[發明專利]根據性能靈敏度不均勻地改變計算單元的性能

有效

• 申請號: 201080033576.8
• 申請日: 2010-07-23
• 公開（公告）號: CN102483646A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 塞巴斯蒂安·努斯鮑姆;亞歷山大·布蘭歐威;約翰·卡拉馬丁納斯
• 申請（專利權）人: 超威半導體公司
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 李獻忠

技術領域

本發明涉及計算機系統中的功率分配，特別涉及功率分配以提高性能。

背景技術

處理器在各種性能水平運行，以努力使功耗和工作負荷要求相匹配。所述性能水平通常由所述處理器所使用的電壓/頻率組合來確定。由于處理器變得越來越高度集成多個核心(core)和其它功能(functionality)，功耗和散熱問題仍然相當重要。

發明內容

為了提供改進的性能，一種實施方式可基于根據計算單元的對例如頻率變化導致的性能容量(performance?capability)變化的性能靈敏度(sensitivity)的功率分配策略和系統中的可用功率裕量(power?headroom)分析在諸如處理核心和圖形處理單元之類的計算單元上執行的工作負荷，以在恒功率的包絡內改善系統的性能。

相應地，在一種實施方式中，提供一種方法來操作包括多個計算單元的計算機系統。所述方法包括根據計算單元的各自的性能靈敏度改變一個或多個計算單元的性能。所述方法可包括根據一個或多個計算單元有比其它計算單元更高的性能靈敏度而改變一個或多個計算單元的性能。在實施方式中，所述方法進一步包括：其中計算單元包括成組的處理核心，如果由增強所述成組的處理核心的性能所導致的預測功率裕量小于零，就從所述組中去除具有比組中其它核心更低的增強靈敏度(boost?sensitivity)的核心以形成更小的組；并計算新的預測功率裕量和確定如果增強所述更小的組中的核心的性能，新的預測功率裕量是否大于零。如果新的預測功率裕量大于零，就增強所述更小的組中的核心的性能。在所述更小的組中的核心可通過提高提供給所述更小的組中的核心的時鐘信號的至少一個頻率來增強。

可根據在第一性能水平和第二性能水平確定的各自的計算單元的第一性能度量標準和第二性能度量標準確定各自的計算單元的性能靈敏度。

在另一實施方式中，提供了一種包括多個計算單元的設備。所述設備進一步包括存儲器來為各自的計算單元存儲性能靈敏度。由硬件、固件和/或軟件實施的功率分配功能根據性能靈敏度增強一個或多個計算單元的性能。

所述功率分配功能響應于一個或多個計算單元有比其它計算單元更高的性能靈敏度。

所述功率分配功能可被配置為比較每一個計算單元的性能靈敏度和閾值并增強具有高于所述閾值的性能靈敏度的計算單元。

所述功率分配功能可響應于預測功率裕量不足以將成組的核心中的所有核心增強到增強的性能狀態，從所述成組的計算單元中去除一個或多個計算單元，并重新計算新的預測功率裕量，所述去除根據所述組中的一個或多個計算單元具有比該組中的其它計算單元的性能靈敏度更低的各自性能靈敏度而確定。所述去除和重新計算不斷重復，直至新的預測功率裕量大于零從而適應增強所述計算單元的其余計算單元的性能為止。

附圖說明

通過參考附圖，本領域的技術人員可更好地理解本發明，其眾多的目的、特征和優點對本領域技術人員而言變得明顯。

圖1示出了根據本發明的實施方式的典范的片上系統(SOC)系統的高級框圖。

圖2示出了根據本發明的一實施方式，概略描繪對核心頻率變化的性能靈敏度的高級流程圖。

圖3示出了在系統框圖級的頻率訓練。

圖4示出了頻率訓練的另外的方面。

圖5示出了根據本發明的實施方式的功率再分配的典范流程圖。

圖6示出了根據頻率靈敏度的節流計算單元的典范流程圖。

在不同的附圖中使用相同的參考符號表示相似或相同的事項。

具體實施方式

已經提出了幾種方法來在處理器集成電路在低于其散熱設計功耗(TDP)運行時機會主義地(opportunistically)提高多核處理器上的CPU核心的性能水平(例如，提高頻率)。集成電路運行時的實際散熱功耗可通過熱測量、切換活動測量或電流測量來確定。這樣的方法在有預算的功率裕量、電流裕量或散熱裕量時允許CPU核心的工作頻率一起提高以在給定的TDP下提高性能，并在運轉超過那些限制時減少所述工作頻率。這樣的方法假定所有活躍的CPU核心在其頻率以協調的方式提高時都在最高的性能狀態下運轉。

另一方法是在CPU核心之間提供功率再分配。P0(由操作系統(OS)設置的最高性能狀態)中的核心可通過重新分配其它核心上可得的功率裕量而超頻，所述其他核心的性能狀態低于某一閾值(由較低的性能狀態來定義)。