用于处理器的优化节流的系统、装置和方法制造方法及图纸

在一个实施例中，处理器包括：多个处理元件，多个处理元件用于执行操作；功率管理代理(PMA)，PMA耦合到多个处理元件以控制多个处理元件的功耗；以及节流电路，节流电路耦合到PMA。节流电路用于至少部分地基于从PMA传递的转换信息来确定用于多个处理元件的节流功率级别。描述并要求保护其他实施例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理器的优化节流的系统、装置和方法
实施例涉及系统的功率管理，并且更特别地涉及多核处理器的功率管理。
技术介绍
半导体处理和逻辑设计的进步已经允许增加可能存在于集成电路设备上的逻辑单元的数量。结果，计算机系统构造已经从系统中的单个或多个集成电路发展到单独的集成电路上的多个硬件线程、多个核、多个设备和/或完整系统。另外，随着集成电路的密度的增长，计算系统的功率需求(从嵌入式系统到服务器)也在逐步上升。此外，软件低效及其对硬件的要求也已经引起计算设备能耗的增加。实际上，一些研究表明，计算设备消耗一个国家(例如，美国)的整个电力供应的相当大的百分比。结果，对于与集成电路相关联的能量效率和节约存在着非常重要的需求。随着服务器、台式计算机、笔记本、UltrabooTM、平板电脑、移动电话、处理器、嵌入式系统等变得更加普及(从包括在典型的计算机、汽车和电视中到生物技术)，这些需求将增加。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的系统的一部分的块图。图2是根据本专利技术的实施例的处理器的块图。图3是根据本专利技术的另一个实施例的多域处理器的块图。图4是包括多核的处理器的实施例。图5是根据本专利技术的一个实施例的处理器核的微架构的块图。图6是根据另一实施例的处理器核的微架构的块图。图7是根据又一实施例的处理器核的微架构的块图。图8是根据再一实施例的处理器核的微架构的块图。图9是根据本专利技术的另一实施例的处理器的块图。图10是根据本专利技术的实施例的代表性SoC的块图。图11是根据本专利技术的实施例的另一示例性SoC的块图。图12是可以与实施例一起使用的示例性系统的块图。图13是可以与实施例一起使用的另一示例性系统的块图。图14是代表性计算机系统的块图。图15是根据本专利技术的实施例的系统的块图。图16是根据实施例的系统的块图。图17是根据本专利技术的实施例的方法的流程图。图18是根据本专利技术的另一实施例的方法的流程图。图19是根据本专利技术的又一实施例的方法的流程图。图20是根据本专利技术的又一实施例的方法的流程图。具体实施方式在各种实施例中，诸如多核处理器或其他片上系统(SoC)的处理器可以被配置为响应于平台事件的指示，以优化方式执行处理器的一个或多个处理元件的节流。也就是说，不是立即使处理器内的所有操作被节流到最小操作点，而是可以在节流条件下优化处理器性能，而不损害保护机制，以根据平台事件来防止电气故障。更具体地，如本文所述，第一代理(即平台目标代理)可以主动地确定整个处理器的最优节流功率目标。进而，另一代理(本文中称为功率管理代理)可以至少部分地基于用户活动、优先级信息等来主动地确定每个处理元件的最优节流目标。然后进而，附加代理(本文称为节流代理)可以至少部分地基于这些优化的处理元件节流目标和总体优化的节流功率目标，动态地控制用于处理元件的操作点。可以优化这种动态控制的操作点，使得处理器不需要立即退化到最小操作点。对于本文所述的实施例，可以为处理器维持适当的节流行为，同时保存性能能力。也就是说，如本文所述优化的节流级别可以被设置在典型工作负荷仍可以在合适性能级别处操作的级别。然而，应当理解，在诸如病毒工作负荷级别的最坏情况条件下，可以实施完全节流机制以使所有处理元件在最小操作点处操作。注意，在实施例中，这种优化的节流行为可以基于输入功率能力而发生。也就是说，当诸如电池源的给定电源被充分充电时，节流行为不需要被限制到最小操作点，因为电池源可以提供足够的功率以在大于这种最小操作点的节流级别处操作。相反，响应于平台事件，常规平台通常使处理器被强制在最低操作点(例如，最低频率和/或电压模式)处操作，这可能不期望地影响性能。相反，在实施例中，至少部分地基于输入功率能力(例如，充电容量)的先验知识，响应于平台事件的处理器节流可以处于高于最低操作点的级别，从而避免不必要的性能损失。