多核处理器内的电源管理协调制造技术

管理电源的系统和方法用于从第一处理器核发出第一操作要求以及从第二处理器核发出第二操作要求。在一实施例中，操作要求能取决于当前对软件最为重要的因素来反映电源策略或性能策略。硬件协调逻辑用于协调共享资源设置与操作要求。该硬件协调逻辑还能基于该操作要求协调共享资源设置与第一和第二处理器核的独立资源设置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的一个或多个实施例一般涉及电源管理。更具体地，某些实施例涉及在多核处理器中协调电源管理活动。讨论随着先进处理器带有更多晶体管和更高频率的这一趋势持续增长，计算机设计人员和制造商通常要面对功耗的相应增加。此外，提供更快和更新部件的制造技术同时还导致了泄漏功率的增加。尤其是在移动计算环境中，功耗的增加会导致过热，这会对性能产生不利影响并会显著缩短电池寿命。某些现代的移动计算系统通过实现基于处理器的电源管理方案解决电池寿命缩短的问题。例如，多种流行方法中的一种是通过在不需要或不期望高性能时按比例降低处理器的核电压和时钟频率来动态地降低处理器功耗。也可以通过按比例缩放处理器用于与诸如芯片组、存储器子系统、输入/输出(I/O)设备等其他部件通信的总线的频率来增强电源管理。另一种方法是开关或“门控”处理器时钟的断开和接通(即，“节流”时钟)来实现功率节约。基于处理器的电源管理的另一示例是节流处理器的架构部件，诸如内部阵列、执行单元等。某些技术使用这些方法的各种组合以进一步降低功耗。虽然这些电源管理方案在某些环境下是可接受的，但是仍有一些问题要考虑。一个问题涉及近来处理器架构日益复杂的趋势，其中处理器架构可在一系统内包括多个处理器，而每个处理器都带有多个核。在这种情况下，可在处理器核之间共享一些电源相关资源以及相关联的控制，而其他资源和控制则专用于给定核。专用的资源和控制与其他核的资源和控制独立，其中这些共享资源和控制依赖于各核的状态。然而传统的电源管理方案因为是对单处理器环境构造的，所以可能无法在这些情况下良好工作。例如，这些方案中的一种在操作系统(OS)层上控制各电源状态之间处理器的转换。虽然将来的OS实现能够在每一个核的基础上管理电源，但是它完全不清楚该OS是否能在各核之间协调。此外，即使OS实现完成了每个核的电源管理，效率仍然是需要考虑的问题。更具体地，该OS无从知晓所有这些可用的性能/电源控制机制，并且无法在它们之间取得折衷的平衡。此外，依赖与这些复杂架构相协调的软件会增加OS的额外开销、并且会增加软件计算的复杂性。因为可能在相互依赖的核之间会出现快速状态改变，所以多核处理器基于软件的电源管理也难以从定时的立场实现。附图简述本专利技术实施例的各个优点在本领域普通技术人员阅读了以下的说明书和所附权利要求并参考了以下附图之后将变得显而易见，在所述附图中附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的处理器示例的框图；图2是根据本专利技术一个实施例的电源管理架构示例的示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的性能状态转换表示例的示意图；图4是根据本专利技术一个实施例的系统示例的框图；图5是根据本专利技术一个实施例的电源管理方法示例的流程图；图6是根据本专利技术一个实施例的协调共享资源设置与独立资源设置的过程示例的流程图；图7是根据本专利技术一个实施例的选择共享资源设置的过程示例的流程图；图8是根据本专利技术一个实施例的调整资源设置的过程示例的流程图。详细描述图1示出了带有第一核12、第二核14、以及与第一核12和第二核14操作性耦合的硬件协调逻辑16的处理器10。本文中使用的术语“第一”和“第二”只是为了讨论方便。此外，虽然在此示出的是双核配置，但是可容易地增加处理器10内核的数量而不背离本专利技术各实施例的精神和范围。所示核12和14中的每一个完全用作逻辑处理器，并且包括传统的执行单元、一级(L1)高速缓存等。因此，所示双核结构能够提供实质上优于传统单核处理器的性能。处理器10具有能够显著降低功率的多种特征/资源。例如，处理器10可具有能够在不需要或不期望高性能时按比例降低处理器时钟频率和电源电压(例如，核电压)的特征。另一个功率节约特征是可提供总线(未示出)时钟频率的按比例缩放。再一个特征能提供节流(或“门控”)时钟的断开和接通，从而降低功耗。可在封装级引导时钟节流、或者可将时钟节流引导至处理器10的各个部分。另一个功率节约特征可涉及节流核12和14的架构部件以便于降低功率和/或降低温度。虽然从电源管理的观点来看这些特征的每一个都是相当有益的，但是它们中的一部分利用由核12和14所共享的资源、以及由核12和14独立控制的其他相关资源。所示处理器10一般具有能动态支持这些场景的架构，并且提供了优于常规电源管理方案的诸多优点。例如，所示处理器10可具有由双核12和14所共享的处理器时钟频率设置和电源电压设置，而独立的时钟节流设置仅可控制每隔多久对第一核12应用时钟。于是，时钟频率和电源电压设置可被视为共享资源设置22，而独立时钟节流设置则可被视为独立资源设置24。类似地，第二核14也可具有由独立资源设置26表示的独立时钟节流设置。除了独立时钟节流之外，核12和14能独立节流其内部架构的各种功能块。例如，独立资源设置24和26可提供诸如内部阵列、重新排序缓冲器(ROB)、保留站(RS)表格、并行单元、执行单元等的架构部件的节流。在所示实施例中，第一核12发出第一操作要求18而第二核14发出第二操作要求20。协调逻辑16能够使共享资源设置22与操作要求18和20相协调。如以下将详述的，操作要求18和20可根据诸如电源策略或性能策略的策略而生成，并且可以是在每个核12和14上运行的操作系统(OS)的产物。例如，第一核12可具有使其降低20％功耗的用户/软件可选择功率目标。在此情况下，第一操作要求18可以是指示80％功率水平的功率要求。