[發(fā)明專利]芯片及其功耗管理方法、電子裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310085284.8
• 申請日: 2023-02-02
• 公開（公告）號: CN116225200A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉勛;賈琳黎
• 申請（專利權(quán)）人: 海光信息技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: G06F1/3234
• 分類號: G06F1/3234;G06F11/30
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 彭久云

一種芯片及其功耗管理方法、電子裝置。該芯片包括：數(shù)據(jù)總線和控制總線；多個功能模塊，分別配置為連接到數(shù)據(jù)總線和控制總線，并且通過數(shù)據(jù)總線進行數(shù)據(jù)傳輸；分布式功耗與溫度監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，分布在芯片中且配置為收集芯片的活動數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)；功耗管理處理單元，配置為通過控制總線接收活動數(shù)據(jù)與溫度數(shù)據(jù)，基于活動數(shù)據(jù)與溫度數(shù)據(jù)計算芯片的功耗數(shù)據(jù)，并且基于功耗數(shù)據(jù)來輸出調(diào)節(jié)多個功能模塊與數(shù)據(jù)總線之間的數(shù)據(jù)傳輸帶寬的控制信號；以及多個節(jié)流開關(guān)，配置為基于控制信號來分別調(diào)節(jié)多個功能模塊與數(shù)據(jù)總線之間的數(shù)據(jù)傳輸帶寬。該芯片具有改善的功耗管理性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開的實施例涉及一種芯片及其功耗管理方法和電子裝置。

背景技術(shù)

隨著芯片制造工藝水平的提升，例如CPU的處理器芯片的規(guī)模越來越大、運行的頻率越來越快，功耗與溫度成為其不可忽視的關(guān)鍵因素。當(dāng)CPU芯片電流消耗過大或電流波動過大而超出主板與封裝的供電能力上限時，將導(dǎo)致電壓不穩(wěn)，從而使CPU芯片工作出錯；若大電流持續(xù)時間過長而超出主板與封裝的散熱能力上限時，將導(dǎo)致溫度升高，甚至可能導(dǎo)致CPU芯片燒毀。當(dāng)前CPU芯片通常在片上實現(xiàn)有自適應(yīng)功耗管理系統(tǒng)，通過CPU芯片內(nèi)部的固件與硬件協(xié)同，監(jiān)測當(dāng)前芯片活躍事件，自動調(diào)節(jié)芯片電流、功耗與溫度。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的至少一個實施例提供了一種芯片，該芯片包括：數(shù)據(jù)總線和控制總線；多個功能模塊，分別配置為連接到所述數(shù)據(jù)總線和所述控制總線，并且通過所述數(shù)據(jù)總線進行數(shù)據(jù)傳輸；分布式功耗與溫度監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，分布在所述芯片中且配置為收集所述芯片的活動數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)；功耗管理處理單元，配置為通過所述控制總線接收所述活動數(shù)據(jù)與所述溫度數(shù)據(jù)，基于所述活動數(shù)據(jù)與所述溫度數(shù)據(jù)計算所述芯片的功耗數(shù)據(jù)，并且基于所述功耗數(shù)據(jù)來輸出調(diào)節(jié)所述多個功能模塊與所述數(shù)據(jù)總線之間的數(shù)據(jù)傳輸帶寬的控制信號；以及多個節(jié)流開關(guān)，配置為基于所述控制信號來分別調(diào)節(jié)所述多個功能模塊與所述數(shù)據(jù)總線之間的數(shù)據(jù)傳輸帶寬。

例如，在至少一個實施例的芯片中，所述多個功能模塊包括處理器核、主存控制器、外設(shè)控制器、芯粒連接器中的一個或多個。

例如，在至少一個實施例的芯片中，所述活動數(shù)據(jù)包括所述多個功能模塊各種的操作次數(shù)的多個計數(shù)。

例如，在至少一個實施例的芯片中，所述分布式功耗與溫度監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)包括分布在所述多個功能模塊的多個計數(shù)器，被進一步配置為，通過所述多個計數(shù)器對所述多個功能模塊各自的操作分別進行計數(shù)，以及通過所述控制總線收集與統(tǒng)計所述多個功能模塊各自的操作的計數(shù)值。

例如，在至少一個實施例的芯片中，所述分布式功耗與溫度監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)還包括設(shè)置在所述芯片中的一個或多個溫度傳感器以收集所述芯片的溫度數(shù)據(jù)。

例如，在至少一個實施例的芯片中，所述功耗管理處理單元還被配置為對所述分布式功耗與溫度檢測網(wǎng)絡(luò)進行配置，包括：指定需要檢測的功能模塊；指定需要使能的計數(shù)器；以及指定需要檢測的溫度傳感器。

例如，在至少一個實施例的芯片中，所述功耗管理處理單元被進一步配置為，統(tǒng)計所述芯片在當(dāng)前之前一段時間內(nèi)的活動的種類與數(shù)目以及實時溫度，以及基于所述芯片在所述實時溫度下的不同種類的活動的功耗權(quán)重，計算出所述芯片的當(dāng)前功耗值。

例如，在至少一個實施例的芯片中，所述多個節(jié)流開關(guān)分別設(shè)置在所述多個功能模塊和所述數(shù)據(jù)總線之間。

例如，在至少一個實施例的芯片中，所述多個節(jié)流開關(guān)每個包括使能寄存器、節(jié)流數(shù)目寄存器和節(jié)流控制閥門，所述使能寄存器基于所述功耗數(shù)據(jù)而被使能或不使能，所述節(jié)流數(shù)目寄存器基于所述使能寄存器是否被使能而向所述節(jié)流控制閥門發(fā)送節(jié)流控制數(shù)目信號，所述節(jié)流控制閥門基于所述節(jié)流控制數(shù)目信號來分別調(diào)節(jié)所述多個功能模塊與所述數(shù)據(jù)總線之間的數(shù)據(jù)傳輸帶寬。