异步节电计算机制造技术

计算机阵列（１０）具有多台计算机（１２）。计算机（１２）彼此之间异步通信，并且计算机（１２）自身内部一般也以异步方式操作。当一台计算机（１２）试图与另一台通信时，它将进入休眠状态，直到另一计算机（１２）即将完成处理，从而可以省电并减少放热。在每一计算机中的时段定序器（４２）产生定时脉冲，以使计算机（１２）执行下一指令。不过，在当前指令是读取或写入类型指令时，时段定序器不产生脉冲，直到确认信号（８６）启动它。当确认另一计算机（１２）已经完成通信时，产生确认信号（８６）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及计算机和计算机处理器领域，更具体地说，涉及一种方法和 装置，其用于使计算机在等待与另一计算机或设备通信时进入"休眠状态"， 从而省电并减少放热。本专利技术异步计算机的当前主要用途在于在单个微芯片 上与多台计算机组合，其中计算能力、功耗和放热是重要的考虑因素。
技术介绍
在计算领域中，处理速度是一种非常期望的特性，因此对创建更快计算 机和处理器的探索一直在进行。然而，在业内公认的是，提高微处理器速度 的极限正被迅速逼近，至少对于利用目前已知的技术而言。因此，利用多处 理器通过分享处理器中的计算任务来提高整体计算速度越来越引起大家的 兴趣。但是还公认的是，有关共享工作量的整体效率几乎不可避免地会有些降低。也就是说，仅仅因为一个人60分钟可以挖一个洞，就推断60个人必 然能用1分钟挖一个洞这一谚语将适用。相同的道理几乎适用于任何任务的 分享，因此处理器中的任务分享也不例外。当然，正在努力使计算机处理器中的任务分享更有效。正在研究怎样正 确地分配任务的问题，并且过程得以改善。然而，无论怎样实现，都没有人 希望在这样的安排中浪费哪怕至少某个处理器能力。在多处理器计算机中，缺乏高水平的效率未必是计算机芯片或系统的整 个计算能力的巨大阻碍。效率缺乏通常可以很容易地通过纯粹强制地增加可 用处理器和处理能力来克服。不过，这种解决方式会导致另一问题。也就是， 那么多的处理器和相关部件会产生不断增加的热量。即使对当今大功率单处 理器计算机芯片来说，热量也仍然是个问题。仅仅为了正常搡作，它们就需要特别的冷却装置，例如风扇，甚至需要水冷却。因此，在小型手持设备、 小型专用数字装备等设备中，使用更大功率的单处理器实际上是不可能的。 目前，在单个芯片上组合使用多种类型的处理器的想法，似乎超出了封装的 物理极限，而不能散发所产生的热量，即使利用特别的辅助装置。以上论述的热量问题在业界是公知的。正在十分努力地解决这个问题。 所提供的解决方案包括用于提高效率并从而降低所需处理器的数量和尺寸 的方法，和用于降低各个处理器功耗的方法。然而，通常所认知的是，对该 问题的最终解决方案还没有找到。在业内，由于将这些处理器应用于小型手 持设备的趋势，这一问题进一步加重。虽然散热问题在更大的计算机封装中 已经够困难，但是在非常小型的设备中当考虑到散热表面的尺寸和该表面的 固有缺乏时，散热问题几乎是不可克服的。并且，功耗问题和放热问题关系 密切。很明显的是，多余的放热意味着多余的功耗。这一直都是所不希望的， 而在小型电池供电的设备中，更是不能接受的。很明显，找到一种提供大量计算能力而不浪费大量功耗或产生大量热的 方案是非常有利的。不过，就专利技术人的认知而言，在本专利技术之前还没有满意 的解决方案。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种用于提高计算机处理速度同时降低功 耗的装置和方法。本专利技术的另 一 目的在于提供一种用于廉价地提供相当大计算能力的装 置和方法。本专利技术的目的还在于提供一种用于实现大强度计算任务的装置和方法。 本专利技术的目的还在于提供一种计算机装置，其不消耗大量功率就能产生 大量的处理能力。本专利技术还有一目的在于提供一种计算机装置，其不生成大量的热就能产 生大量的处理能力。简要地说，本专利技术的已知实施例是一种自身具有内存以便能独立计算的 计算机。在本专利技术的一个实施例中，多台计算机被布置成阵列。为了协同完成任务，这些计算机必须能彼此之间传输数据和/或指令。既然所有同时工 作的计算机通常会提供比大多数任务所需的计算能力强得多的计算能力，既然在若干计算机中分配任务所用的任何算法或方法几乎肯定导致分配不平 均，因此可以预期的是，计算机中的至少一些，也可能是大多数，在任何给 定的时候都不活跃地参与任务的实现。