处理器动态调节方法、装置及处理器芯片制造方法及图纸

本发明专利技术处理器动态调节方法、装置及处理器芯片，能够结合处理器多方位信息进行动态调节，通过处理器的当前工作状态数据得到最大工作频率，并结合预期任务量获得任务量评估参数，再获得加权任务量参数，通过对比任务量评估参数和加权任务量参数，得到最优工作频率，将最优工作频率写入处理器实现频率调节。利用多种传感器采集传感器不同的信息，获取处理器当前的工作状况，结合处理器的工作负载动态，全面的评估处理器当前的工作状态，并利用反映处理器多方面信息的复合状态来动态调节处理器的工作频率和电压，从而更好地平衡处理器的性能与功耗。

【技术实现步骤摘要】
处理器动态调节方法、装置及处理器芯片
本专利技术涉及集成电路领域，特别是涉及处理器动态调节方法、装置及处理器芯片。
技术介绍
随着集成电路工艺水平的不断提升，集成电路的规模也在摩尔定律的指导下，以每一年半翻一翻的速度快速增加。从单功能芯片到系统级芯片，并向着片上网络化芯片的方向发展。更高的性能是高端集成电路发展不变的目标。对于架构确定的芯片而言，提升工作频率能够大幅提高芯片的性能。然而，芯片的工作频率受多方面因素的影响。对于商业化产品而言，其最终最高工作频率往往由批量芯片中的短板决定，即由最低性能芯片的频率所统一决定。为了能够使处理器能够在低功耗与高性能间相互切换，动态调频调压(DynamicVoltageFrequencyScaling，DVFS)技术被广泛应用于芯片设计之中。DVFS技术根据处理器的状态和运行任务，自动地实现处理器运行时电压与频率的调节，从而实现在高性能要求时采用高电压、高频率实现性能最大化，在无任务时降低电压、降低频率降低功耗。但是目前处理器在动态调频调压时主要的依据是根据系统的任务量或者仅仅根据处理器工作温度，依据定义的切换查找表来选定切换到的电压与频率值。传统的动态调频调压方法对当前处理器的工作状态评估不全面，因此造成在平衡处理器的性能和功耗时有效性较差。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的动态处理器动态调节方法对当前处理器的工作状态评估不全面，因此造成在平衡处理器的性能和功耗时有效性较差的问题，提供一种处理器动态调节方法和装置。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种处理器动态调节方法，包括以下步骤：获取处理器的当前工作状态数据；对当前工作状态数据进行映射加权处理，得到处理器在最大电压条件下的最大工作频率；将预期任务量与最大工作频率的比值作为任务量评估参数，并获取处理器在频率调节过程中、各频率节点对应的加权任务量参数；预期任务量为根据处理器的当前任务量以及排队任务量、预测得到的预设时间段内的系统任务量；对比加权任务量参数和任务量评估参数，得到处理器的最优工作频率；根据最优工作频率，进行处理器的动态调节；动态调节包括工作频率调节和/或工作电压调节。在一个具体的实施例中，当前工作状态数据包括处理器的当前温度、当前电压、当前TDDB退化量、当前BTI退化量和当前HCI退化量；对当前工作状态数据进行映射加权处理的步骤包括：根据当前TDDB退化量、当前BTI退化量、当前HCI退化量与当前温度、当前电压的映射关系，得到最大TDDB退化量、最大BTI退化量、最大HCI退化量；对最大TDDB退化量、最大BTI退化量、最大HCI退化量进行加权处理，获得最大工作状态退化量。在一个具体的实施例中，得到处理器在最大电压条件下的最大工作频率的步骤包括：获取当前温度的退化时间延时量；根据最大工作状态退化量和当前温度的退化时间延时量，得到最大工作频率。在一个具体的实施例中，得到处理器在最大电压条件下的最大工作频率的步骤包括：获取处理器在预设调频调压周期内的温度变化量；获取温度变化量与裕度系数的乘积值，对乘积值和当前温度求和，得到处理器的实际工作温度；获取实际工作温度的退化时间延时量；根据实际工作温度的退化时间延时量和最大工作状态退化量，得到最大工作频率。在一个具体的实施例中，对比加权任务量参数和任务量评估参数，得到处理器的最优工作频率的步骤中：将对比加权任务量参数和任务量评估参数得到的、最接近且大于任务量评估参数的频率点，确认为最优工作频率。本专利技术实施例中提供了一种处理器动态调节装置，包括：获取单元，用于获取处理器的当前工作状态数据；处理单元，用于对当前工作状态数据进行映射加权处理，得到处理器在最大电压条件下的最大工作频率；参数获取单元，用于将预期任务量与最大工作频率的比值作为任务量评估参数，并获取处理器在频率调节过程中、各频率节点对应的加权任务量参数；预期任务量为根据处理器的当前任务量以及排队任务量、预测得到的预设时间段内的系统任务量；最优工作频率获取单元，用于对比加权任务量参数和任务量评估参数，得到处理器的最优工作频率；动态调节单元，用于根据最优工作频率，进行处理器的动态调节；动态调节包括工作频率调节和/或工作电压调节。在一个具体的实施例中，处理单元包括映射加权模块、最大工作频率模块；映射加权模块，用于根据当前TDDB退化量、当前BTI退化量、当前HCI退化量与当前温度、当前电压的映射关系，得到最大TDDB退化量、最大BTI退化量、最大HCI退化量；对最大TDDB退化量、最大BTI退化量、最大HCI退化量进行加权处理，获得最大工作状态退化量；最大工作频率模块，用于获取当前温度的退化时间延时量；根据最大工作状态退化量和当前温度的退化时间延时量，得到最大工作频率；在一个具体的实施例中，处理单元包括实际最大工作频率模块；实际最大工作频率模块，用于获取处理器在预设调频调压周期内的温度变化量；获取温度变化量与裕度系数的乘积值，对乘积值和当前温度求和，得到处理器的实际工作温度；获取实际工作温度的退化时间延时量；根据实际工作温度的退化时间延时量和最大工作状态退化量，得到最大工作频率。本专利技术实施例中提供了一种处理器芯片，包括处理器，以及分别与处理器连接温度传感器、压降传感器、TDDB传感器、HCI传感器、BTI传感器、时钟电压调节模块；处理器包括存储器和处理模块，其中存储器存储有计算机程序，程序被处理模块执行时能够本专利技术所有的方法的步骤。本专利技术实施例中提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本专利技术所有的方法的步骤。本专利技术具有如下优点和有益效果：本专利技术处理器动态调节方法、装置和处理器芯片，能够结合处理器多方位信息的频率调节，利用多种传感器采集传感器不同的信息(当前工作状态数据，例如温度、电压、退化量)，获取处理器当前的工作状况，并基于处理器的工作负载动态，全面的评估处理器当前的工作状态，最终基于当前的工作状态得到最优工作状态；本专利技术能够利用反映处理器多方面信息的复合状态，并依据每一个芯片自身状况来动态调节处理器的工作频率和电压，从而更好地平衡处理器的性能与功耗。附图说明图1为传统技术的温度感知与控制电路；图2为本专利技术处理器动态调节方法实施例1的步骤流程图；图3为本专利技术处理器动态调节方法中基于当前温度的退化时间延时量获取最大工作频率的流程示意图；图4为本专利技术处理器动态调节方法中基于实际工作温度的退化时间延时量获取最大工作频率的流程示意图；图5为本专利技术处理器动态调节方法的周期动态循环调节流程图；图6为本专利技术处理器动态调节装置实施例1的结构框图；图7为处理器芯片动态调节架构框图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理器动态调节方法，其特征在于，包括以下步骤：获取处理器的当前工作状态数据；对所述当前工作状态数据进行映射加权处理，得到所述处理器在最大电压条件下的最大工作频率；将预期任务量与所述最大工作频率的比值作为任务量评估参数，并获取所述处理器在频率调节过程中、各频率节点对应的加权任务量参数；所述预期任务量为根据所述处理器的当前任务量以及排队任务量、预测得到的预设时间段内的系统任务量；对比所述加权任务量参数和所述任务量评估参数，得到所述处理器的最优工作频率；根据所述最优工作频率，进行所述处理器的动态调节；所述动态调节包括工作频率调节和/或工作电压调节。

