用于基于许可证状态进行核下降缓解的系统和方法技术方案

公开了用于缓解计算设备中的电压下降的系统、方法以及设备。一种示例性装置包括：多个阈值寄存器，所述多个阈值寄存器用于存储对应的电压下降阈值；以及接口，所述接口用于接收指示处理器核或域的许可证模式的许可证授予消息。所述许可证模式对应于所述处理器核或域中的所选执行单元集合。所述装置还包括电压下降校正模块，所述电压下降校正模块用于：基于所述许可证授予消息中所指示的所述许可证模式，从所述多个电压下降寄存器中选择所述电压下降阈值中的一个；并且将所述处理器核或域中的电压下降与所选电压下降阈值进行比较。基于所述比较，所述装置触发电压下降校正过程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于基于许可证状态进行核下降缓解的系统和方法
本公开总体上涉及处理器、服务器和其他计算设备的功率管理。
技术介绍
半导体加工和逻辑设计的发展允许增加集成电路设备上可能存在的逻辑量。因此，计算机系统配置已经从系统中的多个集成电路演变成单个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。随着集成电路的密度的增加，计算系统(从嵌入式系统到服务器)的功率要求也有所增长。功率管理问题和热管理问题是设计基于计算机的系统时的考虑因素。在服务器领域，电力的成本推动了对低功率系统的需要。在移动系统中，电池寿命和耐热极限使这些问题相关联。通常使用操作系统(OS)或系统软件控制硬件元件来优化系统，从而以最小功耗得到最大性能。在服务器系统或其他计算机系统中，电源的大小通常被设定用于运行了带有指令的功率病毒软件的完整系统配置，所述指令被配置成用于在执行时达到处理器最大功率。对快速改变处理器核的电流的更尖锐的病毒程序(即，di/dt病毒程序，其中“di/dt”对应于电流随时间变化的速率)的持续开发导致电源上的电压出现较大下降(droop)。这正在成为服务器核上的问题，其中每一代均添加处理更广泛的向量指令以提升性能的附加计算引擎。高功率di/dt病毒程序可在很少的周期内从低电流达到高电流。此外，电流的变化发生在核的小区域内，从而导致(与核的其他区域相比的)高电流密度区域以及较大的电压下降。较大的电压下降可能导致由于增加的功率而造成的性能损失，因为提高了核标称电压来补偿该下降。由于与电压的平方关系，这个功率增加可能较高，并且功率增加可能降低服务器的各种组件的性能。附图说明可参考下述附图详细描述布置和实施例，其中相同的参考数字指的是相同的元素。图1是根据一个实施例的系统的一部分的框图。图2是根据一个实施例的用于缓解核或域中的电压下降的方法的流程图。图3是根据一个实施例的包括全集成电压调节器(fullyintegratedvoltageregulator，FIVR)的系统的一部分的框图。图4A和图4B示出了根据某些实施例的用于两个示例性许可证模式的核的电压下降对频率的示例性曲线图。图5是根据一个实施例的耦合到第一电压感测线和第二电压感测线上的FIVR的框图。图6是根据某些实施例的系统的一部分的框图。图7是根据一个实施例的耦合到第一电压感测线和第二电压感测线上的FIVR的框图。图8是根据某些实施例的系统的框图。具体实施方式给定的电压域可具有不同的频率水平或现行要求，并且这些要求中的一些可经由来自功率控制单元的许可证分配来控制。如在下文将论述的，响应于di/dt病毒程序，每个许可证级别可导致不同水平的电压下降。在此公开的某些实施例基于与核或域中的所选执行单元集合相对应的许可证模式从多个电压下降阈值中进行选择。所选阈值用于触发电压下降校正过程。基于许可证模式选择电压下降阈值允许更快速地响应下降事件。在某些实施例中，更快速的响应通过减少电压下降来提高性能，允许使用降低的电压和/或更高的频率，缩减了电压调节器的大小并降低了电压调节器的成本，和/或减小了系统中的噪声。出于在此论述的目的，所述实施例是关于计算机系统的电压调节器的。尽管一个这类的实施例可以出于服务器计算机系统的目的，但是本公开的范围不限制在此方面并且实施例是高度可扩展的，以实现许多不同类型的计算机系统的解决方案，所述计算机系统的范围从高功率系统(诸如基于服务器的系统)到低功率系统(诸如便携式计算机、诸如膝上型计算机或UltrabookTM、平板计算机、智能手机以及其他便携式设备)。