[发明专利]包括线程合并的用于能效和节能的方法、装置和系统

说明书

技术领域

本公开涉及集成电路中的能效和节能以及在集成电路上执行的代码，更具体地但不排他地涉及线程合并。

背景技术

半导体处理和逻辑设计的进步已允许在集成电路器件上可能存在的逻辑量的增加。因此，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至各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。此外，随着集成电路密度增长，计算系统(从嵌入式系统到服务器)的功率需求也逐步提高。此外，软件低效率及其对硬件的要求也已造成了计算设备能耗的提高。实际上，一些研究表明计算机消耗了美国全部电力供应的大部分。

因此，存在对与集成电路相关联的能效和节能的关键需求。而且，随着服务器、桌面计算机、笔记本、超极本、平板、移动电话、处理器、嵌入式系统等等变得更加流行(从包括在典型的计算机、汽车和电视中到生物技术)，计算设备销售的影响已然超出能耗的范围而延伸至对经济系统存在显著、直接的影响。当功耗变得更加重要时，总是趋向于提高性能的趋势将要与功耗考虑相互平衡。

一些时候，在处理器操作期间，并非所有处理器都被使用(例如，并非所有可用硬件线程都同时操作)。实际上，当前操作系统(OS)调度器典型地将工作分散在可用的处理元件之间(例如核之间)，以确保最高性能(即每个核专用于在多线程化的工作负荷的较小部分上工作)。此外，仅当所有核都活动并且在工作时，OS调度器才开始将更多工作调度至核。因此，即使数量更少的处理元件(诸如核)可能能够适合一工作负荷，但所有的核都保持活动以确保性能。因此，可以看出，当前的物理处理器不包括用于在线程调度方面支持功率与性能的权衡的特定机制。

附图说明

本发明通过示例进行说明，而且不旨在受限于附图的各图。

图1示出包括具有多个处理元件(2个核和4个线程槽)的处理器的系统的逻辑表示的实施例。

图2示出计算机系统配置的逻辑表示的实施例。

图3示出计算机系统配置的逻辑表示的另一实施例。

图4示出计算机系统配置的逻辑表示的另一实施例。

图5示出适于将软件线程合并成处理元件的子集以实现能源高效节能的设备的逻辑表示的实施例。

图6示出用于高效地执行线程合并的流程图的实施例。

具体实施方式

在以下描述中，陈述了多个特定细节，诸如特定类型的处理器和系统配置的示例、特定硬件结构、特定架构和微架构细节、特定寄存器配置、测量和估计处理元件活动的特定方法、特定的、特定核和线程配置、特定模块、特定活动度量、特定活动阈值和范围、特定数量的核和硬件线程等等，以提供对本发明的透彻理解。然而对本领域普通技术人员显而易见的是，不一定要采用这些特定细节来实施本发明。在其它实例中，未详细描述公知的组件或方法，诸如特定和替代的处理器架构、用于所描述算法的特定逻辑电路/代码、特定固件代码、特定互连操作、用于活动测量的特定逻辑、特定迁移和上下文切换技术、特定功率状态和门控技术/逻辑、特定功耗测量和估计、特定操作系统(OS)调度器技术和频率要求、以及处理器的其它特定操作细节，以避免不必要地模糊本发明。

虽然参考特定集成电路中(诸如计算平台或微处理器中)的节能和能效描述了以下实施例，但其它实施例可适用于其它类型的集成电路和逻辑器件。在此描述的实施例的相似的技术和教导可适用于也可受益于更好能效和节能的其它类型的电路或半导体器件。例如，所公开的实施例不限于桌面计算机系统。也可用于其它设备，诸如手持式设备、芯片上系统(SOC)以及嵌入式应用。手持式设备的一些示例包括蜂窝电话、因特网协议设备、数码相机、个人数字助理(PDA)、手持式PC。嵌入式应用典型地包括微控制器、数字信号处理器(DSP)、芯片上系统、网络计算机(NetPC)、机顶盒、网络集线器、广域网(WAN)交换机、或可执行以下教导的功能和操作的任何其他系统。此外，本申请中描述的装置、方法和系统不限于物理计算设备，而是也涉及用于节能和能效的软件优化。如将在以下描述中容易变得明显地，本申请中描述的方法、装置和系统的实施例(不论是参考硬件、固件、软件还是其组合)对于与性能考虑相平衡的“绿色技术”未来是关键的。