点(PtP)互连的多处理器系统的框图。

图9是根据本发明一个实施例的部分连接的四核处理器系统的框图。

具体实施方式

这些实施例提供检测处理器(例如多核处理器)的低/中等使用率的周期的机制，并响应于该检测调节功率管理特征以节省尽可能多的功率。同时，该机制可检测处理器的高使用率周期并调节功率管理特征以最小化性能损失。更具体地，提供动态负载线调节架构以实现该机制。

功率性能负载线是诸如服务器之类的计算机系统在不同使用率下的功耗的表示。该负载线由此代表在每个传递的性能水平下消耗的功率并将功率管理特征对性能的影响考虑在内。图1是服务器对于功率/性能调节的不同设定的示例性功率性能负载线的图形表示。当功率/性能设定藉由性能策略10向性能倾斜时，服务器取得可能的最高性能；然而在低至中等使用率下的功耗更高。当功率/性能设定藉由功率节省策略20向功率倾斜时，在低至中等使用率下的功耗减少；然而峰值性能也降低。进而，功率/性能设定中的平衡策略30提供在功率和性能设定之间的中间立场。如本文中使用的，“功率/性能调节”的概念是以一般方式定义的。在非常一般的术语中，这表示对多功率管理特征的一组调节。术语“性能策略”表示以性能为目标的一组调节。类似地，术语“功率节省策略”用来表示以功率为目标的调节，而术语“平衡策略”用来表示在功率节省策略和性能策略之间的调节。一般来说，功率节省策略和平衡策略可被视为非性能策略。

在传统系统中，这些不同的负载线是通过系统的静态配置静态地实现的。作为一个例子，操作系统(OS)可提供这三种策略中的一种的静态选择，这可通过终端用户进行配置。替代地，实施例提供在向功率倾斜的设定和向性能倾斜的设定之间动态地和自动地切换的技术。如此，在低使用率下可节省功率而在高使用率下保持性能。更具体地，实施例提供在低使用率下遵循功率节省策略20而在高使用率下则替代地经由动态负载线切换25动态地向性能策略10移动的功率性能负载线。