分层自主电容管理制造技术

装置和方法可提供中央功率控制单元，该中央功率控制单元用于向多个计算机组件中的每个计算机组件授予功率限额，以及用于分配共享功率池，当多个组件中的一个或多个组件需要超过其被授予功率限额时，该共享功率池能被多个计算机组件中的每个计算机组件访问。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分层自主电容管理相关申请的交叉引用本申请要求2016年3月3日提交的美国非临时专利申请号15/060,326的优先权权益。政府利益声明本专利技术是在由国防部授予的合同号H98230-13-D-0124的政府支持下进行的。政府具有本专利技术的某些权利。
诸实施例一般涉及计算机系统中的功率分配。更具体地，诸实施例涉及使用所授予功率水平以及共享功率池的功率分配。
技术介绍
大型计算机系统的规模和性能可能受到功率约束的限制。例如，功率递送系统可能在其可供应的电流量上具有限制。动态电压-频率缩放(DVFS)可被用于针对不同水平的需求来调整硬件性能。在动态选择电压和频率点时，设计可能需要保证不超过功率递送电流限制。最大电流可取决于电压-频率决策和电路/组件的动态电容(Cdyn)。对于展示出宽动态电容范围的电路/组件，确保不发生电流违规会限制最大操作频率，这进而会限制性能。为了最大化性能，可针对电路/组件建立不同的操作模式，使得执行不同的动态电容限制。只要正被执行的工作负荷不超过设置动态电容水平，设置动态电容水平便可使得电路/组件能够以比它们原本可操作的频率更高的频率来操作。当电路/组件需要超过其设置动态电容水平时，电路/组件可a)请求更高的设置动态电容水平，以及b)根据需要对其流水线进行节流，以确保动态电容水平与设置水平一致，直到授予新的、更高的动态电容水平。然而，对流水线进行节流可能会降低性能和能效。工作负荷动态电容特性可针对真实工作负荷而快速变化。在具有大量中央处理单元(CPU)或具有带多核的个体CPU的计算机中，令中央功率控制单元重新评估所授予动态电容水平并以实现高性能和效率所需的速率作出DVFS调整可能是不切实际的。也就是说，集中式功率控制系统可能就其控制的实体的数量和要管理的工作负荷阶段的时标进行拙劣地缩放。附图说明通过阅读以下说明书和所附权利要求并通过参考以下附图，各实施例的各种优点对于本领域技术人员将变得显而易见，其中：图1是根据实施例的功率分配的示例的例示；图2是根据进一步实施例的功率分配的示例的例示；图3是在图2的功率分配中使用的代理的示例的例示；图4是根据实施例的由中央功率控制单元授予和共享的功率的示例的图；以及图5是根据实施例的引导功率分配的方法的示例的流程图。具体实施方式现转向附图详细说明，图1描绘出可授予功率水平和/或动态电容(Cdyn)水平(例如，功率限额)的功率分配系统10。功率水平/动态电容水平被授予至系统10内的每个功能单元30(例如，计算机组件)。功能单元30可包括系统组件，诸如例如中央处理单元(CPU，例如，主机处理器)、中央处理单元(对应于具有多核的CPU)的核、存储器组件、网络接口组件、芯片组、系统电路、或者从功率源汲取电流的任何其他系统元件。中央功率控制单元20可包括授予功率水平/动态电容水平的第一部分22。中央功率控制单元20的第二部分24可将功率分配至共享功率池，该共享功率池可由功能单元30通过本地功率控制单元(LPC)40访问，这将在下文更详细地讨论。中央功率控制单元20的第一部分22和第二部分24可被并置于中央功率控制单元20内，并且可表示中央功率控制单元20的不同逻辑操作，或者它们可以是中央功率控制单元20内物理上分开的位置或组件。每个功能单元30和本地功率控制单元40可在所例示系统10内形成代理50。中央功率控制单元20、功能单元30和本地功率控制单元40可被集成为片上系统(SoC)。系统10可任选地形成分布式计算系统的一部分。表达“分布式计算系统”可涉及具有互连处理器的系统，所述互连处理器通信并协调它们的动作以实现公共目标。在一个示例中，分布式计算系统可利用组件组根据各种计算拓扑和架构来处理工作。例如，应用可被划分成各种任务，这些任务可被细分成相关子任务组(例如，线程)，这些子任务可在计算资源上并行地运行。相关线程可作为“并行线程”在不同组件上被彼此并行地处理，并且给定任务的完成可能需要形成任务的所有相关线程的完成。替代地，并行线程可在同一CPU中的不同核上被处理。当需要比待处理的新授予请求更快地超过所授予功率水平/动态电容水平时，由中央功率控制单元20的第二部分24分配的共享功率池可由一个或多个功能单元30快速访问。以此方式，功能单元30可不需要在等待中央功率控制单元20授予新的动态电容水平的同时对其相应的动态电容水平进行节流。所例示的系统10具有其中代理50通过路由器60互连，使得本地功率控制单元40可彼此双向通信并且与中央功率控制单元20双向通信的拓扑。所描绘的拓扑仅出于例示的目的，并且可以是任何拓扑，诸如例如环、星状、网格等，或其组合。系统10可被配置成如图2所描绘的分层虚拟环100。虚拟环100可包括例如四个代理50的三个环80。在此实施例中，所分配的共享功率池以功率信用的形式进行分发，该功率信用可从中央功率控制单元20被分发至代理50的本地功率控制单元40。每个代理50的本地功率控制单元40可支持功率信用输入端口52(InpEven(Inp偶数))和功率信用输出端口54(OutEven(Out偶数))。动态可用功率信用通过输入端口来接收。代理50可请求将通过功率信用输入端口52的附加功率信用，直到此代理的功能单元30不再需要补充功率。