至少部分地基于平台电容来控制处理器的电流消耗制造技术

在一个实施例中，处理器包括：至少一个核，用于执行指令；功率控制器，用于控制处理器的功耗；以及存储，用于存储多个条目，所述多个条目用于将动态电容与电流尖峰将暴露至功率递送组件所持续的持续时间相关联。描述并要求保护其他实施例。

Controlling processor current consumption based at least in part on platform capacitance

In one embodiment, the processor includes at least one core for executing instructions; a power controller for controlling the power consumption of the processor; and storage for storing multiple entries for associating dynamic capacitance with the duration for which the current spike will be exposed to the power delivery component. Other embodiments are described and required to be protected.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】至少部分地基于平台电容来控制处理器的电流消耗
实施例涉及对系统的功率管理，并且更具体地涉及对多核处理器的功率管理。
技术介绍
现代处理器将各种不同的计算组件集成到单个半导体管芯中，并且可被并入日益缩小的形状因子的计算设备。在这些小形状因子计算设备中，期望处理器提供与传统的较大形状因子计算设备相同水平的性能和快捷性(snappiness)。由于形状因子限制，功率递送组件的尺寸和能力受到挑战，功率递送组件像电压调节器、电感器和其他无源功率递送组件。为了确保改善的性能，处理器可理想地尽可能快地退出空闲状态而到活动的高性能状态。退出空闲状态时常包括许多不同的任务，这些任务包括增加去往连接至处理器的一个或多个组件的电压。然而，以快速率增加电压对功率递送组件施加了额外负担或要求增加的组件能力，这会不利地影响性能、成本和/或尺寸。现代处理器将多个计算组件集成到单个管芯中，并且给定的处理器设计目标可以是并入大量不同形状因子的计算设备中。每个单独形状因子的计算设备伴随着不同的功率递送能力和成本考虑。极小形状因子的设备可能不具有用于将大量电容器容纳为功率递送解决方案的部分的电路板面积，因此可能具有有限的瞬态响应能力。大形状因子设备可具有附加的电容器，但是将大量电容器添加到电压调节器的输出端导致对该大电容充电和放电的较大的浪涌电流，这对于下游的功率递送组件是功率负担。此外，更大电容导致成本增加。原始设备制造商(OEM)可选择不同的权衡，使得在不同系统中功率递送能力广泛变化。然而，处理器向特定的功率递送能力提供管理中的有限的灵活性。由此，在寻求递送水平增加的性能时，未主张的性能丢失或导致附加的成本/复杂度。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的系统的部分的框图。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是根据另一实施例的处理器核的微架构的框图。图7是根据又一实施例的处理器核的微架构的框图。图8是根据更进一步的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示例SoC的框图。图12是可以与实施例一起使用的示例系统的框图。图13是可与实施例一起使用的另一示例系统的框图。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是图示出根据实施例的用于制造集成电路以执行操作的IP核开发系统的框图。图17是根据本专利技术的实施例的处理器的动态电容随各时间间隔变化的图形图示。图18是根据本专利技术的实施例的方法的流程图。图19是根据实施例的用于设计计算平台的方法的流程图。图20是根据本专利技术的又一实施例的方法的流程图。具体实施方式在各实施例中，处理器可配置成维持对于多个不同时间间隔的动态电容表征信息。此类动态电容和对应的时间间隔可存储在处理器的非易失性存储中。当此类处理器将被并入特定的平台设计中时，OEM或其他设计方可指定电压调节器(例如，第一级电压调节器)的峰值电流递送能力(其中，该峰值电流被称为IccMax)以及对应的持续时间，在该持续时间期间，高达该水平的电流尖峰将暴露至该电压调节器。此类信息可例如在初始化期间被提供给处理器。基于该信息，处理器可使用所提供的持续时间和从非易失性存储访问的表征信息来确定动态电容的合适值。根据此信息，处理器可确定该处理器能够以其在峰值电流递送能力内操作给定平台的峰值频率。以此方式，处理器能启用更高频率下的操作。相比之下，大多数处理器将有限的信息暴露至OEM，用于将处理器配置为处于特定系统的功率递送能力内。例如，一些处理器提供IccMax的所指定的值。由此，系统设计有第一级电压调节器以支持该特定的峰值电流限值，或者下游功率递送组件被配置成支持特定的最大功率限值(Pmax)。典型的处理器经由软件暴露的寄存器来暴露有限的OEM可配置性，以限制处理器将汲取的最大电流或最大功率。该信息允许OEM将处理器配置为处于由OEM预设的功率递送能力内。然而，实际上，平台的IccMax(和Pmax)能力是时间的函数。取决于电压调节器的带宽和平台上的电容量，平台能够处置的峰值电流将有所不同。持续小于几纳秒(ns)的瞬时电流尖峰典型地在处理器自身内部由管芯上功率递送网络和内置电容处置。持续显著地长于例如500纳秒(ns)至1微秒(μs)的电流尖峰使该处置离开处理器而到第一级电压调节器。