[發明專利]一種降低片上網絡功耗的方法、裝置、CPU芯片及服務器

有效

• 申請號: 202011135270.5
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112363610B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 徐祥俊;魏家明;馮小成
• 申請（專利權）人: 海光信息技術股份有限公司
• 主分類號: G06F1/3206
• 分類號: G06F1/3206;G06F1/324;G06F15/173;G06F15/78
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明的實施例公開了一種降低片上網絡功耗的方法、裝置、CPU芯片及服務器，涉及計算機技術領域，能夠有效降低片上網絡的功耗。所述方法包括：獲取片上網絡NoC的掛載設備在一段時間窗口內的工作狀態數據，所述工作狀態數據包括設備中帶寬敏感事件發生的頻次、設備中緩存利用率、設備接口總線帶寬中的一種或多種；根據所述工作狀態數據，計算NoC的預期工作頻率；根據所述預期工作頻率，調整NoC的工作頻率。本發明適用于降低片上網絡功耗的場合。

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，尤其涉及一種降低片上網絡功耗的方法、裝置、CPU芯片及服務器。

背景技術

隨著集成電路的發展和工藝的提升，芯片的集成度在不斷提升，大規模SOC(System on Chip，系統級芯片)設計已成為主流。NoC(Network on Chip，片上網絡)用于實現SOC中各個設備的片上互聯，主要包括多個網絡接口單元(Network Interface Unit，NIU)和路由單元(Router Unit，RU)，如圖1所示，NIU在NoC的邊界，每個NIU用于連接一個掛載設備，并負責管理該設備發出的所有請求和發送給該設備的所有請求。對于設備發送的每個請求，NIU均會轉發給RU，在收到RU轉發的響應后，NIU將響應轉發給設備。對于從RU發送給設備的每個請求，NIU均會轉發給設備，在收到設備的響應之后，NIU將響應轉發給RU。RU在NoC的內部，實現NIU之間的互聯，負責將NIU轉發的每一筆請求或響應按照預設的路由規則轉發給指定的NIU，RU的拓撲結構可根據設計需求制定，包括網狀拓撲、環狀拓撲等，RU會暫存收到的每筆請求或響應，并在合適時轉發。

考慮到NoC的性能決定了整個SOC片上通信的效率，與SOC的性能息息相關，NoC一般都具有高帶寬低延時的特性，而且NoC分布在SOC各處，占SOC設計比重大，因此NoC消耗了SOC相當大比例的功耗，降低NoC設計的功耗顯得尤為重要。

現有的SOC設計中，NoC通常分為固定頻率和可變頻率兩種。固定頻率類型NoC多用于早期嵌入式SOC設計，NoC工作頻率在系統正常運行之后不再改變，這類設計能效比一般較差，目前已不多見?？勺冾l率類型NoC目前已廣泛應用于當前各類SOC設計中，設計人員預先確定系統的典型應用場景，根據應用場景對NoC帶寬和延時的要求，確定各應用場景下NoC的工作頻率并記錄。系統運行時，根據當前的工作場景為NoC選擇預設的工作頻率，只有當工作場景發生改變時，才調整NoC的工作頻率。此類變頻技術能夠在一定程度上優化SOC的能耗比，但是由于不能動態對NoC工作頻率進行精確調整，還有很大的改善和提升空間。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種降低片上網絡功耗的方法、裝置、CPU芯片及服務器，能夠有效降低片上網絡的功耗。

第一方面，本發明實施例提供一種降低片上網絡功耗的方法，包括：

獲取NoC的掛載設備在一段時間窗口內的工作狀態數據，所述工作狀態數據包括設備中帶寬敏感事件發生的頻次、設備中緩存利用率、設備接口總線帶寬中的一種或多種；

根據所述工作狀態數據，計算NoC的預期工作頻率；

根據所述預期工作頻率，調整NoC的工作頻率。

結合第一方面，在第一方面的一種實施方式中，所述NoC的預期工作頻率的計算公式為：

其中，f_e表示預測的NoC工作頻率，N表示NoC掛載的設備數目，E表示設備中帶寬敏感事件類型的最大數目，Q_n，e表示第n個設備中第e類帶寬敏感事件在時間窗口內的統計值，A_n，e表示第n個設備中第e類帶寬敏感事件的權值，B表示偏置參數。

結合第一方面，在第一方面的另一種實施方式中，所述公式一中參數A_n，e和B根據NoC性能測試數據估算得到；