实施例同等地适用于具有介于高功率与低功率系统之间的功率要求的系统(诸如台式计算机)。如在上文所论述的，增加核的数量通过例如允许多线程化操作来提高性能。此外，核性能的一部分提高来自频率增加。然而，频率增加还增加了功耗。因此，微体系结构特征可被添加到核以提高性能，同时允许更高的频率。在某些处理器中，电流可从空转模式值变化到高值，这可在极少的周期内发生。例如，核的某些区域中的电流可在三至四个周期内从低空转模式值达到最大(或接近最大)电流值，这导致了电压下降。通常，电源无法足够快速地响应电压下降。问题可通过添加大容量输出电容器来得到缓解。然而，由于电力输送网络的阻抗，大容量电容器仅可为较慢的下降事件(例如，在板级为数千纳秒或在封装级为数百纳秒)提供缓解。此外，使用大容量电容器是解决问题的昂贵的方法，并且由于可同时经历电压下降的核的数量，电容器趋于耗尽电量。在此公开的某些实施例减少了对用于提供额外的电流容量(递送和/或吸收)的更大量的电容器和总电容量(诸如大容量输出电容器)的需要，再次降低了给定解决方案的成本并缩减了给定解决方案的大小。换言之，根据某些实施例的电压调节器可以是更便宜、更小、更加功率高效的，并且可耗散较少的温度和功率，从而实现更小的系统。图1是根据一个实施例的系统100的一部分的框图。系统100包括处理器核110、功率控制单元(PCU)111、电源112以及电压调节器114。电压调节器114可以(例如，与电源112一起)定位在母板上或者可与核110集成。电压调节器114被配置成用于从电源112接收电压并用于向处理器核110提供经调节的电压。处理器核110包括第一执行单元集合116、第二执行单元集合118以及第三执行单元集合120。执行单元可以包括例如各种整数、浮点以及单指令多数据(SIMD)逻辑单元等其他专门硬件。例如，这类执行单元可以包括一个或多个算术逻辑单元(ALU)、跳转执行单元、负载执行单元、存储执行单元以及其他已知的执行单元。处理器核110被配置成用于在对应于一个或多个执行单元集合的各种许可证模式下进行操作，所述一个或多个执行单元集合可以在特定时间处使用并且/或者可用于特定过程。例如，在低许可证模式下，处理器核110由PCU111授权来仅使用第一执行单元集合116。在中许可证模式下，处理器核110既可使用第一执行单元集合116又可使用第二执行单元集合118。在高许可证模式下，处理器核110可以使用第一执行单元集合116、第二执行单元集合118以及第三执行单元集合120。本领域技术人员将从在此的公开认识到，其他许可证模式可以与附加组的执行单元或这些组的执行单元的其他组合一起使用。在某些实施例中，例如，处理器核110可以仅具有两种许可证模式，而在其他实施例中，可以使用多于三种许可证模式。在低许可证模式下，第一执行单元集合116可以向处理器核110仅提供某些基本浮点运算。某些软件应用和标准检查程序例如需要最低限度的处理，从而允许通过断开第二执行单元集合118和第三执行单元集合120来降低功耗。因为仅使用第一执行单元集合120消耗较少的功率，所以处理器核110可以在较高的频率下运行。当处理器核110(例如，基于用于处理较广泛的向量指令或数据的新的软件应用)确定需要附加功能或附加执行单元时，处理器核110向PCU111发送许可证请求消息122。在相同的频率下，新的软件应用可以导致处理器核110超过热设计功率(TDP)限度。因此，在授予许可证之前，PCU111可以降低频率以使得不超过TDP限度。PCU111然后向处理器核110发送许可证授予消息124，所述许可证授予消息可授权处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：多个阈值寄存器，所述多个阈值寄存器用于存储对应的电压下降阈值；接口，所述接口用于接收许可证授予消息，所述许可证授予消息指示处理器核或域的许可证模式，所述许可证模式对应于所述处理器核或域中的所选执行单元集合；电压下降校正模块，所述电压下降校正模块用于：基于所述许可证授予消息中所指示的所述许可证模式，从所述多个电压下降寄存器中选择所述电压下降阈值中的一个；将所述处理器核或域中的电压下降与所选电压下降阈值进行比较；以及基于所述比较，触发电压下降校正过程。