当平台检测到存在潜在的功能故障时，平台生成快速信号以快速节流处理器功率，以避免功能故障。在这种情况下，根据实施例的处理器可以被配置为在其被节流时优化性能，而不损害保护机制(以避免功能故障)。为此，提供处理器机制以主动地设置处理器的最优节流功率目标，并且至少部分地基于用户活动来主动地设置每个处理元件的最优操作点。在已经生成这些主动设置之后，当接收到节流信号时(即，响应于检测到潜在的功能故障)，可以以低延迟控制处理元件以在不高于相应的处理元件节流功率目标级别的级别处操作。尽管参考诸如计算平台或处理器中的具体集成电路描述了以下实施例，但是其他实施例可适用于其他类型的集成电路和逻辑设备。本文描述的实施例的类似技术和教导可以应用于也可以受益于更好的能量效率和能量节约的其他类型的电路或半导体设备。例如，所公开的实施例不限于任何特定类型的计算机系统。也就是说，所公开的实施例可以用于许多不同的系统类型，范围包括服务器计算机(例如，塔式、机架式、刀片式、微服务器等)、通信系统、存储系统、任何构造的台式计算机、膝上型计算机、笔记本和平板计算机(包括2:1平板计算机、平板手机等)，并且还可以用于诸如手持式设备、片上系统(SoC)和嵌入式应用的其他设备。手持式设备的一些示例包括诸如智能电话的蜂窝式电话、因特网协议设备、数字相机、个人数字助理(PDA)和手持式PC。嵌入式应用通常可以包括微控制器、数字信号处理器(DSP)、网络计算机(NetPC)、机顶盒、网络集线器、广域网(WAN)交换机、可穿戴设备或者可以执行下面教导的功能和操作的任何其他系统。更是因此，实施例可以在诸如移动电话、智能电话和平板手机的具有标准语音功能的移动终端中实施，和/或在诸如许多可穿戴设备、平板计算机、笔记本、台式机、微服务器、服务器等的不具有标准无线语音功能通信能力的非移动终端中实施。此外，本文描述的装置、方法和系统不限于物理计算设备，而是还可以涉及软件优化。现在参考图1，图1示出了根据本专利技术的实施例的系统的一部分的块图。如图1所示，系统100可以包括各种部件，包括处理器110，其如图所示是多核处理器。处理器110可以经由外部电压调节器160耦合到电源150，外部电压调节器160可以执行第一电压变换以向处理器110提供初级调节电压。如所看到的，处理器110可以是包括多个核120a-120n的单个管芯处理器。另外，每个核可以与集成电压调节器(IVR)125a-125n相关联，IVR125a-125n接收初级调节电压并且生成将被提供给与IVR相关联的处理器的一个或多个代理的操作电压。因此，可以提供IVR实施方式以允许电压的细粒度控制，并且因此允许每个单独核的功率和性能的细粒度控制。这样，每个核可以在独立的电压和频率处操作，从而实现了很大的灵活性并且提供了用于平衡功耗与性能的广泛机会。在一些实施例中，多个IVR的使用使得能够将部件分组到分离的功率平面中，使得由IVR调节功率并且将其仅供应给该组中的那些部件。在功率管理期间，当处理器被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理器，包括：/n多个处理元件，所述多个处理元件用于执行操作；/n功率管理代理(PMA)，所述功率管理代理(PMA)耦合到所述多个处理元件以控制所述多个处理元件的功耗；以及/n节流电路，所述节流电路耦合到所述PMA，所述节流电路包括多个节流代理，每个节流代理与所述多个处理元件中的一个处理元件相关联，其中，所述PMA用于将转换信息传递到所述节流电路，并且所述多个节流代理中的每个节流代理用于至少部分地基于所述转换信息来确定用于所述多个处理元件中的相关联的一个处理元件的节流功率级别。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180502 US 15/969,1981.一种处理器，包括：
多个处理元件，所述多个处理元件用于执行操作；
功率管理代理(PMA)，所述功率管理代理(PMA)耦合到所述多个处理元件以控制所述多个处理元件的功耗；以及
节流电路，所述节流电路耦合到所述PMA，所述节流电路包括多个节流代理，每个节流代理与所述多个处理元件中的一个处理元件相关联，其中，所述PMA用于将转换信息传递到所述节流电路，并且所述多个节流代理中的每个节流代理用于至少部分地基于所述转换信息来确定用于所述多个处理元件中的相关联的一个处理元件的节流功率级别。


