管理配电的分布式芯片级功率方法、电路和集成电路装置制造方法及图纸

一种用于管理配电的分布式芯片级功率系统和方法、用于在处理器的部件级动态地重新分配功耗的方法、电路布置和程序产品。向处理器的互连的IP块分配用于表示功耗度量的功率令牌，并且当IP块需要另外的功率来执行分派的操作时，该IP块可以向一个或多个互连的IP块传送对于另外的功率令牌的请求。该互连的IP块可以基于优先级、可用性和/或功耗目标对于请求授予功率令牌。请求的IP块可以基于由互连的IP块对于该请求授予的功率令牌来修改功耗。

Distributed chip level power method, circuit and integrated circuit device for managing distribution

A distributed chip level power system and method for managing distribution, a method for dynamically redistributing power consumption at a component level of a processor, a circuit arrangement, and a program product. To the IP block allocation processor interconnection is used to represent the power power token metric, and when the IP block requires additional power to perform the dispatch operation, the IP block for the other power token request to the IP block transfer of one or more interconnected. The IP block of the interconnect can grant a power token for the request based on priority, availability, and / or power goals. The requested IP block can modify the power consumption based on the power token granted by the request to the request by the interconnected IP block.

【技术实现步骤摘要】
管理配电的分布式芯片级功率方法、电路和集成电路装置
本专利技术总体上涉及数据处理，并且具体地说涉及用于处理器架构和其中包含的IP块的功率管理。
技术介绍
功率管理是处理器设计的越来越重要的方面。对于例如移动和电池供电的应用，最小化功耗以最大化电池使用期限经常是关键的设计参数。另外，在诸如超级计算机和大规模并行计算机的高性能应用中，成百上千的处理器可以被布置得彼此接近，并且产生大量的热量并且消耗大量的电力，因此，控制功耗以管理功率和热量输出也在这些应用中具有相当大的重要性。在一些传统处理架构中，可以在处理器上配置的部件的数量可能超过可以在特定时间被供电的部件的数量，或者，部件的组合功耗可能超过期望的阈值。在这些传统处理器中，一般需要配电，使得在适当的时间来对于适当的部件供电。在传统系统中，可以向包括专用于处理器的特定处理任务的多个部件(例如，部件的专用图形处理单元组)的不同的专用区域配电。然而，这样的宽粒度配电(powerdistribution)一般不能处理单独部件的迅速改变的功率需求。不能处理部件级的配电一般导致低性能。一些处理器架构可以包括IP块，其中，IP块一般表示一般被用作用于在处理器内的数据处理的构件的同步或异步逻辑设计的可再用单元。通常，IP块包括逻辑、电池或芯片布局设计的可再用单元，并且可以被认为是可以形成为ASIC芯片设计或FPGA逻辑设计的逻辑核。如此一来，通常，可以将IP块认为是处理器的部件。为了处理这样的情况，如果处理器的每一个部件在消耗最大量的功率，则处理器可以被设计来支持所需的最大功率；然而，被设计来支持所需的最大功率的处理器通常需要更多的专用于功率支持的区域，并且减少可用于处理部件的区域的量。另外，这样的处理器一般消耗比用于执行处理器所需的所有处理功能实际上所需的更多的功率。因此，在处理器架构中的配电系统和方法的领域中存在持续的需要。
技术实现思路
本专利技术通过下述方式来处理与现有技术相关联的这些和其他问题：使用向在处理器中的各个IP块分配的功率令牌来控制处理器的IP块级的功耗。在这样的实施例中，可以使用其中向每一个互连的IP块分发功率令牌的分布式功率管理方法和电路布置来控制处理器的互连的IP块的功耗。这样的功率令牌一般对应于一种类型的功耗度量，包括例如运行时间、要执行的指令的数量、要执行的存储器事务的数量和/或其他这样的类型的功耗度量。与本专利技术的实施例一致，每一个IP块基于在任何给定时间向特定IP块分配的功率令牌来控制功耗。每当IP块需要另外的功率时，IP块可以向至少一个其他的互连的IP块传送功率令牌请求，并且IP块可以接收对于该功率令牌请求的响应，该响应授予一个或多个另外的功率令牌，其中，这样的另外的功率令牌先前被分配到不同的互连IP块。每一个IP块可以基于在所接收的对于功率令牌请求的响应中的向IP块授予的任何另外的功率令牌来修改功耗。如此一来，在本专利技术的实施例中，每一个互连的IP块可以基于所分配的功率令牌来控制用于互连的IP块的功耗。