为了避免不必要的功耗和不必要的放 热，当计算机试图与相邻计算机的一个或多个通信时，它将处于休眠模式， 并且实质上没有任何功耗，直到相邻计算机或相邻计算机中的一个运行起来 以完成通4言。正如这里所描述的，计算机之间的通信是异步的，原因在于没有任何时 钟等来定时。更确切地说，随着资源变得可用，它既可以开始也可以结束。 也就是说，当计算机的程序指令它这么做时，计算机可以启动发送数据，或 者也可以使自己处于预备状态以接收数据。于是，当计算机或其试图与之通 信的所选择的计算机之一即将完成通信时，它就这么做。为了实现所期望的省电并减少放热，所希望的是，当所启动的计算机正 在等待通信完成时，它能停止或者至少显著降低功耗。可以想象的到，这可 以由许多手段中的任一手段来实现。例如，如果计算机由内部或者外部时钟 来定时，那么在那段时间可以调慢时钟或者停止时钟。不过，根据在此描述 的本专利技术的实施例，计算机内部本身也是异步操作。也就是说，没有时钟类 型的信号来驱动计算机(除了这里论述的一个例外)。这种异步装置的自然 状态是将停在一种这样的状态中，在该状态中，当计算机正在等待下一操作 时，本质上没有任何功耗(除了少量泄漏电流所消耗的功耗之外)。根据本专利技术，在计算机之间完成异步操作可以通过利用确认操作来实 现。也就是说，在现有技术中，对通信进行计时，通常假定装置之间的通信 发生在相对于计时信号的特定时间内。发送计算机通常不具有任何直接的正 反馈来确认其数据被接收计算机所接收。不过，根据本专利技术，当一台计算机通过试图发送或通过试图接收来试图通信，然后另一计算机通过接收或通过 发送完成该操作时，接收计算机确认收到发送计算机的动作，以便这两个计 算机都知道处理完成。在本专利技术的实施例中，通过使控制线变为低电平来实 现这种确认，以便数据循环或时间不会浪费在完成这种确认的操作中。然而， 专利技术人认为，确认通信完成的操作本质上适用于装置之间的任何异步通信， 无论这些装置内部是否本质上异步，甚至也无论它们是否基于传统的电子电 路、基本原理或任何其它现存的或将来开发的操作原理。考虑到这里所描述的实施本专利技术的模式及其工业实用性的描述以及若 干附图所示，本专利技术的这些和其它目的以及优点对本领域的技术人员来说将 变得清楚。这里所列的目的和优点不是本专利技术的所有可能优点的穷尽列举。 此外，即使当本申请中没有或不需要所预期的目的和/或优点中的一个或更 多的情况下，也有可能实行本专利技术。进一步地，本领域的^支术人员应该认识到，本专利技术的各种实施例可以实 现所描述的目的和/或优点中的一个或更多，但没有必要是全部。因此，这 里所描述的目的和/或优点不是本专利技术的必要元素，也不应该作为限制来解 释。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的计算机阵列的简图； 图2是示出图l计算机的子集和图1中互连数据总线的更多详情的详细 视图3描述图1和图2中的一台计算机的通用布局的结构图； 图4是根据本申请的指令字的示图5是图3中的时段定序器(slot sequencer ) 42的示图；和 图6是描述本专利技术方法示例的流程图。具体实施例方式在以下说明中，将参考附图对本专利技术进行描述，在附图中，类似的附图 标记表示相同或相似的元件。虽然本专利技术根据用于实现本专利技术目的的方式进 行描述，但是本领域的技术人员应该理解，可以根据这些教义在不脱离本发 明的精神或范围的情况下做出各种修改。这里所描述和/或附图所示的本专利技术的实施例和变形，仅以示例的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机，包括：　处理器，其用于执行来自指令区域的指令；和　定序器，其用于提供脉冲，以从当前执行的指令前进到下一指令；其中　所述指令包括用于向所述定序器提供输入的比特，以便当所述比特被设置时，所述定序器被触发而进入运行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：查理斯H莫尔，
申请(专利权)人：科技资产股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]