当所接收功率信用不被代理50需要时，它们可被转发至环中的下一代理50。也就是说，功能单元30可在所授予功率足以支持其操作时放弃功率信用。示例性功率信用消息可包括：源代理ID，其大小是系统依存的；目的地代理ID，其大小是系统依存的；作为至少一位无符号整数的多个信用；作为至少一位无符号整数的生成标志；作为具有系统依存大小的无符号整数的最小跳数；以及作为具有系统依存大小的无符号整数的跳数。可基于消息源-代理ID来定义两个输入端口：偶数输入端口52和奇数输入端口56(InpOdd(Inp奇数))。类似地，可基于消息源-代理ID来定义两个输出端口：偶数输出端口54和奇数输出端口58(OutOdd)。代理50的所例示本地功率控制单元40定义了用于功率信用路由的四个控制寄存器：InputEvenID(输入偶数ID)、InputOddID(输入奇数ID)、OutputEvenID(输出偶数ID)和OutputOddID(输出奇数ID)。通过偶数输入端口52接收的未使用功率信用可通过奇数输出端口58被转发。相反，通过奇数输入端口56接收的未使用功率信用可通过偶数输出端口54被转发。可基于代理输入和输出端口的配置来建立两种类型的代理50：交叉代理和旁路代理。交叉代理使用有效代理ID(例如，所有四种类型的输入和输出端口52、54、56和58)来填充所有四个路由控制代理。旁路代理可仅配置一个输入端口(例如，偶数输入端口52)和其互补输出端口(例如，奇数输出端口58)。当代理50不再需要一个或多个先前占有的功率信用时，其可使用偶数或奇数输出端口(54和58，相应地)来将(诸)信用注入回环80中。所选用于注入功率信用的输出端口可基于本地功率控制单元控制寄存器，该本地功率控制单元控制寄存器可由中央功率控制单元20静态地定义或动态地调整。转向图3，更详细地描绘出代理50。每个代理50可实现逻辑以自调节其功耗，同时确定是否从中央功率控制单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算机系统，包括：多个计算机组件；中央功率控制单元，所述中央功率控制单元用于向所述多个计算机组件中的每个计算机组件授予功率限额，以及用于分配共享功率池，当所述多个组件中的一个或多个组件需要超过其被授予的功率限额时，所述共享功率池能被所述多个计算机组件中的每个计算机组件访问；以及一个或多个本地功率控制单元，所述一个或多个本地功率控制单元与所述多个组件中的每个组件通信以管理所述共享功率池。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.03 US 15/060,3261.一种计算机系统，包括：多个计算机组件；中央功率控制单元，所述中央功率控制单元用于向所述多个计算机组件中的每个计算机组件授予功率限额，以及用于分配共享功率池，当所述多个组件中的一个或多个组件需要超过其被授予的功率限额时，所述共享功率池能被所述多个计算机组件中的每个计算机组件访问；以及一个或多个本地功率控制单元，所述一个或多个本地功率控制单元与所述多个组件中的每个组件通信以管理所述共享功率池。2.如权利要求1所述的计算机系统，其特征在于，所述一个或多个本地功率控制单元被配置成将功率信用从所述共享功率池分发至所述多个组件。3.如权利要求1或2所述的计算机系统，其特征在于，进一步包括所述多个组件的每个组件内的逻辑，所述逻辑用于从所述中央功率控制单元请求用于组件的较高功率限额。4.如权利要求3所述的计算机系统，其特征在于，对较高功率限额的所述请求是如下形式的请求：对增加所述组件的动态电容水平的请求。5.如权利要求1或2所述的计算机系统，其特征在于，进一步包括所述一个或多个本地功率控制单元与所述中央功率控制单元之间的通信路径，所述通信路径用于承载所述本地功率控制单元与所述中央功率控制单元之间以及所述本地功率控制单元之间的消息。6.一种功率控制装置，包括：第一功率控制部分，所述第一功率控制部分用于向多个计算机组件中的每个计算机组件授予功率限额；以及第二功率控制部分，所述第二功率控制部分用于分配共享功率池，当所述多个组件中的一个或多个组件需要超过其被授予功率限额时，所述共享功率池能被所述多个计算机组件中的每个计算机组件访问。7.如权利要求6所述的功率控制装置，其特征在于，所述共享功率池包括由所述第二功率控制部分向本地功率控制单元发出的功率信用。8.如权利要求6或7所述的功率控制装置，其特征在于，所述第一功率控制部分被配置成响应于来自所述多个组件中的一个或多个组件的请求来改变所述多个组件中的一个或多个组件的动态电容。9.如权利要求7所述的功率控制装置，其特征在于，所述功率控制装置包括用于注入附加功率信用或移除功率信用以平衡组件功率需求的逻辑。10.一种用于在计算机系统中访问功率的方法，包括：向多个计算机组件中的每个计算机组件授予功率限额；分配共享功率池；以及当所述组件中的一个或多个组件需要超过其被授予功率限额时，将功率信用从所述共享功率池分发至与所述多个组件中的一个或多个组件相关联的一个或多个本地功率控制单元。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述一个或多个本地功率控制单元将所接收功率信用分发至所述多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·阿达纳兹，J·伊斯特，R·格雷克，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US