用于管理异构多核处理器中的热能产生的系统和方法技术方案

本发明专利技术揭示用于控制和／或管理含有异构多核处理器的便携式计算装置上的热能产生的方法和系统的各种实施例。因为异构处理器中的个别核可在给定温度下展现不同处理效率，因此可利用对所述个别核在其实测操作温度下的性能曲线进行比较的热减轻技术来通过基于所述性能曲线比较在所述个别核之间分配和／或重新分配工作负载来管理所述PCD中的热能产生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请案的交叉参考根据35U.S.C.§119(e)主张2011年9月21日申请的标题为“用于管理异构多核处理器中的热能产生的系统和方法(SYSTEM AND METHOD FOR MANAGING THERMAL ENERGY GENERATION IN A HETEROGENEOUS MULTI-CORE PROCESSOR)”且被指派有申请案序号61／537,441的美国临时申请案的优先权，所述申请案的整个内容特此以引用的方式并入。
技术介绍
便携式计算装置(“PCD”)在个人和专业级别上正称为人们必不可少的东西。这些装置可包含蜂窝式电话、便携式数字助理(“PDA”)、便携式游戏控制台、掌上型计算机和其它便携式电子装置。PCD的一个唯一方面在于其通常不具有有源冷却装置，例如风扇，其通常在例如膝上型计算机和桌上型计算机等较大计算装置中找到。代替于使用风扇，PCD可依靠电子封装的空间布置，使得两个或两个以上有源且热量产生组件不定位成彼此接近。当两个或两个以上热量产生组件在PCD内合适地彼此间隔开时，从每一组件的操作产生的热量可不负面地影响另一者的操作。此外，当PCD内的热量产生组件物理上与装置内的其它组件隔离时，从热量产生组件的操作产生的热量可不负面地影响其它周围电子器件。许多PCD还可依靠无源冷却装置(例如散热片)来管理共同形成代表性PCD的电子组件之间的热能。现实是PCD的大小通常是受限的，且因此用于PCD内的组件的空间通常变为短缺。由此，PCD内通常没有足够的空间供工程师和设计师来通过利用无源冷却组件的空间布置或放置减轻热降级或失效。当前，当PCD达到临界温度时，操作系统设计为通过使PCD内正产生或被怀疑正产生过量热能的电子组件中的大多数“衰弱”或简单地关闭所述电子组件中的大多数来冷却PCD。虽然使电子器件衰弱或关闭电子器件可为用于避免PCD内的过量热能的产生的有效措施，但此些激烈措施不可避免地影响PCD的性能，且在一些情况下，可甚至使得PCD在功能上在一段时间内不可操作。清楚的是，通过使电子器件衰弱或关闭电子器件来管理PCD中的热能产生是以性能为代价来进行。因此，PCD内所使用的许多热管理技术试图平衡减轻热能产生与影响PCD所提供的服务质量(“QoS”)之间不可避免的折衷。在具有异构处理组件的PCD中，高效地平衡所述折衷可能较复杂，因为PCD内的各种处理组件并不是形成为平等的。因此，此项技术中需要一种用于基于处理器性能曲线的比较性分析进行异构处理组件上的工作负载分配和重新分配(即，负载切换)来管理PCD中的热能产生的方法和系统。
技术实现思路
本专利技术揭示用于控制和／或管理含有异构多核处理器的便携式计算装置上的热能产生的方法和系统的各种实施例。因为异构处理器中的个别核可在给定温度下展现不同处理效率，因此可利用对所述个别核在其实测操作温度下的性能曲线进行比较的热减轻技术来通过基于所述性能曲线比较在所述个别核之间分配和／或重新分配工作负载来管理所述PCD中的热能产生。一种此方法涉及监视与异构多核处理器中的多个个别处理核中的每一者唯一地相关联的温度读数，以及同时跟踪指派给所述多个个别处理核中的每一者的工作负载。基于与每一给定核相关联的实测温度，可确定所述核的适用性能曲线。值得注意的是，在一些实施例中，性能曲线可表示当在实测温度下操作时给定处理核的功率消耗与工作负载处理能力之间的关系。可将为每一个别处理核确定的性能曲线彼此比较或彼此覆盖，以界定被比较核中的每一者的相应瞬时温度下的一个或一个以上转变点。转变点是所确定的性能曲线中的两者相交的点，且表示由性能曲线表示的两个处理核将消耗等效量的功率的工作负载等级。值得注意的是，对于多核异构处理器中的一些处理核，功率消耗在高于与另一处理核的转变点的工作负载等级下是最高效的。类似地，对于多核异构处理器中的其它处理核，功率消耗在低于与另一处理核的转变点的工作负载等级下是最高效的。