[發明專利]功率選通高速緩存存儲器的一部分

有效

• 申請號: 201380059598.5
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN104781753B
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: R·王;S·A·艾哈邁德;E·德拉諾;P·J·夏;Z·A·切希蒂;C·麥西奧科;T-Y·C·泰
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G06F12/0802
• 分類號: G06F12/0802;G06F12/0811;G06F1/32
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 張東梅

背景技術

處理器功率耗散對于從低端移動處理器到高端服務器處理器的各種類型的處理器成為問題。在處理器組件之中，高速緩存存儲器是處理器的面積以及晶體管數的主要部分，并耗費大量的泄漏功率。例如，對于典型的市場上銷售的多核處理器，40％的總泄漏功率是由于末級緩存(LLC)和互連。

盡管通過關掉高速緩存存儲器的某些部分來降低高速緩存的泄漏功率可以降低處理器功耗，但是，在實踐中難以關掉LLC的同等部分，因為它通常被實現為共享存儲器結構，在該結構中，系統的所有存儲器地址的一部分被靜態地映射到每一LLC部分。如此，即使多核處理器的一個核正在操作，所有LLC切片都在活躍中，以服務被映射到切片的存儲器請求。如此，對于當前處理器中的高速緩存存儲器，功率節省機會有限。

附圖簡述

圖1是根據本發明實施例的系統的一部分的框圖。

圖2是根據本發明實施例的多區塊多處理器的一個區塊的框圖。

圖3是根據本發明的一個實施例的執行自適應本地高速緩存功率管理中涉及的組件的高級別架構框圖。

圖4是根據本發明一實施例的方法的流程圖。

圖5是根據本發明的一個實施例的處理器核的框圖。

圖6是根據本發明一實施例的多核處理器的框圖。

圖7是根據本發明一實施例的系統的框圖。

具體實施方式

在各實施例中，諸如多區塊芯片多處理器(CMP)之類的多核處理器可以配備有多級別高速緩存存儲器層次結構。在此層次結構中，高速緩存存儲器的每一級別都可以排列為私有的部分，每一私有的部分都與給定核或其他高速緩存代理相關聯。如此，實現專用高速緩存組織，以允許使與高速緩存代理相關聯的本地LLC部分或切片在某些情況下能夠被動態地功率選通的實施例。如下文所描述的，LLC切片的這種動態功率選通可在存在下列情況中的至少一種時發生：(i)相關聯的核處于低功率狀態(諸如給定睡眠狀態)；以及，(ii)層次結構中的較低高速緩存級別(例如，中級高速緩存(MLC))為在核上運行的應用或其他工作負荷的執行提供足夠的容量。如此，總的芯片功率可以顯著降低。雖然此處所描述的各實施例是相對于對LLC的功率選通，但是，可以理解在其他實施例中，可以功率選通多級別高速緩存層次結構的不同級別。

現在參考圖1，所示是根據本發明的實施例的系統的一部分的框圖。如圖1所示，系統100可以包括各種組件，包括處理器110，如圖所示，該處理器110是多核處理器。處理器110可以通過外部電壓調節器160耦合到電源150，調節器160可以執行第一電壓轉換，以向處理器110提供經初步調節的電壓。

可以看出，處理器110可以是包括多個區塊120_a-120_n的單管芯處理器。每一區塊都包括處理器核以及相關聯的專用高速緩存存儲器層次結構，在某些實施例中，該層次結構是帶有低級高速緩存、MLC以及LLC的三級層次結構。另外，每一個區塊還可以與單個電壓調節器125_a-125_n相關聯。相應地，可以提供完全集成的電壓調節器(FIVR)實現，以允許對每一個單個區塊的電壓進行細粒度的控制，因而對功率和性能進行細粒度的控制。如此，每一個區塊都可以在獨立電壓和頻率下操作，允許大靈活性，并提供用于平衡功耗與性能的廣泛的機會。當然，各實施例也同樣應用于沒有集成的調壓器的處理器包。

仍參考圖1，額外的組件可以存在于處理器內，包括輸入/輸出接口132、另一接口134以及集成的存儲器控制器136。可以看出，這些組件中的每一個都可以由另一集成的電壓調節器125_X來供電。在一個實施例中，接口132可以符合快速路徑互連(QPI)協議，該協議在高速緩存一致性協議中提供點對點(PtP)鏈路，該高速緩存一致性協議包括多個層，包括物理層、鏈路層以及協議層。接口134又可以符合外圍組件互連快速(PCIe^TM)規范，例如，PCI Express^TM規范基礎規范版本2.0(2007年1月17日)。

還示出了功率控制單元(PCU)138，該功率控制單元(PCU)138可包括針對處理器110執行功率管理操作的硬件、軟件和/或固件。在各實施例中，PCU 138可包括執行根據本發明的一個實施例的自適應本地LLC功率控制的邏輯。此外，PCU 138還可以通過專用接口耦合到外部電壓調節器160。如此，PCU 138可以指示電壓調節器向處理器提供請求的被調節的電壓。