处理器温度的平衡控制制造技术

在实施例中，一种处理器包括多个核和多个温度传感器，其中每个核接近至少一个温度传感器。所述处理器还包括功率控制单元（PCU），所述PCU包括从每一个温度传感器接收包括对应温度值的温度数据的温度逻辑。响应于温度数据的最高温度值超过阈值的指示，所述温度逻辑要根据基于多个核中的至少两个核的指令执行特性确定的策略来调整多个域频率。每个域频率与对应域相关联，所述对应域包括多个核中至少一个，并且每个域频率是可独立地调整的。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】
实施例涉及处理器温度的平衡控制。
技术介绍
半导体处理和逻辑设计中的发展已经准许可以存在于集成电路设备上的逻辑的量方面的增长。结果，计算机系统配置已经从系统中的单个或多个集成电路演进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已经增长，针对计算系统（从嵌入式系统到服务器）的功率要求也已经增加。此外，软件低效及其硬件的要求也已经引起计算设备能量消耗方面的增加。事实上，一些研究表明计算设备消耗针对国家（诸如美利坚合众国）的整个电力供应的相当大百分比。结果，存在对于与集成电路相关联的能量效率和节省的至关重要的需要。这些需要将随着服务器、台式计算机、笔记本、Ultrabooks™、平板电脑、移动电话、处理器、嵌入式系统等变得甚至更加普遍（从包括在典型计算机、汽车和电视中到生物技术）而增加。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框图。图2是根据本专利技术的实施例的处理器的框图。图3是根据本专利技术的另一个实施例的多域处理器的框图。图4是包括多个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框图。图6是根据另一个实施例的处理器核的微架构的框图。图7是根据又另一个实施例的处理器核的微架构的框图。图8是根据再一个实施例的处理器核的微架构的框图。图9是根据本专利技术的另一个实施例的处理器的框图。图10是根据本专利技术的实施例的代表性SoC的框图。图11是根据本专利技术的实施例的另一个示例SoC的框图。图12是实施例可以与其一起使用的示例系统的框图。图13是实施例可以与其一起使用的另一个示例系统的框图。图14是代表性计算机系统的框图。图15是根据本专利技术的实施例的系统的框图。图16是根据本专利技术的实施例的系统的框图。图17是根据本专利技术的实施例的处理器的框图。图18是根据本专利技术的实施例的方法的流程图。图19是根据本专利技术的实施例的系统的框图。具体实施方式尽管参考特定集成电路中（诸如计算平台或处理器中）的能量节省和能量效率来描述以下实施例，但其他实施例可应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其他类型的电路或半导体设备，其还可受益于更好的能量效率和能量节省。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，范围从服务器计算机（例如，塔、机架、刀片、微服务器等等）、通信系统、存储系统、任何配置的台式计算机、膝上型计算机、笔记本和平板计算机（包括2：1平板电脑、平板手机等等），并且还可以在诸如手持设备、片上系统（SoC）和嵌入式应用之类的其他设备中使用。手持设备的一些示例包括诸如智能电话之类的蜂窝电话、互联网协议设备、数字摄像机、个人数字助理（PDA）和手持PC。嵌入式应用典型地可以包括微控制器、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、可穿戴设备或可以执行以下教导的功能和操作的任何其他系统。更是这样，实施例可以在具有标准语音功能的移动终端（诸如移动电话、智能电话和平板手机）中和/或在没有标准无线语音功能通信能力的非移动终端（诸如，许多可穿戴装置、平板电脑、笔记本、台式机、微服务器、服务器等等）中实现。此外，本文描述的装置、方法和系统不限于物理计算设备，但还可以涉及用于能量节省和效率的软件优化。如在以下描述中将容易地明显的，本文描述的方法、装置和系统的实施例（无论是否参考硬件、固件、软件或其组合）是对“绿色技术”未来至关重要的，诸如对涵盖大部分美国经济的产品中的功率节省和能量效率而言。诸如多核处理器之类的处理器在操作中时生成热量。为了处理器有效地操作，可以管理所生成的热量。处理器热量的管理可以降低过热，所述过热可以导致处理器的故障或效率方面的降低。在一些实施例中，处理器所产生的热量可以通过节流来管理，例如降低处理器的吞吐量，诸如通过降低处理器内的时钟域（本文“域”）的时钟频率，所述处理器可以包括互连、一个或多个处理实体（例如，一个或多个核、图形处理单元（GPU）等）。处理器热量管理的一个方法是识别“热点”（例如正在高温度操作的处理器内的核（或GPU））以及降低热点的域的时钟频率。降低时钟频率（本文中还是“频率”）使核节流，例如降低核的指令执行速率，并且导致由热点所生成的热量的降低以及处理器的较低操作温度。根据本专利技术的实施例，节流可以根据平衡（本文中也是“被平衡的”）策略来实现，其中响应于检测到处理器内的高温而调整多个域的频率。多于一个处理实体的节流提供对处理器中的热量降低的更全局的解决方案，以使得被标识为热点的特定处理单元的节流不太剧烈，例如热点的时钟频率（本文也是域频率）可以在与它是要被降低的唯一时钟频率的情况下相比更小的程度上被降低，同时其他频率也被调整以降低由处理器所生成的总体热量。