【技术特征摘要】
1.一种处理器动态调节方法，其特征在于，包括以下步骤：获取处理器的当前工作状态数据；对所述当前工作状态数据进行映射加权处理，得到所述处理器在最大电压条件下的最大工作频率；将预期任务量与所述最大工作频率的比值作为任务量评估参数，并获取所述处理器在频率调节过程中、各频率节点对应的加权任务量参数；所述预期任务量为根据所述处理器的当前任务量以及排队任务量、预测得到的预设时间段内的系统任务量；对比所述加权任务量参数和所述任务量评估参数，得到所述处理器的最优工作频率；根据所述最优工作频率，进行所述处理器的动态调节；所述动态调节包括工作频率调节和/或工作电压调节。2.根据权利要求1所述的处理器动态调节方法，其特征在于，所述当前工作状态数据包括所述处理器的当前温度、当前电压、当前TDDB退化量、当前BTI退化量和当前HCI退化量；对所述当前工作状态数据进行映射加权处理的步骤包括：根据所述当前TDDB退化量、所述当前BTI退化量、所述当前HCI退化量与所述当前温度、所述当前电压的映射关系，得到最大TDDB退化量、最大BTI退化量、最大HCI退化量；对所述最大TDDB退化量、所述最大BTI退化量、所述最大HCI退化量进行加权处理，获得最大工作状态退化量。3.根据权利要求2所述的处理器动态调节方法，其特征在于，得到所述处理器在最大电压条件下的最大工作频率的步骤包括：获取所述当前温度的退化时间延时量；根据所述最大工作状态退化量和所述当前温度的退化时间延时量，得到所述最大工作频率。4.根据权利要求2所述的处理器动态调节方法，其特征在于，得到所述处理器在最大电压条件下的最大工作频率的步骤包括：获取所述处理器在预设调频调压周期内的温度变化量；获取所述温度变化量与裕度系数的乘积值，对所述乘积值和所述当前温度求和，得到所述处理器的实际工作温度；获取所述实际工作温度的退化时间延时量；根据所述实际工作温度的退化时间延时量和所述最大工作状态退化量，得到所述最大工作频率。5.根据权利要求1至4任意一项所述的处理器动态调节方法，其特征在于，对比所述加权任务量参数和所述任务量评估参数，得到所述处理器的最优工作频率的步骤中：将对比所述加权任务量参数和所述任务量评估参数得到的、最接近且大于所述任务量评估参数的频率点，确认为所述最优工作频率。6.一种处理器动态调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷登云，陆裕东，成立业，俞鹏飞，恩云飞，黄云，
申请(专利权)人：中国电子产品可靠性与环境试验研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44