而且，每一个互连的IP块可以在需要时通过下述方式从一个或多个互连的IP块请求另外的功率令牌：向一个或多个互连的IP块传送请求，并且从该一个或多个互连的IP块接收用于指示对于请求的IP块授予的另外的功率令牌的响应。因此，本专利技术的实施例可以通过功率令牌分配和这样的功率令牌的动态重新分配来控制一个或多个互连的IP块的功耗。在附加到本专利技术并且形成其另一个部分的权利要求中阐述了表征本专利技术的这些和其他优点和特征。然而，为了更好地明白本专利技术和通过其使用获得的优点和目的，应当参考附图并且参考其中描述了本专利技术的示例性实施例的伴随的描述性事项。附图说明图1是包括在与本专利技术实施例一致的数据处理中有用的示例性计算机的示例性自动化计算机械的框图。图2是在图1的计算机中实现的示例性NOC的框图。图3是更详细图示来自图2的NOC的节点的示例性实现方式的框图。图4是图示来自图2的NOC的IP块的示例性实现方式的框图。图5是图示来自图2的NOC的互连IP块的示例性实现方式的框图。图6是图示可以由图5的IP块执行来请求另外的功率的操作序列的流程图。图7是图示可以由图5的IP块执行来向另一个IP块授予所分配的功率的操作序列的流程图。图8A-E是图示在图6和7中所示的操作序列的示例的框图。应当明白，附图不必然按照比例，呈现了用于描述本专利技术的实施例的基本原理的各种优选特征的在一定程度上简化的表示。将通过特定的意欲应用、使用和/或环境来部分地确定与在此公开的本专利技术的实施例一致的特定特征，包括例如各种说明的部件的特定尺寸、方向、位置、操作序列和形状。所说明的实施例的特定特征可能相对于其他被夸大或变形，以便于可视化和清楚的理解。具体实施方式与本专利技术一致的实施例至少部分地基于向每一个IP块分配的所分配功率令牌来控制在处理器的一个或多个互连的IP块处的功耗。功率令牌一般对应于与IP块相关联的一个或多个功耗度量，包括IP块的运行时间、可以被IP块执行的指令的数量、可以被IP块执行的存储器事务的数量和/或可以用于量化IP块的功耗的任何其他这样的度量。每一个IP块包括向其分配的功率令牌的数量，并且每一个IP块可以基于所分配的功率令牌来控制在IP块处的功耗。例如，第一IP块可以运行(即，执行操作)由所分配的功率令牌的数量表示的运行时间，由此消耗所分配的量的功率。可以基于IP块执行的任务的类型、通常被IP块执行的指令的数量、通常被IP块执行的存储器事务的数量和/或其他这样的因素来初始设置所分配的功率令牌的数量。可以基于限定的补充计划来补充功率令牌，使得可以随着时间控制处理器、一组IP块和/或特定的IP块的功耗。处理器可以向IP块分配给定时间段的功率令牌，使得在IP块之间划分总的功耗。例如，可以在一分钟的时间段上控制处理器的功耗，其中，IP块可以基于所分配的功率令牌来控制在该一分钟时间段上的功耗。在该一分钟时间段后，IP块可以再一次接收功率令牌的分配。功率令牌的每一个随后的分配可以至少部分地基于前一个功率令牌的使用(即，用于一个或多个限定的时间段的功耗)。而且，可以基于与一个或多个IP块相关联的任务的优先级、用于该一个或多个IP块的功耗目标和/或用于处理器的功耗目标来对于该一个或多个IP块分配期望数量的功率令牌。在互连的IP块之间的功率令牌的动态重新分配在便利在IP块级的功耗灵活性的同时，允许在用于互连的IP块的功耗目标内的功耗的重新分配。如此一来，可以通过促进需要另外的功耗带宽的一个或多个IP块的功耗灵活性来在也保持性能的同时限制功耗。而且，功率令牌可以基于与IP块相关联的操作的类型对应于不同的度量。然而，与不同的度量对应的功率令牌可以基于与这样的度量相关联的典型的功耗而等同。例如，对于第一IP块，功率令牌可以对应于第一IP块可以执行的指令的数量，并且，对于第二IP块，功率令牌可以对应于第二IP块可以执行的存储器事务的数量。在这个示例中，由功率令牌表示的功耗可以等同，而与特定IP块与功率令牌相关联的度量无关。当在处理器中执行操作时，每一个IP块可能以不同的速率来消耗功率，并且因此，互连的IP块的功耗要求可能不同。响应于需要另外的功率的特定IP块，该IP块可以向一个或多个互连的IP块传送功率令牌请本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，包括：以令牌环配置的多个互连的集成处理块，其中，每一个集成处理块包括功率令牌分配寄存器，所述功率令牌分配寄存器被配置来存储向所述集成处理块分配的功率令牌数量的指示，并且每个集成处理块被配置来：基于在所述功率令牌分配寄存器中指示的向所述集成处理块分配的所述功率令牌数量来控制所述集成处理块的功耗，响应于确定对于所述集成处理块需要另外的功率，基于所述集成处理块所需的另外的功率和在所述令牌环上授予的数量来传送包括请求数量的功率令牌请求，从所述令牌环接收对于所述功率令牌请求的响应，所述响应包括来自所述令牌环的其他集成处理块的所授予的功率令牌的数量，基于对于所述功率令牌请求的响应的所授予的数量，调整在所述功率令牌分配寄存器中向所述集成处理块分配的令牌数量，基于所调整的、在所述令牌分配寄存器中指示的向所述集成处理块分配的功率令牌数量，来修改所述集成处理块的功耗，并且响应于从在所述令牌环上的另一个集成处理块接收到功率令牌请求：确定要对于所述功率令牌请求授予的已分配令牌的数量，基于所确定的要对于所述功率令牌请求授予的已分配令牌的数量，来调整所述功率令牌分配寄存器与所述功率令牌请求的请求数量和已授予数量，以及向连接到所述令牌环的下一个集成处理块传送包括所调整的请求数量和已授予数量的所述功率令牌请求。...

