[发明专利]根据功率平衡控制偏置，跨多个处理器域的动态功率平衡

说明书

背景

半导体处理和逻辑设计的进步可使集成电路设备上可以存在的逻辑量增大。结果，计算机系统配置从系统中的单一或多个集成电路发展到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增长，计算系统(从嵌入式系统到服务器)的功率要求也逐步升高。此外，软件低效率以及其对硬件的要求也导致计算设备能源消耗的增大。事实上，某些研究指出，计算设备消耗诸如美国之类的国家的全部电力供应的相当大的百分比。结果，迫切需要与集成电路相关联的能量效率和节省。随着服务器、台式计算机、笔记本、超极本^TM、平板电脑、移动电话、处理器、嵌入式系统等等变得越来越流行(从包括在典型的计算机中、汽车，以及电视机到生物技术)，这些需要将增大。

在计算机平台中，处理器的电压调节器和平台电源两者都具有要被管理的峰值瞬时功率提供约束，以便确保稳定操作。在某些系统中，每一个单个电压调节器的大小都针对诸如处理器核和图形引擎之类的单个电压导轨的峰值功耗。类似地，平台电源供应的大小针对所有电压导轨的总和的峰值功率需求。然而，在实际工作负荷操作过程中，将输入功率输送系统(包括平台电源)的大小设计成能提供所有电压导轨上的峰值功率的总和对于现实的峰值功率需求而言是显著的超安全标准设计。

然而，使用固定的分配方案来向单个导轨分配功率会导致显著的性能损失，因为每一导轨上的工作负荷功率输送需求会移动。此外，在带有单一输入电压导轨和几个管芯上的集成电压导轨的处理器上，没有管理向每一个管芯上的电压导轨分配峰值功率的方便的选项。

附图简述

图1是根据本发明的一实施例的系统的一部分的框图。

图2是根据本发明的一个实施例的方法的流程图。

图3是示出了根据本发明的一个实施例的功率分配逻辑的框图。

图4是根据本发明的实施例的处理器的框图。

图5是根据本发明的另一实施例的多域处理器的框图。

图6是根据本发明的实施例的系统的框图。

具体实施方式

在各实施例中，可以在多域处理器内控制运行时、基于需求的并且瞬时的功率分配。如此处所使用的，术语“域”被用来表示在相同电压和频率点操作的硬件和/或逻辑的集合。另外，多核处理器还可以包括其他非核处理引擎，诸如固定功能单元、图形引擎等等。这样的处理器可包括核之外的独立域，诸如与图形引擎相关联的一个或多个域(此处被称为图形域)，以及与非核电路相关联的一个或多个域，此处被称为非核或系统代理。虽然本发明的范围在这方面不受限制，但是，代表性的域或功率面可包括核域、图形域、高速缓存域、存储器域，其中，处理器封装包括嵌入式的存储器，诸如嵌入式动态随机存取存储器(eDRAM)、互连域和系统代理域。虽然可以在单一半导体管芯上形成多域处理器的许多实现，但是，其他实现可以通过其中不同的域可以存在于单一封装的不同的半导体管芯上的多芯片封装来实现。

在一个实施例中，可以集成各种要素，以在处理器内最佳地应用功率分配。这些要素包括用于每一个受管理的功率面的运行时可配置的峰值功率控制接接口，用于使用性能需求和峰值功率级别，根据各种性能级别的峰值功率要求，评估性能需求估值的计算技术，以及低延迟功率分配方案。

可以提供峰值功率控制接接口，用于管理峰值功率约束，该约束是处理器将不能超出的功率消耗极限。在一个实施例中，此约束可以由软件(诸如基本输入/输出系统(BIOS)或其他主管软件)通过将峰值功率约束写入到配置寄存器中来管理。在一个实施例中，此寄存器可以是模型特定的寄存器(MSR)，约束可以以最大电流(此处被称为ICCMAX极限)表示。如此，在此实施例中，接口作为以安培为单位的最大电流汲取极限来管理。在其他实施例中，可以使用不同的参数来实现以瓦特或另一度量单位为单位的峰值功率约束。

当发生对峰值功率极限的更新时，处理器通过在最小响应延迟内将功率限定到标识的级别来作出响应。注意，平台功率输送解决方案被设计成用于此最坏情况延迟。

性能需求评估和分配中涉及各种要素。在一个实施例中，在确定性能需求时要评估的要素包括：来自操作系统(OS)或驱动程序的最大域频率请求(即，软件频率请求)；偏置控制，在一个实施例中，该偏置控制可以是软件控制的，以描述当所有功率面都被约束低于最大软件频率请求时向哪里分配或操纵功率；以及，用于评估每一个可控功率面的频率的影响的启发。