[發明專利]通過在運行時期間配置功率管理參數的用于高能效和節能的系統、方法和裝置

有效

• 申請號: 201280063842.0
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN104011626B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: R·D·威爾斯;S·加哈吉達;I·索迪;J·謝拉;S·H·岡瑟
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32;G06F13/14
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 張東梅

領域

本發明的各實施例涉及集成電路中以及在其上執行的代碼的高能效和節能，且尤其但不排他地涉及各種功率管理參數的運行時可編程性。

一般背景

半導體處理和邏輯設計的進步已經允許增加在集成電路設備上存在的邏輯的量。結果，計算機系統配置已經從系統中的單個或多個集成電路進化成單個集成電路上的多個硬件線程、多個核、多個設備和/或完整的系統。另外，隨著集成電路的密度的增加，計算系統(從嵌入式系統到服務器)的功率要求也已經逐步上升。此外，軟件低效率及其對硬件的要求也已經引起計算設備能量消耗的增加。事實上，一些研究指出，計算設備消耗一個國家(例如美國)的全部電力供應的相當大的百分比。結果，存在對與集成電路相關聯的高能效和節能的迫切需要。這些需要將隨著服務器、臺式計算機、筆記本、超極本、平板、移動電話、處理器、嵌入式系統等等變得甚至更加流行(包含在從典型計算機、汽車和電視機到生物科技中)而增加。

作為一般背景，尤其是隨著更多使用移動設備，控制微處理器和其他集成電路設備中的功率消耗已經變得越來越重要。一些用于管理處理器功率消耗的現有技術沒有充分提供用于設置集成電路設備(諸如處理器)所依賴的各種功率管理參數的動態方案。缺少除熱設計功率(TDP)參數以外的各種功率管理參數的動態設置方案不僅減少了所實現的實際省電，而且也限制了原始設備制造商(OEM)設計可以臨時地在由諸如加利福尼亞州圣克拉拉市英特爾公司等的處理器生產商制定的規范之外操作的產品的能力。

附圖簡述

通過參見被用來闡釋本發明的各實施例的下列描述和附圖，可以最好地理解本發明。

圖1是被實現為帶有集成電路設備的電子設備的示例性框圖，該集成電路設備帶有用于性能調整的動態功率管理監視。

圖2是在圖1的電子設備或另一電子設備內實現系統架構的第一示例性框圖。

圖3是在圖1的電子設備或另一電子設備內實現的系統架構的第二示例性框圖。

圖4A是作為具有集成圖形和系統代理的單核或多核處理器的帶有電流監視的封裝集成電路設備的第一示例性框圖。

圖4B-4D是適于存儲不同的功率管理參數的不同的軟件可訪問寄存器的說明性實施例。

圖5是在圖4A的處理器的系統代理單元內實現的功率控制單元(PCU)的示例性框圖。

圖6是根據本發明的一種實施例調整圖4A的處理器的工作頻率的電流估計和計算的示例性實施例。

圖7是作為封裝多處理器單元(且各處理器中的至少一個支持功率管理監視)的帶有活動監視的封裝集成電路設備的第二示例性框圖。

圖8是帶有在電路板上實現的功率管理監視的封裝集成電路設備的第三示例性框圖。

圖9是在與其他刀片服務器通信的刀片服務器內實現的、帶有功率管理監視的集成電路設備的示例性框圖。

圖10是由集成電路設備實施的用于最大電流(Icc_max)功率管理參數的應用和動態監視的操作和示例性流程圖。

圖11A是由集成電路設備實施的用于在電壓調整器和處理器之間的負載線下降的動態補償的操作的示例性流程圖。

圖11B是根據本發明的一種實施例在運行時期間電壓請求調整的示例性實施例。

圖12是由集成電路設備實施的用于動態監視和應用最大比率以便控制處理器的超頻的操作的示例性流程圖。

詳細描述

在此，本發明的某些實施例涉及一種集成電路設備，該集成電路設備適于在被實現為帶有該集成電路的電子設備的運行時期間、即在基本輸入輸出系統(BIOS)已經完成且操作系統(OS)控制電子設備之后動態地監視和調整用于功率管理所依賴的參數。這些功率管理參數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電路設備使用的最大電流水平的參數(Icc_max)，(2)考慮在電子設備內的邏輯檢測到的負載線阻抗(Load_Line)的動態改變的參數，以及(3)設置可選地伴隨著施加額外電壓的超頻條件的參數(Max_Ratio)。例如，通過與處理器的這些動態地可調整功率管理參數兼容，可以實現省電。

在此也描述用于動態地調整功率管理參數的相應方法和實現這樣的集成電路設備的電子設備。