有利的是，基于所确定转变点中的一者或一者以上，可将工作负载分配或重新分配给经最佳定位以在多核硬件上在给定温度状态下高效地处理所确定的工作负载等级的个别核。以此方式，可管理异构多核处理器的总功率消耗以尽可能高效地操作，从而节约能量且控制热能产生，而不过度影响QoS。附图说明在附图中，相同参考标号在各个视图中始终指代相同部分，除非另有指示。对于具有例如“102A”或“102B”等字母符号表示的参考标号，字母符号表示可区分存在于同一图中的两个相同部分或元件。”当参考标号意图包含在所有图中具有相同参考标号的所有部分时，可省略参考标号的字母符号表示。图1说明在不同热条件下操作的示范性处理组件的一对性能曲线的图表；图2是说明在不同热条件下操作的两个示范性处理组件：“低性能”处理组件和“高性能”处理组件中的每一者的一对性能曲线的图表；图3是说明用于基于处理器性能曲线的比较性分析通过异构处理组件上的工作负载分配和重新分配管理PCD中的热能产生的芯片上系统的实施例的功能框图；图4是说明图3的PCD的示范性实施例的功能框图；图5A是说明图4中所说明的芯片的硬件的示范性空间布置的功能框图；图5B是说明用于基于处理器性能曲线的比较性分析通过异构处理组件上的工作负载分配和重新分配来支持热能产生的管理的图4的PCD的示范性软件架构的示意图；图6是说明用于基于处理器性能曲线的比较性分析经由异构处理组件上的工作负载分配和重新分配管理热能产生的方法的实施例的逻辑流程图；以及图7是说明用于处理器性能曲线的比较性分析的子方法或子例程的逻辑流程图。具体实施方式词语“示范性的”在本文中意味着“充当实例、个例或说明”。不必将本文中描述为“示范性”的任何方面解释为与独占的，比其它方面优选或有利的。在本说明书中，术语“应用程序”也可包含具有可执行内容的文件，例如：目标代码、脚本、字节代码、标记语言文件及补丁。另外，本文中所提到的“应用程序”还可包括本质上不可执行的文件，例如可能需要打开的文档或其它需要存取的数据文件。如本描述中所使用，术语“组件”、“数据库”、“模块”、“系统”、“热能产生组件”、“处理组件”等意在指代计算机相关实体，不管是硬件、固件、硬件与软件的组合、软件，还是执行中的软件。举例来说，组件可为(但不限于为)在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、执行线程、程序及／或计算机。作为说明，在计算装置上运行的应用程序和计算装置两者均可为组件。一个或一个以上组件可驻存在进程和／或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于管理具有异构多核处理器的便携式计算装置中的热能产生的方法，所述方法包括：监视与所述异构多核处理器中的多个个别处理核中的每一者唯一地相关联的温度读数；跟踪指派给所述多个个别处理核中的每一者的工作负载；基于与每一个别处理核相关联的所述温度读数，确定每一者的性能曲线，其中所述性能曲线表示当在给定温度下操作时给定个别处理核的功率消耗与工作负载处理能力之间的关系；比较每一个别处理核的所述所确定性能曲线以界定一个或一个以上转变点，其中转变点是所述所确定性能曲线中的两者相交的点；以及基于所述所确定转变点中的一者或一者以上，将工作负载分配给所述多个个别处理核中的一者或一者以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.21 US 61/537,441;2011.09.29 US 13/248,1601.一种用于管理具有异构多核处理器的便携式计算装置中的热能产生的方法，所述方
法包括：
监视与所述异构多核处理器中的多个个别处理核中的每一者唯一地相关联的温
度读数；
跟踪指派给所述多个个别处理核中的每一者的工作负载；
基于与每一个别处理核相关联的所述温度读数，确定每一者的性能曲线，其中所
述性能曲线表示当在给定温度下操作时给定个别处理核的功率消耗与工作负载处
理能力之间的关系；
比较每一个别处理核的所述所确定性能曲线以界定一个或一个以上转变点，其中
转变点是所述所确定性能曲线中的两者相交的点；以及
基于所述所确定转变点中的一者或一者以上，将工作负载分配给所述多个个别处
理核中的一者或一者以上。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
确定个别处理核的当前工作负载超过与转变点相关联的工作负载等级；以及
