[實用新型]用于管芯上電壓縮放的分布式功率傳送裝置、系統和處理器

有效

• 申請號: 201120238932.1
• 申請日: 2011-06-24
• 公開（公告）號: CN202268805U
• 公開（公告）日: 2012-06-06
• 發明（設計）人: M·特瑞范迪;T·H·金
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 錢慰民

技術領域

本申請一般涉及集成電路，尤其涉及可變電壓通過管芯上電壓調節器的傳送。?

背景技術

計算設備可將大部分時間花在空閑狀態。因此，空閑狀態下的功率節省對于抑制功耗是極其重要的。?

一些處理器可允許取決于活動來調節核電壓。例如，一些中央處理單元?

(CPU)可具有生成電壓標識(VID)信號的能力。VID信號可向電源單元指示CPU所需的電壓量。提供這種可變電壓的通常方式可通過使用外部電壓調節器(VR)。然而，外部VR可比固定電壓調節器更貴且可能需要更大的物理板面積。此外，外部VR在調節其輸出方面可能慢。結果，外部VR可能不是非常適合在小的時間增量上支持CPU的動態功率節省。?

目前存在不使用外部VR的若干種管芯上功率節省技術。這些技術包括時鐘縮放、時鐘選通和功率選通。時鐘縮放可指根據工作負載縮放時鐘頻率，以便節省動態有效功率。時鐘選通可指當邏輯塊沒有處理任何數據時維持處理器的某些邏輯塊的狀態以便消除切換功耗。盡管時鐘縮放和/或時鐘選通可降低動態功耗，然而外部VR可能仍是改變供電電壓以便降低泄漏功率所必須的。?

功率選通可指關閉處理器中當前沒有使用的某些邏輯塊的功率以便降低處理器的總體功率泄漏。功率選通可表現為在供電電壓上的開/關控制。理想地，經功率選通的邏輯塊可根本不消耗功率。如此，功率選通可非常適于使邏輯塊進入待機或休眠模式。然而，由于與進入或退出功率選通狀態相關聯的固有等待時間，在正常的操作條件下功率選通是不能容忍的。?

實用新型的內容?

需要節省更多的功率量，尤其是在處理器的一個或多個功率域不能完全斷電，但也沒有處理時間敏感的數據時的情況中。此外，因為外部VR可能是昂貴且低效率的，所以有利的是在管芯上具有滿足以下要求的精細粒度的功率傳送機制：無需使用外部VR的可變電壓電平的傳送；基于工藝角(process?corner)的Vcc調諧以滿足產品要求；以通常的輸入電壓在不同的電壓下以不同的時鐘頻率操作不同的邏輯塊；以及從通常的輸入電壓生成可變電壓電平以減少平臺VR軌的數量。?

為了實現以上目的，根據本實用新型的一個方面，一種用于管芯上電壓縮放的分布式功率傳送裝置包括：多個功率門單元，其中該多個功率門單元中的各個功率門單元具有全通輸出模式和全斷輸出模式；以及耦合到多個功率門單元的電壓調節電路，用于向多個功率門單元提供可變電壓輸出模式。?

根據本實用新型的另一個方面，一種用于管芯上電壓縮放的分布式功率傳送系統包括：基準電壓發生器，用來產生基準電壓；多個功率門單元，其中該多個功率門單元中的各個功率門單元具有全通輸出模式和全斷輸出模式；以及耦合到多個功率門單元的電壓調節電路，用于基于基準電壓向多個功率門單元提供可變輸出模式。?

根據本實用新型的又一個方面，一種用于管芯上電壓縮放的分布式功率傳送處理器包括：多個鎖相環(PLL)電路，配置成產生多個時鐘信息；耦合到多個鎖相環(PLL)電路中的相應PLL電路的多個功率域單元，多個功率域單元中的各個功率域單元配置成基于多個時鐘信息中的相應時鐘信息操作，其中多個功率域單元中的各個功率域單元還包括：多個功率門單元，配置成提供或切斷至多個功率域單元中的各個功率域單元的功率；以及耦合到多個功率門單元的電壓調節電路，用于將可變電壓提供給多個功率域單元中的各個功率域單元以降低功耗同時將多個功率域單元保持在有效操作狀態。?