2.根据权利要求1所述的处理器，其中，所述转换信息包括比率信息，并且其中，所述PMA用于至少部分地基于从使用监视器接收的提示信息来确定所述转换信息，所述提示信息用于指示所述多个处理元件的相对优先级。


3.根据权利要求1所述的处理器，其中，所述转换信息包括指针信息，并且其中，所述多个节流代理中的第一节流代理用于利用所述指针信息的第一指针来访问查找表，以确定用于第一处理元件的第一节流功率级别。


4.根据权利要求3所述的处理器，其中，所述第一节流代理用于基于所述第一节流功率级别来确定用于所述第一处理元件的第一操作点，并且向所述第一处理元件发送操作点更新，以使所述第一处理元件在所述第一操作点处操作。


5.根据权利要求4所述的处理器，其中，所述第一操作点大于最小操作点。


6.根据权利要求1所述的处理器，其中，所述功率目标代理用于至少部分地基于电池的充电能力的改变来设置用于所述处理器的封装节流功率级别。


7.根据权利要求6所述的处理器，其中，平台监视器用于响应于平台事件而向所述节流电路传递节流信号，其中，所述平台事件包括所述平台切换到电池操作，所述功率目标代理用于进一步向所述节流电路传递所述封装节流功率级别。


8.根据权利要求6所述的处理器，其中，所述封装节流功率级别小于所述处理器的热设计功率，并且其中，所述节流电路用于使所述多个处理元件中的至少一些在大于最小操作点的操作点处操作。


9.一种方法，包括：
在包括多个处理电路的片上系统(SoC)的功率控制器中，响应于平台事件，至少部分地基于提示信息来确定用于所述SoC的节流功率阈值的转换信息；以及
将所述转换信息发送到所述SoC的多个节流代理，所述多个节流代理中的每个节流代理与所述多个处理电路中的至少一个处理电路相关联，以使所述多个节流代理至少部分地基于所述转换信息，来将所述多个处理电路中的至少一个处理电路的操作点更新到大于最小操作点的节流级别。


10.根据权利要求9所述的方法，还包括从使用监视器接收所述提示信息，所述提示信息包括关于所述多个处理电路的优先级信息。


11.根据权利要求9所述的方法，还包括：
在所述多个节流代理中接收所述转换信息；
由所述多个节流代理中的第一节流代理使所述多个处理电路中的第一处理电路基于所述转换信息的第一转换要素在第一操作点处操作；以及
由所述多个节流代理中的第二节流代理使所述多个处理电路中的第二处理电路基于所述转换信息的第二转换要素在第二操作点处操作，所述第二操作点大于所述第一操作点，并且其中，根据所述提示信息，所述第二处理电路具有比所述第一处理电路更高的优先级。


12.根据权利要求9所述的方法，其中，确定所述转换信息包括至少部分地基于所述提示信息来生成多个系数，每个系数与所述多个处理电路中的一个处理电路相关联。


13.根据权利要求12所述的方法，还包括：
在所述多个节流代理中的第一节流代理中，基于所述多个系数中的第一系数和针对所述SoC的节流功率限制，来计算用于所述多个处理电路中的第一处理电路的第一节流功率级别；以及
使所述第一处理电路基于所述第一节流功率级别在第一操作点处操作，所述第一操作点大于所述最小操作点。


14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
使所述第一处理电路在中间操作点处操作，所述中间操作点低于所述第一处理电路先前操作所在的先前操作点并且高于所述第一操作点；以及
在已经完成对所述第一处理电路的硬件限制之后，使所述第一处理电路在所述第一操作点处操作。


15.根据权利要求9所述的方法，其中，确定所述转换信息包括至少部分地基于所述提示信息来生成多个指针，每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·L·恩戈，J·G·赫尔默丁二世，P·杜塔，J·雷施，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US