将所述当前工作负载的一部分重新分配给另一个别核。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
确定个别处理核的当前工作负载小于与转变点相关联的工作负载等级；以及
将所述当前工作负载的一部分重新分配给另一个别核。
4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
确定个别处理核的当前功率消耗超过与转变点相关联的功率消耗等级；以及
将所述当前工作负载的一部分重新分配给另一个别核。
5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
确定个别处理核的当前功率消耗小于与转变点相关联的功率消耗等级；以及
将所述当前工作负载的一部分重新分配给另一个别核。
6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
计算所述多个个别核上的合计功率消耗；且
其中分配所述工作负载，使得所述合计功率消耗得以最小化。
7.根据权利要求1所述的方法，其中分配所述工作负载，使得个别核所消耗的功率得
以优化。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述异构多核处理器中的所述个别处理核中的两
者或两者以上在不同温度下操作。
9.根据权利要求1所述的方法，其中凭经验得出所述性能曲线中的一者或一者以上。
10.根据权利要求1所述的方法，其中分配所述工作负载，使得所述多核异构处理器上
的功率密度得以优化。
11.一种用于管理具有异构多核处理器的便携式计算装置中的热能产生的计算机系统，
所述系统包括：
监视器模块，其经配置以：
监视与所述异构多核处理器中的多个个别处理核中的每一者唯一地相关联的
温度读数；
跟踪指派给所述多个个别处理核中的每一者的工作负载；
负载切换模块，其经配置以：
基于与每一个别处理核相关联的所述温度读数，确定每一者的性能曲线，其中
所述性能曲线表示当在给定温度下操作时给定个别处理核的功率消耗与工作负
载处理能力之间的关系；
比较每一个别处理核的所述所确定性能曲线以界定一个或一个以上转变点，其
中转变点是所述所确定性能曲线中的两者相交的点；以及
热策略管理器模块，其经配置以：
基于所述所确定转变点中的一者或一者以上，将工作负载分配给所述多个个别
处理核中的一者或一者以上。
12.根据权利要求11所述的计算机系统，其中所述热策略管理器进一步经配置以：
确定个别处理核的当前工作负载超过与转变点相关联的工作负载等级；以及
将所述当前工作负载的一部分重新分配给另一个别核。
13.根据权利要求11所述的计算机系统，其中所述热策略管理器进一步经配置以：
确定个别处理核的当前工作负载小于与转变点相关联的工作负载等级；以及
将所述当前工作负载的一部分重新分配给另一个别核。
14.根据权利要求11所述的计算机系统，其中所述热策略管理器进一步经配置以：
确定个别处理核的当前功率消耗超过与转变点相关联的功率消耗等级；以及
将所述当前工作负载的一部分重新分配给另一个别核。
15.根据权利要求11所述的计算机系统，其中所述热策略管理器进一步经配置以：
确定个别处理核的当前功率消耗小于与转变点相关联的功率消耗等级；以及
将所述当前工作负载的一部分重新分配给另一个别核。
16.根据权利要求11所述的计算机系统，其中所述热策略管理器进一步经配置以：
计算所述多个个别核上的合计功率消耗；且
分配所述工作负载，使得所述合计功率消耗得以最小化。
17.根据权利要求11所述的计算机系统，其中所述热策略管理器进一步经配置以分配
所述工作负载，使得个别核所消耗的功率得以优化。
18.根据权利要求11所述的计算机系统，其中所述异构多核处理器中的所述个别处理
核中的两者或两者以上在不同温度下操作。
19.根据权利要求11所述的计算机系统，其中所述负载切换模块进一步经配置以凭经
验得出所述性能曲线中的一者或一者以上。
20.根据权利要求11所述的计算机系统，其中分配所述工作负载，使得所述多核异构
处理器上的功率密度得以优化。
21.一种用于管理具有异构多核处理器的便携式计算装置中的热能产...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔恩·J·安德森，素密·苏尔，杰弗里·A·尼曼，詹姆斯·M·阿尔特迈耶，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US