[发明专利]通过在运行时期间配置功率管理参数的用于高能效和节能的系统、方法和装置

说明书

领域

本发明的各实施例涉及集成电路中以及在其上执行的代码的高能效和节能，且尤其但不排他地涉及各种功率管理参数的运行时可编程性。

一般背景

半导体处理和逻辑设计的进步已经允许增加在集成电路设备上存在的逻辑的量。结果，计算机系统配置已经从系统中的单个或多个集成电路进化成单个集成电路上的多个硬件线程、多个核、多个设备和/或完整的系统。另外，随着集成电路的密度的增加，计算系统(从嵌入式系统到服务器)的功率要求也已经逐步上升。此外，软件低效率及其对硬件的要求也已经引起计算设备能量消耗的增加。事实上，一些研究指出，计算设备消耗一个国家(例如美国)的全部电力供应的相当大的百分比。结果，存在对与集成电路相关联的高能效和节能的迫切需要。这些需要将随着服务器、台式计算机、笔记本、超极本、平板、移动电话、处理器、嵌入式系统等等变得甚至更加流行(包含在从典型计算机、汽车和电视机到生物科技中)而增加。

作为一般背景，尤其是随着更多使用移动设备，控制微处理器和其他集成电路设备中的功率消耗已经变得越来越重要。一些用于管理处理器功率消耗的现有技术没有充分提供用于设置集成电路设备(诸如处理器)所依赖的各种功率管理参数的动态方案。缺少除热设计功率(TDP)参数以外的各种功率管理参数的动态设置方案不仅减少了所实现的实际省电，而且也限制了原始设备制造商(OEM)设计可以临时地在由诸如加利福尼亚州圣克拉拉市英特尔公司等的处理器生产商制定的规范之外操作的产品的能力。

附图简述

通过参见被用来阐释本发明的各实施例的下列描述和附图，可以最好地理解本发明。

图1是被实现为带有集成电路设备的电子设备的示例性框图，该集成电路设备带有用于性能调整的动态功率管理监视。

图2是在图1的电子设备或另一电子设备内实现系统架构的第一示例性框图。

图3是在图1的电子设备或另一电子设备内实现的系统架构的第二示例性框图。

图4A是作为具有集成图形和系统代理的单核或多核处理器的带有电流监视的封装集成电路设备的第一示例性框图。

图4B-4D是适于存储不同的功率管理参数的不同的软件可访问寄存器的说明性实施例。

图5是在图4A的处理器的系统代理单元内实现的功率控制单元(PCU)的示例性框图。

图6是根据本发明的一种实施例调整图4A的处理器的工作频率的电流估计和计算的示例性实施例。

图7是作为封装多处理器单元(且各处理器中的至少一个支持功率管理监视)的带有活动监视的封装集成电路设备的第二示例性框图。

图8是带有在电路板上实现的功率管理监视的封装集成电路设备的第三示例性框图。

图9是在与其他刀片服务器通信的刀片服务器内实现的、带有功率管理监视的集成电路设备的示例性框图。

图10是由集成电路设备实施的用于最大电流(Icc_max)功率管理参数的应用和动态监视的操作和示例性流程图。

图11A是由集成电路设备实施的用于在电压调整器和处理器之间的负载线下降的动态补偿的操作的示例性流程图。

图11B是根据本发明的一种实施例在运行时期间电压请求调整的示例性实施例。

图12是由集成电路设备实施的用于动态监视和应用最大比率以便控制处理器的超频的操作的示例性流程图。

详细描述

在此，本发明的某些实施例涉及一种集成电路设备，该集成电路设备适于在被实现为带有该集成电路的电子设备的运行时期间、即在基本输入输出系统(BIOS)已经完成且操作系统(OS)控制电子设备之后动态地监视和调整用于功率管理所依赖的参数。这些功率管理参数可以包括但不受限于或局限于(1)表示在特定操作模式中可以由集成电路设备使用的最大电流水平的参数(Icc_max)，(2)考虑在电子设备内的逻辑检测到的负载线阻抗(Load_Line)的动态改变的参数，以及(3)设置可选地伴随着施加额外电压的超频条件的参数(Max_Ratio)。例如，通过与处理器的这些动态地可调整功率管理参数兼容，可以实现省电。

在此也描述用于动态地调整功率管理参数的相应方法和实现这样的集成电路设备的电子设备。