甚至更长持续时间(例如，大于5μs)的电流尖峰使该处置向外去往下游功率递送组件(像电池)。但是，典型的处理器仅允许独立于电流尖峰的持续时间来管理IccMax或Pmax。由此，处理器管理频率，使得最短时间间隔的电流尖峰不离开处理器。如果OEM选择在第一级电压调节器的输出端使用较大的电容器，则(相比如果存在较小的输出电容)较长持续时间的电流尖峰被电容性网络滤除，并且仅未经过滤的电流尖峰由电压调节器源送。虽然参考在诸如计算平台或处理器之类的特定集成电路中的节能和能效描述了以下多个实施例，但是其他实施例也适用于其他类型的集成电路和逻辑器件。可将本文中所描述的实施例的类似技术和教导应用于也可受益于更佳的能效和节能的其他类型的电路或半导体器件。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在许多不同的系统类型中使用，这些系统类型范围包括服务器计算机(例如，塔式、机架式、刀片式、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、平板电话等等)，并且所公开的实施例还可以在其他设备中使用，这些设备诸如手持式设备、芯片上系统(SoC)和嵌入式应用。手持式设备的一些示例包括：诸如智能电话之类的蜂窝电话、网际协议设备、数码相机、个人数字助理(PDA)和手持式PC。嵌入式应用典型地可包括：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、或能够执行下文所教导的功能和操作的任何其他系统。此外，实施例可以在具有标准语音功能的移动终端中实现，诸如移动电话、智能电话和平板电话，和/或在不具有标准无线语音功能通信能力的非移动终端中实现，诸如许多可穿戴设备、平板、笔记本、台式机、微服务器、服务器等等。此外，本文中描述的装置、方法和系统不限于物理计算设备，而是还可涉及用于节能和能效的软件优化。如将下文描述中显而易见地看出，本文中所描述的方法、装置和系统的实施例(无论引用硬件、固件、软件或其组合)对于未来的“绿色技术”是不可缺少的，诸如，用于涵盖美国经济的大部分的产品中的功率节省和能效。现在参考图1，所示的是根据本专利技术的实施例的系统的部分的框图。如图1中所示，系统100可以包括各种组件，这些组件包括所示为多核处理器的处理器110。处理器110可经由外部电压调节器160耦合至电源150，该外部电压调节器160可执行第一电压转换以将经调节的主电压Vreg提供给处理器110。正如所见，处理器110可以是包括多个核120a-120n的单管芯处理器。另外，每个核可与集成的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理器，包括：至少一个核，用于执行指令；功率控制器，耦合至所述至少一个核，所述功率控制器用于控制所述处理器的功耗；以及存储，用于存储多个条目，所述多个条目用于将动态电容与电流尖峰将暴露至功率递送组件所持续的持续时间相关联。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.31 US 15/252,5431.一种处理器，包括：至少一个核，用于执行指令；功率控制器，耦合至所述至少一个核，所述功率控制器用于控制所述处理器的功耗；以及存储，用于存储多个条目，所述多个条目用于将动态电容与电流尖峰将暴露至功率递送组件所持续的持续时间相关联。2.如权利要求1所述的处理器，进一步包括配置存储，所述配置存储用于存储所述功率递送组件的峰值电流递送能力和对应的持续时间，所述配置存储能够由原始设备制造商(OEM)编程。3.如权利要求2所述的处理器，其中，所述配置存储用于：在所述处理器的重置之后，存储所述峰值电流递送能力和所述对应的持续时间；以及响应于包括所述处理器的系统的改变，更新所述峰值电流递送能力和所述对应的持续时间中的至少一项。4.如权利要求2所述的处理器，其中，所述功率递送组件包括外部电压调节器，并且所述对应的持续时间至少部分地基于包括所述处理器的系统的外部电容。5.如权利要求1所述的处理器，其中，所述功率控制器用于基于所述对应的持续时间以及所述存储的所述多个条目中的一个或多个条目来确定可持续峰值动态电容。6.如权利要求5所述的处理器，其中，所述功率控制器用于至少部分地基于所述存储的所述多个条目中的至少两个条目之间的内插来确定所述可持续峰值动态电容。7.如权利要求5所述的处理器，其中，所述功率控制器用于至少部分地基于所述可持续峰值动态电容来确定用于所述处理器的峰值频率。8.如权利要求7所述的处理器，其中，所述功率控制器用于进一步基于所述功率递送组件的峰值电流递送能力来确定所述峰值频率。9.如权利要求1所述的处理器，其中，所述存储包括用于在所述处理器的制造期间被写入的非易失性存储。10.如权利要求9所述的处理器，其中，所述多个条目基于所述处理器的制造表征。11.一种方法，包括：获取将由处理器引发的电流尖峰的最大电流以及所述电流尖峰将暴露至电压调节器所持续的持续时间；访问具有多个条目的存储，所述多个条目用于将动态电容与所述电流尖峰将暴露至功率递送网络所持续的持续时间相关联，所述功率递送网络包括所述电压调节器；以及至少部分地基于所获取的持续时间和所述多个条目中的至少两个条目的持续时间来确定用于所述处理器的可持续峰值动态电容。12.如权利要求11所述的方法，进一步包括：根据所述多个条目中的至少两个条目的内插来确定所述可持续峰值动态电容。13.如权利要求12所述的方法，进一步包括：从基本输入/输出系统获取所述最大电流和所述持续时间，其中，所述最大电流和所述持续时间由包括所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·N·阿南塔克里什南，J·P·罗德里格斯，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US