平衡策略可以指定时钟频率的加权调整，其可以导致处理器所生成的热量的降低而同时减轻有害的副作用（例如，降低处理器的总体吞吐量），与关联于只有单个时钟频率的降低以实现所生成的热量的相同降低的副作用相比。平衡策略可以至少部分基于每个执行单元的执行特性来确定。例如，一个或多个核可以迅速执行指令（高吞吐率）并且一个或多个核的输出可以被输入到图形处理单元，所述图形处理单元的吞吐率可以小于一个或多个核的吞吐率。平衡策略可以指定响应于检测到热点而核要在比GPU更大的程度上被节流，例如，核的时钟频率要在与GPU的时钟频率的降低相比更大的程度上被降低，以使得从其他核到GPU的输入不“备份”（例如，形成要被输入到GPU的队列）。在另一个示例中，如果GPU具有比馈送GPU的任何核更快的吞吐率，可以应用不同的平衡策略。在这样的情况下，为了避免GPU的“饥饿”，平衡策略可以指定GPU的时钟频率要按与馈送GPU的一个或多个核的时钟频率的降低相比更小的因子被降低。在一些实施例中，互连频率可以被近似设置成等于馈送GPU的核的频率。在其他实施例中，平衡策略可以指示互连频率与另一个域频率具有指定函数关系。又其他实施例可以包括上述示例的任何组合。注意到实施例不限于本文所述的那些。现在参考图1，其示出了根据本专利技术的实施例的系统的一部分的框图。如图1中所示，系统100可以包括各种组件，所述组件包括如示出为多核处理器的处理器110。处理器110可以经由外部电压调节器160耦合到电源供应150，所述外部电压调节器160可以执行第一电压变换以向处理器110提供主调节电压。如所见，处理器110可以是包括多个核120a-120n的单管芯处理器。此外，每个核可以与集成电压调节器（IVR）125a-125n相关联，所述集成电压调节器125a-125n接收主调节电压并且生成要被提供到与IVR相关联的处理器的一个或多个代理的操作电压。同样，IVR实现方式可以被提供以允许电压以及从而每个单独的核的功率和性能的精细粒度控制。这样，每个核可以以独立的电压和频率操作，这使得能够实现大灵活性并且提供用于平衡功率消耗与性能的广泛机会。在一些实施例中，多个IVR的使用使得能够将组件分组成单独的功率平面，以使得功率被IVR调节并供应到分组中的仅那些组件。在功率管理期间，一个IVR的给定功率平面可以被降低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理器，包括：多个核；多个温度传感器，其中每个核接近至少一个温度传感器；以及功率控制单元（PCU），所述PCU包括从每一个温度传感器接收包括对应温度值的温度数据的温度逻辑，以及响应于温度数据的最高温度值超过阈值的指示而根据基于多个核中的至少两个核的指令执行特性的比较确定的策略来调整多个域频率，其中每个域频率与对应域相关联，所述对应域包括多个核中至少一个，并且每个域频率是可独立地调整的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.15 US 14/4610391.一种处理器，包括：多个核；多个温度传感器，其中每个核接近至少一个温度传感器；以及功率控制单元（PCU），所述PCU包括从每一个温度传感器接收包括对应温度值的温度数据的温度逻辑，以及响应于温度数据的最高温度值超过阈值的指示而根据基于多个核中的至少两个核的指令执行特性的比较确定的策略来调整多个域频率，其中每个域频率与对应域相关联，所述对应域包括多个核中至少一个，并且每个域频率是可独立地调整的。2.根据权利要求1所述的处理器，其中所述温度逻辑包括标识从温度传感器接收的温度值中的最高温度值的温度评定逻辑。3.根据权利要求2所述的处理器，其中所述温度逻辑还包括基于最高温度值与温度偏移值的比较而确定温度误差信号的低通滤波器。4.根据权利要求3所述的处理器，其中所述温度逻辑包括至少部分地基于温度误差信号而确定控制值的控制逻辑，其中域频率的调整是至少部分地基于控制值的。5.根据权利要求4所述的处理器，其中所述控制逻辑包括比例积分微分（PID）逻辑，其根据基于温度误差信号的PID计算来计算控制值。6.根据权利要求4所述的处理器，其中所述温度逻辑还包括平衡逻辑，其通过将控制值乘以确定的策略的对应权重因子来确定多个经调整的域频率中的每一个。7.根据权利要求1到6中任一项所述的处理器，其中确定的策略包括多个权重因子，每一个域具有对应权重因子，其中每个域的权重因子是至少部分地基于域中的至少一个核的对应指令吞吐率的。8.一种处理器，包括：多个执行单元；多个温度传感器，每个温度传感器提供处理器内的对应位置的对应温度值；以及功率控制单元（PCU），所述PCU包括从每一个温度传感器接收对应温度值的温度逻辑，以及响应于从温度传感器之一接收的特定温度值超过阈值的指示，而根据至少部分地基于多个执行单元中的至少两个执行单元的指令执行特性确定的策略来调整至少两个域频率，其中每个域频率与执行单元中的至少一个执行单元相关联。9.根据权利要求8所述的处理器，其中调整至少两个域频率包括响应于所述指示而降低至少两个域频率中的至少一个。10.根据权利要求8所述的处理器，其中所述温度逻辑包括根据温度误差函数来调整至少两个域频率的域频率调整逻辑，所述温度误差函数至少部分地基于特定温度值与所述阈值之间的差。11.根据权利要求10所述的处理器，其中所述特定温度值是从多个温度传感器接收的温度值中的最大的。12.根据权利要求10所述的处理器，其中所述温度逻辑包括确定温度误差函数的值的低通滤波器，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：N罗森斯维希，D拉万，D沙皮拉，N舒尔曼，T齐夫，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US