[發明專利]根據功率平衡控制偏置，跨多個處理器域的動態功率平衡

有效

• 申請號: 201380060958.3
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN104798004B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: J·J·謝拉;J·D·施瓦茨;S·H·岡瑟
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G06F1/26
• 分類號: G06F1/26
• 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

半導體處理和邏輯設計的進步可使集成電路設備上可以存在的邏輯量增大。結果，計算機系統配置從系統中的單一或多個集成電路發展到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增長，計算系統(從嵌入式系統到服務器)的功率要求也逐步升高。此外，軟件低效率以及其對硬件的要求也導致計算設備能源消耗的增大。事實上，某些研究指出，計算設備消耗諸如美國之類的國家的全部電力供應的相當大的百分比。結果，迫切需要與集成電路相關聯的能量效率和節省。隨著服務器、臺式計算機、筆記本、超極本^TM、平板電腦、移動電話、處理器、嵌入式系統等等變得越來越流行(從包括在典型的計算機中、汽車，以及電視機到生物技術)，這些需要將增大。

在計算機平臺中，處理器的電壓調節器和平臺電源兩者都具有要被管理的峰值瞬時功率提供約束，以便確保穩定操作。在某些系統中，每一個單個電壓調節器的大小都針對諸如處理器核和圖形引擎之類的單個電壓導軌的峰值功耗。類似地，平臺電源供應的大小針對所有電壓導軌的總和的峰值功率需求。然而，在實際工作負荷操作過程中，將輸入功率輸送系統(包括平臺電源)的大小設計成能提供所有電壓導軌上的峰值功率的總和對于現實的峰值功率需求而言是顯著的超安全標準設計。

然而，使用固定的分配方案來向單個導軌分配功率會導致顯著的性能損失，因為每一導軌上的工作負荷功率輸送需求會移動。此外，在帶有單一輸入電壓導軌和幾個管芯上的集成電壓導軌的處理器上，沒有管理向每一個管芯上的電壓導軌分配峰值功率的方便的選項。

附圖簡述

圖1是根據本發明的一實施例的系統的一部分的框圖。

圖2是根據本發明的一個實施例的方法的流程圖。

圖3是示出了根據本發明的一個實施例的功率分配邏輯的框圖。

圖4是根據本發明的實施例的處理器的框圖。

圖5是根據本發明的另一實施例的多域處理器的框圖。

圖6是根據本發明的實施例的系統的框圖。

具體實施方式

在各實施例中，可以在多域處理器內控制運行時、基于需求的并且瞬時的功率分配。如此處所使用的，術語“域”被用來表示在相同電壓和頻率點操作的硬件和/或邏輯的集合。另外，多核處理器還可以包括其他非核處理引擎，諸如固定功能單元、圖形引擎等等。這樣的處理器可包括核之外的獨立域，諸如與圖形引擎相關聯的一個或多個域(此處被稱為圖形域)，以及與非核電路相關聯的一個或多個域，此處被稱為非核或系統代理。雖然本發明的范圍在這方面不受限制，但是，代表性的域或功率面可包括核域、圖形域、高速緩存域、存儲器域，其中，處理器封裝包括嵌入式的存儲器，諸如嵌入式動態隨機存取存儲器(eDRAM)、互連域和系統代理域。雖然可以在單一半導體管芯上形成多域處理器的許多實現，但是，其他實現可以通過其中不同的域可以存在于單一封裝的不同的半導體管芯上的多芯片封裝來實現。

在一個實施例中，可以集成各種要素，以在處理器內最佳地應用功率分配。這些要素包括用于每一個受管理的功率面的運行時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級別，根據各種性能級別的峰值功率要求，評估性能需求估值的計算技術，以及低延遲功率分配方案。

可以提供峰值功率控制接接口，用于管理峰值功率約束，該約束是處理器將不能超出的功率消耗極限。在一個實施例中，此約束可以由軟件(諸如基本輸入/輸出系統(BIOS)或其他主管軟件)通過將峰值功率約束寫入到配置寄存器中來管理。在一個實施例中，此寄存器可以是模型特定的寄存器(MSR)，約束可以以最大電流(此處被稱為ICCMAX極限)表示。如此，在此實施例中，接口作為以安培為單位的最大電流汲取極限來管理。在其他實施例中，可以使用不同的參數來實現以瓦特或另一度量單位為單位的峰值功率約束。

當發生對峰值功率極限的更新時，處理器通過在最小響應延遲內將功率限定到標識的級別來作出響應。注意，平臺功率輸送解決方案被設計成用于此最壞情況延遲。

性能需求評估和分配中涉及各種要素。在一個實施例中，在確定性能需求時要評估的要素包括：來自操作系統(OS)或驅動程序的最大域頻率請求(即，軟件頻率請求)；偏置控制，在一個實施例中，該偏置控制可以是軟件控制的，以描述當所有功率面都被約束低于最大軟件頻率請求時向哪里分配或操縱功率；以及，用于評估每一個可控功率面的頻率的影響的啟發。