【技术特征摘要】
2012.11.21 US 13/682,9991.一种电路，包括：以令牌环配置的多个互连的集成处理块，其中，每一个集成处理块包括功率令牌分配寄存器，所述功率令牌分配寄存器被配置来存储向所述集成处理块分配的功率令牌数量的指示，并且每个集成处理块被配置来：基于在所述功率令牌分配寄存器中指示的向所述集成处理块分配的所述功率令牌数量来控制所述集成处理块的功耗，响应于确定对于所述集成处理块需要另外的功率，基于所述集成处理块所需的另外的功率和在所述令牌环上授予的数量来传送包括请求数量的功率令牌请求，从所述令牌环接收对于所述功率令牌请求的响应，所述响应包括来自所述令牌环的其他集成处理块的所授予的功率令牌的数量，基于对于所述功率令牌请求的响应的所授予的数量，调整在所述功率令牌分配寄存器中向所述集成处理块分配的令牌数量，基于所调整的、在所述令牌分配寄存器中指示的向所述集成处理块分配的功率令牌数量，来修改所述集成处理块的功耗，并且响应于从在所述令牌环上的另一个集成处理块接收到功率令牌请求：确定要对于所述功率令牌请求授予的已分配令牌的数量，基于所确定的要对于所述功率令牌请求授予的已分配令牌的数量，来调整所述功率令牌分配寄存器与所述功率令牌请求的请求数量和已授予数量，以及向连接到所述令牌环的下一个集成处理块传送包括所调整的请求数量和已授予数量的所述功率令牌请求。2.一种用于在包括多个互连的集成处理块的芯片上系统中管理配电的方法，所述方法包括：基于已分配的功率令牌来控制第一集成处理块的功耗；响应于确定在所述第一集成处理块处需要另外的功率，向互连的第二集成处理块传送功率令牌请求；在第二集成处理块处接收来自所述第一集成处理块的包括请求数量和已授予数量的功率令牌请求；确定要对于所述功率令牌请求授予的、向所述第一集成处理块分配的功率令牌的数量；基于所确定的要对于所述功率令牌请求分配的功率令牌的数量，来调整在所述第二集成处理块的所述功率令牌请求的请求数量和已授予数量；向至少一个集成处理块传送包括所调整的请求数量和已授予数量的所述功率令牌请求；在所述第一集成处理块处接收对于所述功率令牌请求的响应，所述响应授予先前向所述第二集成处理块分配的确定数量的功率令牌；并且至少部分地基于在所述响应中授予的所述确定数量的功率令牌来修改所述第一集成处理块的功耗。3.根据权利要求2所述的方法，其中，每个功率令牌对应于下述的至少一个：运行时间、要执行的指令的数量和要执行的存储器事务的数量。4.根据权利要求2所述的方法，其中，每个集成处理块包括功率令牌分配寄存器，所述功率令牌分配寄存器指示向所述集成处理块分配的功率令牌的数量，并且基于已分配的功率令牌来控制所述第一集成处理块的功耗至少部分地基于由所述第一集成处理块的所述功率令牌分配寄存器指示的、向所述集成处理块分配的功率令牌的数量。5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：基于由对于所述功率令牌请求的响应授予的所述至少一个另外的功率令牌来调整在所述功率令牌分配寄存器中所指示的、向所述集成处理块分配的功率令牌的数量，其中，至少部分地基于在所述响应中授予的所述至少一个另外的功率令牌来修改所述第一集成处理块的功耗至少部分地基于所调整的、在所述功率令牌分配寄存器中指示的功率令牌的数量。6.根据权利要求2所述的方法，其中，包括所调整的请求数量和已授予数量的所述功率令牌请求被传送到的所述至少一个集成处理块包括互连的第三集成处理块。7.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：分析从所述第二集成处理块接收的功率令牌请求，以确定所述请求数量是否指示对于所述功率令牌请求需要另外的功率令牌，其中，确定要对于所述功率令牌请求授予的、向所述第一集成处理块分配的功率令牌的数量、基于所确定的要对于所述功率令牌请求分配的功率令牌的数量来调整来自所述第二集成处理块的所述功率令牌请求的请求数量和已授予数量、并且向至少一个集成处理块传送包括所调整的请求数量和已授予数量的所述功率令牌请求是响应于确定所述请求数量指示对于所述功率令牌请求需要另外的功率令牌的。8.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一集成处理块包括功率令牌寄存器，所述功率令牌寄存器指示向所述第一集成处理块分配的功率令牌的数量，并且确定要对于所述功率令牌请求授予的、向所述第一集成处理块分配的功率令牌的数量至少部分地基于在所述功率令牌寄存器中指示的、向所述第一集成处理块分配的功率令牌的数量。9.根据权利要求8所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：JR库塞尔，MG库普弗施密特，PE沙特，RA希勒，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国,US