电子设备的热扼制制造技术

本文中所公开的是配置成实现计算设备的组件的热扼制的计算设备。该计算设备包括电子组件和热耦合到该电子组件的温度传感器。该计算设备还包括热管理控制器以从该温度传感器接收温度测量并生成该电子组件的扼制系数。若该温度测量大于指定阈值，则扼制系数将该电子组件的性能减小到至少该电子组件的性能保障。

Thermal control of electronic equipment

Disclosed herein is a computing device configured to realize heat control components of the computing device. The computing device includes an electronic component and a temperature sensor that is thermally coupled to the electronic component. The computing device also includes a thermal management controller to control coefficient and generate the electronic component from the received temperature of the temperature sensor. If the temperature measurement is greater than a specified threshold, then the control factor will decrease performance of the electronic component to the performance guarantee at least the electronic components.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电子设备的热扼制相关申请的交叉引用本申请要求2015年6月26日由TimothyY.Yam等人提交的美国专利申请No.14/752,512的提交日权益，该专利申请通过引用纳入于此。
本公开涉及存储器设备的热保护。更具体而言，本公开描述了用于基于检测到的结温度来扼制存储器设备的性能的技术。
技术介绍
高性能计算设备趋向于在操作期间产生大量的热量。过多的热量能够破坏一些电子组件或者可以导致差错。因此，存在用于通过使用散热片、热导管、风扇以及类似组件来耗散热量的各种技术。然而，随着计算设备变得更为紧凑，这些热耗散措施变得不那么有效。在一些情况中，诸如中央处理单元(CPU)的处理器被扼制以避免过高的温度。在通常的扼制布置中，CPU的时钟频率可以被减小以减小所生成的热量。附图简述图1是配置成实现本文中所描述的扼制技术的计算设备的框图。图2是配置成执行功率和热扼制的计算设备的示例。图3是示出示例双阈值热扼制算法的模拟结果的曲线图。图4是示出示例三阈值热扼制算法的模拟结果的曲线图。图5是示出基于比例-积分-微分(PID)控制器的示例热扼制算法的模拟结果的曲线图。图6是热扼制方法的过程流程图。在整个公开和附图中使用相同的标号指示相似的组件和特征。100系列的标号涉及在图1中最初可见的特征，200系列的标号涉及在图2中最初可见的特征，以此类推。具体实施方式本公开提供了用于扼制计算系统中的电子设备的技术。扼制是一种在其中电子设备(诸如中央处理单元(CPU))的处理速度被减小以维持可接受热特性的技术。为了确保电子设备正确地操作并且不被过多的热量损坏，电子设备被配置成在电子设备的最大结温度Tj_max以下的温度进行操作。电子设备的最大结温度一般由制造商规定。若电子设备接近或超过最大结温度，则电子设备可以被扼制以减小所生成的热量。在存储器设备的情况中，扼制存储器设备减小了存储器设备的带宽。然而，一些用户可以具有在特定条件下，计算设备的存储器带宽将保持在某个指定性能水平之上的期望。因此，若计算设备的存储器带宽掉到该期望性能水平之下，用户满意度可能受到影响。本公开提供了可以被用来确保电子设备的热特性保持在可接受水平，同时仍然维持用户所期望的性能水平的扼制技术。在以下描述中，动态随机存取存储器(DRAM)的扼制被作为示例实现提供。然而，本技术可以被应用于扼制若设备温度超过特定温度阈值，则其温度可以被感测且被性能控制的任何其他类型的非易失性存储器和封装上的其他类型的硅器件。图1是配置成实现本文中所描述的扼制技术的计算设备的框图。计算设备100可以是任何类型的计算设备，诸如例如，移动电话、智能电话、膝上型计算机、平板计算机、服务器计算机、刀锋服务器、或者群集计算系统的计算节点。计算设备100包括适配成执行所存储的指令的中央处理单元(CPU)102，以及存储可由CPU102执行的指令的存储器设备104。CPU102可以是单核处理器、多核处理器、或者任何数目的其他配置。CPU102还可以包括使得CPU102能够访问存储器设备104的集成存储器控制器106。在其他实施例中，存储器控制器106可以是在CPU102外部的单独的设备。存储器设备104可以包括随机存取存储器(RAM)，诸如动态随机存取存储器(DRAM)，或任何其他合适的存储器类型。一些存储器设备104可以是存储器管芯的垂直堆叠，诸如堆叠式多通道动态随机存取存储器(MCDRAM)。每个存储器设备104可以使用多通道存储器架构，该多通道存储器架构使用在存储器设备104和存储器控制器106之间进行数据转移的多个通道。虽然示出了四个存储器设备，但是计算设备100可以包括任何合适数目的存储器设备104。计算设备100还可以包括网络接口控制器(NIC)108，其使得CPU102能够通过网络110与其他设备通信。网络110可以是任何合适类型的网络、存储区域网(SAN)、局域网(LAN)、互联网、以及其他网络。在一些示例中，网络110是群集计算系统的交换结构，其中计算设备100是群集中的计算节点中的一者。计算设备100还可以包括一个或多个温度传感器112。温度传感器112可以配置成感测计算设备100的各种元件(包括CPU102、存储器设备104、存储器控制器106、和NIC108)的温度。温度传感器112可以被设置在邻近于其倾向于要感测的具体设备。