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.23 US 14/581,7811.一种装置，包括：多个阈值寄存器，所述多个阈值寄存器用于存储对应的电压下降阈值；接口，所述接口用于接收许可证授予消息，所述许可证授予消息指示处理器核或域的许可证模式，所述许可证模式对应于所述处理器核或域中的所选执行单元集合；电压下降校正模块，所述电压下降校正模块用于：基于所述许可证授予消息中所指示的所述许可证模式，从所述多个电压下降寄存器中选择所述电压下降阈值中的一个；将所述处理器核或域中的电压下降与所选电压下降阈值进行比较；以及基于所述比较，触发电压下降校正过程。2.如权利要求1所述的装置，进一步包括电压调节器，所述电压调节器用于将经调节的电压耦合到包括所述处理器核或域的设备。3.如权利要求2所述的装置，其中，所述电压调节器耦合到母板。4.如权利要求2所述的装置，其中，所述电压调节器包括全集成电压调节器(FIVR)，所述全集成电压调节器与包括所述处理器核或域的所述设备集成。5.如权利要求1至2中任一项所述的装置，其中，所述接口从功率控制单元(PCU)接收所述许可证授予消息。6.如权利要求1至2中任一项所述的装置，其中，所述电压下降校正过程包括非线性控制过程，所述非线性控制过程用于经由一条或多条电流供应线向所述处理器核或域提供过电流。7.如权利要求6所述的装置，其中，所述电压下降校正模块进一步包括一个或多个电流钳，所述电流钳被配置成用于响应于所述触发而向所述一条或多条电流供应线提供所述过电流。8.如权利要求7所述的装置，其中，所述电压下降校正模块进一步包括：阈值选择器模块，所述阈值选择器模块耦合到所述多个阈值寄存器，所述阈值选择器模块被配置成用于基于所述许可证授予消息中所指示的所述许可证模式而从所述多个电压下降寄存器中选择所述电压下降阈值中的一个；电压感测线，所述电压感测线耦合到所述处理器核或域的预期经历所述电压下降的区域；以及比较器，所述比较器用于将所述电压感测线上的感测到的电压下降与所选电压下降阈值进行比较以检测下降事件，并且用于响应于检测到的下降事件而激发所述一个或多个电流钳。9.如权利要求8所述的装置，其中，所述电压感测线包括第一电压感测线，所述处理器核或域的所述区域包括所述处理器核或域的第一区域，所述比较器包括第一比较器，所述感测到的电压下降包括第一感测到的电压下降，并且所述下降事件包括第一下降事件，其中，所述电压下降校正模块进一步包括：第二电压感测线，所述第二电压感测线耦合到所述处理器核或域的预期经历所述电压下降的第二区域；以及第二比较器，所述第二比较器用于将所述第二电压感测线上的第二感测到的电压下降与所述所选电压下降阈值进行比较以检测第二下降事件，并且用于响应于检测到的第二下降事件来激发所述一个或多个电流钳。10.如权利要求8所述的装置，其中，所述电压下降校正模块进一步包括数模转换器，所述数模转换器耦合在所述阈值选择器模块与所述比较器之间，其中，所述所选电压下降阈值包括数字值，并且其中，所述数模转换器被配置成用于将所述数字值转换成模拟阈值信号并且向所述比较器的输入端提供所述模拟阈值信号。11.如权利要求7所述的装置，其中，所述电压下降校正模块被配置成用于基于所述许可证授予消息中所指示的所述许可证模式来调整所述一个或多个电流钳的强度。12.一种方法，包括：在电压调节器处接收指示许可证模式的信号，所述许可证模式对应于处理器的核或域中的所选执行单元集合；基于所指示的许可证模式，选择多个阈值中的一个；检测所述处理器的所述核或域中的电压下降事件；确定所述电压下降事件超过所选阈值；以及响应于所述确定，触发电压下降校正过程。13.如权利要求12所述的方法，其中，所述电压下降校正过程包括非线性控制过程，所述非线性控制过程包括经由一条或多条电流供应线而向所述处理器核或域提供过电流。14.如权利要求13所述的方法，其中，触发所述电压下降校正过程包括触发一个或多个电流钳，所述电流钳被配置成用于向所述一条或多条电流供应线提供所述过电流。15.如权利要求14所述的方法，进一步包括：基于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·S·海德，D·穆拉，A·W·楚，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US