或者，第二核14可处于要求全功率的运行模式下以使得第二操作要求20指示100％的功率水平。特定值仅作为示例使用。如下将更详细描述地，操作要求18和20还可以标识诸如性能水平的性能请求或者进入性能状态转换表的索引。通过基于性能或电源策略使硬件协调逻辑16起作用，处理器10能关注当前最重要因素以便于软件控制，同时可能会折衷其他因素。虽然使用性能/电源策略在需要协调多个特征和共同策略(性能或电源)时有用，但也可以使用其他方法。例如，将实际资源设置结合到操作要求中也是一种可以接受的方法。应该已经注意到，协调逻辑16能根据第一操作要求18和第二操作要求20选择共享资源设置22。结果是可能满足或者可能不满足操作要求18和20的操作状态。例如，如果共享资源设置22不满足第一操作要求18，则第一核12为第一独立资源设置24选择能使第一操作要求18得到满足的经修改/经调整的值。或者，如果共享资源设置22无法满足第二操作要求20，则第二核14为第二独立资源设置26选择能使第二操作要求20得到满足的经修改/经调整的值。协调逻辑16因此可基于独立操作要求18和20与共享资源设置22之间的差异来确定所得的独立资源设置24和26，这反映出实际实现的协作状态。简单地说，独立资源设置24和26能够补偿与共享资源设置22相关联的任何功率/性能缺陷，这可受到核12和14中的一个或多个限制。于是，在以上失配的操作要求示例中，协调逻辑16会考虑第二核14要求更高功率水平的事实，并且会选择经协调的共享资源设置22以满足该要求。共享资源设置22因此可导致双核12和14处于100％功率的操作状态，而第一核12仍然可以具有80％的操作要求18。因为第一核12尚未满足第一操作要求18，所以第一核12对第一独立资源设置24选择能满足第一操作要求18的经校正/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理器，包括：　　　　发出相对应的多个操作要求的多个核；以及　　　　与所述多个核相耦合的协调逻辑，所述协调逻辑协调所述多个核的共享资源设置与所述多个操作要求。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-7-27 10/899,6741.一种处理器，包括发出相对应的多个操作要求的多个核；以及与所述多个核相耦合的协调逻辑，所述协调逻辑协调所述多个核的共享资源设置与所述多个操作要求。2.如权利要求1所述的处理器，其特征在于，所述协调逻辑协调所述共享资源设置与所述多个核中至少一个的独立资源设置。3.如权利要求2所述的处理器，其特征在于，所述协调逻辑根据第一核的第一操作要求和第二核的第二操作要求选择所述共享资源设置，所述第一核对所述独立资源设置选择能使所述第一操作要求得到满足的经调整值。4.如权利要求3所述的处理器，其特征在于，所述协调逻辑将所述第一操作要求转换成第一目标值，将所述第二操作要求转换成第二目标值，比较所述第一操作要求和所述第二操作要求，如果所述第二操作要求大于所述第一操作要求则将所述第二目标值选为所述共享资源设置，并且将由所述共享资源设置产生的经校正的操作要求报告给所述第一核，所述第一核基于所述经校正的操作要求选择所述经调整值。5.如权利要求4所述的处理器，其特征在于，还包括性能状态转换表，所述协调逻辑使用所述性能状态转换表将所述第一操作要求转换成第一目标值，并将所述第二操作要求转换成第二目标值。6.如权利要求3所述的处理器，其特征在于，所述第二核发出对应于减小的第二目标值的经修改的操作要求，所述协调逻辑基于所述经修改的操作要求调整所述共享资源设置，所述第一核基于所述经调整的共享资源设置调整所述独立资源设置。7.如权利要求2所述的处理器，其特征在于，所述独立资源设置包括从含有独立时钟节流设置和架构节流设置的组中选出的设置。8.如权利要求2所述的处理器，其特征在于，所述协调逻辑协调多个共享资源设置和多个独立资源设置。9.如权利要求1所述的处理器，其特征在于，所述共享资源设置包括从含有电压设置和频率设置的组中选出的设置。10.如权利要求1所述的处理器，其特征在于，所述多个操作要求包括多个功率要求。11.如权利要求1所述的处理器，其特征在于，所述多个操作要求包括多个性能要求。12.一种方法，包括由相对应的多个处理器核发出多个操作要求；以及协调所述多个处理器核的共享资源设置与所述多个操作要求。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括协调所述共享资源设置与所述多个核中至少一个的独立资源设置。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，协调所述共享资源设置与所述独立资源设置包括根据第一处理器核的第一操作要求和第二处理器核的第二操作要求选择所述共享资源设置；并且对所述独立资源设置选择能使所述第一操作要求得到满足的经调整值。15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，选择所述共享资源设置包括将所述第一操作要求转换成第一目标值；将所述第二操作要求转换成第二目标值；比较所述第一操作要求和所述第二操作要求；如果所述第二操作要求大于所述第一操作要求，则将所述第二目标值选为所述共享资源设置；将由所述共享资源设置产生的经校正的操作要求报告给所述第一核；以及基于所述经校正的操作要求选择所述经调整值。16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，转换所述第一和第二操作要求包括使用性能状态转换表。17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括从所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A纳韦，E罗特姆，E威斯曼，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]