例如，温度传感器112可以被集成到设备中，或者温度传感器112可以被设置为在耦合到被感测的设备的散热片中或者毗邻于该散热片。被直接测量的温度可以被用来计算对应设备的估计结温度。本文中对于“测量结温度”或者“结温度测量”的引用包括其中温度传感器被设置在邻近于半导体器件并且结温度是从由温度传感器所实际测得的温度中计算出的技术。在一些示例中，CPU102、存储器设备104和NIC108被封装在一起作为多芯片模块。多芯片模块是其中多个集成电路管芯被封装到单个基板上的电子封装。多芯片模块可以包括共用散热片，其热耦合到所有电子器件。温度传感器112可以被设置在封装内。温度传感器112可以被设置在毗邻于CPU102的散热片中以测量CPU结温度。另一温度传感器112可以被设置成毗邻于存储器设备104之一以测量存储器设备104的结温度。在一些示例中，单个温度传感器112可以被用于所有存储器设备104。在一些示例中，每个存储器设备104与其自身的温度传感器112相关联，并且测得的结温度是分别针对每个存储器设备104的。各种其它配置是可能的。如可以领会的，计算设备100和数据中心的其他计算设备一般在计算和执行任务中要求电功率。具有大量高性能计算(HPC)单元的数据中心可以消耗大量的电功率。为了节省功率并减小操作成本，可以在数据中心的一个或多个计算设备100上施加功率预算。计算设备100可以通过减小一些组件(诸如，CPU102、存储器设备104、和网络接口110)的处理性能来根据功率预算限制其功率使用。功率预算可以由系统管理员或其他用户配置，并且可以取决于各种因素(诸如，当前时间、电价、电源和其他因素)而改变。在图1中，功率预算的实现由功率管理单元114来执行。功率管理单元114可以被实现为CPU102的逻辑硬件、在CPU102上运行的软件、或者其他配置。例如，功率管理单元114还可以在单独的处理器中实现。功率管理单元114配置成通过减小计算设备100的组件的处理速度来根据用户给出的功率限制来减小计算设备100的功耗，这是一种有时被称作功率扼制的技术。CPU102还包括热管理单元116。热管理单元116被配置成确保计算设备100的组件不过热。热管理单元116可以被实现为CPU102的逻辑硬件、在CPU102上运行的软件、或者其他配置。例如，热管理单元116还可以在单独的处理器中实现。热管理单元116可以通过减小组件的处理速度来减小组件上的结温度。在存储器的情况中，热管理单元116可以测量一个或多个存储器设备104的结温度并基于测得的结温度与最大允许的结温度的比较来扼制存储器带宽。测得的结温度相对于最大允许的结温度越高，则越多的扼制可能被施加到电子器件。扼制的水平在本文中被称作扼制参数。在一些示例中，扼制的水平被计算为带宽百分比，其与可由电子设备的存储器消耗的最大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种执行热扼制的计算设备，包括：电子组件；温度传感器，热耦合到所述电子组件；以及热管理控制器，用于从所述温度传感器接收温度测量并生成所述电子组件的扼制系数；其中，若所述温度测量大于指定阈值，则所述扼制系数用于将所述电子组件的性能减小到至少所述电子组件的性能保障。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.26 US 14/752,5121.一种执行热扼制的计算设备，包括：电子组件；温度传感器，热耦合到所述电子组件；以及热管理控制器，用于从所述温度传感器接收温度测量并生成所述电子组件的扼制系数；其中，若所述温度测量大于指定阈值，则所述扼制系数用于将所述电子组件的性能减小到至少所述电子组件的性能保障。2.如权利要求1所述的计算设备，其特征在于，所述热管理控制器用于使用具有三个温度阈值的算法计算所述扼制系数。3.如权利要求2所述的计算设备，其特征在于，所述三个温度阈值包括：第一温度阈值，其是为所述电子组件指定的最大结温度；第三温度阈值，其是与所述性能保障对应的指定阈值；以及在所述第一温度阈值和所述第三温度阈值之间的第二温度阈值。4.如权利要求3所述的计算设备，其特征在于，所述第一温度阈值和所述第二温度阈值之间的差等于所述温度传感器的测量解析度。5.如权利要求3所述的计算设备，其特征在于，所述第二温度阈值和所述第三温度阈值之间的差等于所述温度传感器的测量解析度。6.如权利要求3所述的计算设备，其特征在于，若所述温度测量大于所述第三温度阈值但是小于或等于所述第二温度阈值，则所述扼制系数将所述电子组件的性能减小到至少所述电子组件的性能保障。7.如权利要求1-6中任一项所述的计算设备，其特征在于，所述扼制系数是可以在所述电子组件上消耗的最大功率的百分比。8.如权利要求1-6中任一项所述的计算设备，其特征在于，所述电子组件是随机存取存储器(RAM)，且所述扼制系数用于使得存储器控制器限制对于所述RAM的存储器访问的次数。9.如权利要求1-6中任一项所述的计算设备，其特征在于，所述热管理控制器实现比例-积分-微分(PID)控制算法。10.如权利要求1-6中任一项所述的计算设备，其特征在于，所述电子组件是位于与所述计算设备的中央处理单元(CPU)相同封装内的动态随机存取存储器(DRAM)。11.如权利要求1-6中任一项所述的计算设备，其特征在于，所述电子组件是堆叠式多通道动态随机存取存储器(MCDRAM)。12.如权利要求1-6中任一项所述的计算设备，其特征在于，若所述电子组件的扼制被激活，则所述计算设备的中央处理单元(CPU)将会拒绝来自该计算设备的操作系统(OS)的对通过激活turbo模式提升性能的请求。13.一种扼制电子组件的方法，包括：从温度传感器接收温度测量，其中所述温度测量与电子组件的结温度相对应；基于所述温度测量生成所述电子组件的扼制系数；以及响应于所述扼制系数，若所述温度测量大于指定阈值，则将所述电子组件的性能减小到至少所述电子组件的性能保障。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，生成所述扼制系数包括使用具有三个温度阈值的算法计算所述扼制系数。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·Y·金，S·阿户加，R·阿加瓦尔，A·索达尼，J·徐，M·钦萨玛尼，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US