[發明專利]一種基于IntelPurley平臺VR13效率優化方法

在審

• 申請號: 201710345407.1
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN107102718A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 李帥帥
• 申請（專利權）人: 鄭州云海信息技術有限公司
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司37205
• 代理人: 劉曉政

技術領域

本發明涉及服務器供電領域，具體涉及一種基于Intel Purley平臺VR13效率優化方法。通過實測效率數據，分別繪制VR在每個Phases狀態下的效率曲線，分析曲線，找出合適的切相電流點，其目的是使得VR芯片獲得最高的效率，以降低電路功耗，實現VR輸出效率的最優化。

背景技術

近年來隨著互聯網行業的蓬勃的發展，服務器在互聯網+領域扮演著越來越重要的角色。同時，對于服務器性能的要求也隨之上升。在過去，基于IntelCPU平臺的服務器性能在“后摩爾定律時代”穩步提升。如今，專門服務于服務器的Intel XeonCPU家族迎來了Purley平臺的升級。

基于Skylake-EP微架構的Purley平臺CPU支持新的指令集、更多的核心數和PCI-E通道數，同時集成了萬兆網卡和FPGA，性能得到大幅度提升。隨之而來的是功耗也大幅度提高了，官方標稱和實測數據都顯示，Purley平臺CPU最大功耗提升到255W(含FPGA)，這對服務器的效能、結構和散熱都提出了更嚴苛的挑戰。為適應新平臺，CPU供電模塊VR(Voltage Regular)也升級到了最新的VR13。相比于VR12.5，新的VR13最顯著的特點是：支持Auto Phase Shedding，即自動切相的功能。VR Controller自身可以根據偵測到的負載電流的大小進行自動切換Phases數目，在負載較重的時候自動打開更多的Phase，以獲得更大的驅動能力；而在負載較輕的時候關閉某些Phase，在保證驅動能力的同時降低VR功耗。

VR12.5時代，VR芯片不具備自動切相的能力，VR與CPU之間的經由SVID Protocol進行通信，CPU根據負載大小通過SVID總線向VR發送Set PState指令，VR被動打開或者關閉相應的Phase。而VR13通過芯片自身的Auto Phase Shedding可主動調節輸出的Phases數目。兩者的區別可以形象的理解為汽車“手動檔”和“自動檔”的區別。自動檔汽車的出現解放了人的操作，Auto Phase Shedding的出現解放了CPU的資源，節省了SVID通信的資源和時間。而不論是手動檔還是自動檔汽車，都要面臨的一個問題是，發動機轉速達到多少轉時應該進行檔位的切換。同理，VR芯片也要考慮的一個問題是：不論VR12.5還是VR13，負載電流達到多大時應該進行Phase的切換。由于VR12.5時代，輸出的Phase數目由CPU控制，用戶無法干預，但是VR13芯片允許用戶通過Power Code軟件來進行Auto Phase Shedding閾值的設置。由此引出一個很重要的問題，即如何通過合理的設置來實現VR輸出效率的最優化。

針對上述問題，本申請發明一種基于Intel Purley平臺VR13效率優化方法。通過實測效率數據，分別繪制VR在每個Phases狀態下的效率曲線，分析曲線，找出合適的切相電流點，使得VR芯片獲得最高的效率，以降低電路功耗。

發明內容

本申請發明一種基于Intel Purley平臺VR13效率優化方法。首先，從理論上分析，VR的效率曲線類似于拋物線，隨著負載電流的增大，效率會先增大然后減小。VR在輸出1相、2相、3相、4相、5相時，分別有不同的效率曲線，若要實現VR輸出在全電流動態范圍內效率最優，則必須選擇合適的切相點，即閾值，使切相時的電流點在相鄰兩相效率曲線的交點上，該電流點在其鄰域內成為一個極小值，其左邊和右邊的電流點的效率都不小于這個切相點的效率。

VR Controller PXE1610ADN-G001為CPU提供內核電壓VCCIN，正常工作時負載的動態范圍為28A-228A，最多5相輸出。VR Controller PXM1310ADM為Memory供電，負載電流最大可達到65A，最多3相輸出。

以5相輸出的PXE1610ADN-G001為例，每多開一相，VR效率會有不同的表現。針對每一種狀態，即1相、2相、3相、4相、5相這5種輸出狀態，分別量測效率曲線，然后尋找相鄰狀態效率曲線的交點，則此交點對應的電流值即為切相點。這樣我們可以確定4個閾值(對于PXM1310ADM來說是2個)，使VR在全負載范圍內都具有最優的效率。VR效率定義為輸出功率與輸入功率之比。因此，量測效率，只需量測輸入輸出的電壓、電流即可。