众核处理器的可靠计算制造技术

根据所公开的主题的实施例，可以对众核处理器中的核周期性地进行测试以获得和／或刷新它们的动态特征分析。核的动态特征分析可以包括与其最大运行频率、功耗、功率泄露、功能正确性和其他参数有关的信息，以及这些参数的趋势信息。一旦为每个核创建了动态特征分析，就可以根据它们的特性将众核处理器中的核分组为不同的仓。基于动态特征分析和分组信息，操作系统（“ＯＳ”）或其他软件可以将任务分配给最适合该任务的那些核。可以对众核处理器中的互连结构进行重新配置以保证所选择的核之间的高等级连接。此外，可以响应于环境改变将核重新分配和／或重新平衡给任务。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开通常涉及微处理器，更具体而言，涉及具有众多个核的处理器。
技术介绍
众核(many-core)处理器在同一管芯上具有多个处理核。由于处理技术已经可以微缩在非常小的面积上实现，因此当前流行的通过提高处理器频率来实现高性能的设计方法受到急剧增加的功耗的严重限制。一种实现高性能的替换设计方法是将一个应用分散到以比通常的“大”核低的速度同时运行的众多个“小”核上。因为相比于“大”核，每个“小”核更简单、更小并且能耗也少得多，并且仍能实现较高的性能，所以这种基于众核的设计方法能够比基于大核的设计方法更高效地帮助管理功耗。尽管众核处理器相比于具有单核或一些大核的处理器具有优势，但是由于处理技术已经可以微缩在小面积上实现，其也面临着许多挑战。例如，不管是静态还是动态的处理变化都可能使晶体管变得不可靠；由于存储节点上的电容较小并且电压较低，所以暂态错误率可能会较高；并且随着时间的流逝，晶体管会劣化，因此可靠度随时间会降低。这些挑战可能导致在工厂测试时运行良好的众核处理器的核随时间变得没有以前运行得那么好或者完全停止了运行。这使得传统处理器所使用的一次工厂测试和烧合(burn-in)在确保众核处理器随时间的计算可靠性方面并不十分高效。因此，人们希望在众核处理器的寿命期间能够周期性地测试众核处理器中的核的性能，并且能够使用这样获得的测试数据来提高其应用性能。附图说明通过下面的对主题的详细描述，所公开的主题的特征和优点将会变得显而易见，其中：图1说明了示例性的众核处理器；-->图2示出了对众核处理器中的每个核周期性地执行动态特征分析(dynamic profiling)的动态特征分析装置的一个示例性方框图；图3A-3B说明了在众核处理器中执行动态特征分析的实例；图4示出了用于对众核处理器中的每个核执行动态特征分析的一个示例性处理的流程图；图5示出了可以使用众核处理器的一个示例性计算系统；图6示出了可以使用众核处理器的另一个示例性计算系统；图7示出了可以使用众核处理器的又一个示例性计算系统；图8示出了使用众核处理器中的每个核的动态特征分析来提高任务执行效果的系统的一个示例性方框图；图9说明了用于管理众核处理器的性能和功耗的一个实例；以及图10示出了使用众核处理器中的每个核的动态特征分析来提高任务执行效果的一个示例性处理的流程图。具体实施方式根据本申请中所公开的主题的实施例，可以周期性地测试众核处理器中的核以获取和/或刷新它们的动态特征分析。核的动态特征分析可以包括与其最大运行频率、功耗、功率泄露、功能正确性以及其他参数有关的信息。动态特征分析还可以包括这些参数的趋势信息，其指示核随时间的可靠性。这些参数可以由嵌入在众核处理器中的模块(例如运行速度测量模块、功耗测量模块、温度传感器以及功能正确性检验模块)来获取。与每个核的功能正确性有关的信息可以通过使用粗粒度冗余功能检验(“FRC”)方案和/或细粒度FRC方案来获取。每个核的动态特征分析可以存储在该核自己的存储器中或者与一些或所有核共享的存储器中。当首次获取动态特征分析时，其不包括趋势信息；但是从第二次周期性测试开始，就可以获取趋势信息并在以后的测试之后进行更新。一旦为每个核创建了动态特征分析，则可以将众核处理器中的核根据其特性分组为不同的仓(bin)。例如，可以将具有最高运行频率的核标记为快核；将低功耗的核标记为低功耗核；将具有良好的趋势信息的核标记为可靠核等等。基于动态特征分析和分组信息，操作系统(“OS”)或中间软-->件层可以将任务分配给最适合该任务的那些核。例如，如果任务需要密集计算，则可以将该任务分配给快核。一旦为该任务选择了某些核，众核处理器中的互连结构将会被重新配置以保证所选择的核之间具有高等级的连接性，从而可以在所选择的核之间至少实现可接受的带宽和延迟。此外，OS可以响应于环境改变为任务重新分配核，并且互连结构可以相应地被重新配置。说明书中对所公开主题的“一个实施例”或者“实施例”的引用表示结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包含在所公开主题的至少一个实施例中。从而，说明书中各个地方出现的短语“在一个实施例中”并不一定全都指的是同一实施例。图1说明了示例性众核处理器100的结构。处理器100包括：位于二维(2D)互连结构130上的8×8的核(例如，核110)的阵列。每个核可以具有其本地存储器(图中未示)。还有附加到互连结构130上的共享存储器(例如120)。与具有单核或仅一些核的处理器相比，众核处理器中核的数量较多。因此，与具有单核或仅一些核的处理器中的核相比，众核处理器中的每个核的尺寸较小。尽管图1示出了只具有64个核的示例性处理器100，但是众核处理器中核的数量是可以变化并且可以远远大于64的(例如，256、512或1024)。处理器100还包括输入/输出(I/O)互连(图中未示)，以将每个核与外围设备(例如图形设备)连接。在一个实施例中，I/O互连可以围绕在处理器管芯中所有核的周围。在另一个实施例中，I/O互连可以嵌入在所述核之间。通常，在处理器被封装后对其进行测试以保证其工作正常。然而，对于未来的众核处理器，由于是微缩在越来越小的面积上实现处理技术(例如，在35纳米(nm)或更精细的处理技术)，这种一次性工厂测试可能不足以保证其质量。例如，核的最大运行频率可能由于劣化而降低。从而，人们希望能够周期性地测试众核处理器内的核并且根据测试数据改变处理器上运行的应用。周期性测试所产生的数据可以用来创建每个核的特征分析。该特征分析是动态的，因为其可以在每次测试后更新/刷新。每个核的动态特征分析可以包括与核的最大频率、功耗、功率泄露、功能正确性以及其他参数有关的信息。动态特征分析还可以包括这些参数的趋势信息。-->图2示出了对众核处理器中的每个核周期性地执行动态特征分析的动态特征分析装置200的一个示例性方框图。装置200包括：功耗测量模块210、温度传感器220、运行速度测量模块230、功能正确性检验模块240、可靠性跟踪模块250以及控制器260。注意，除了图2中所示的部件之外，动态特征分析装置还可以包括用于测量核的其他参数的其他部件。动态特征分析装置中的部件可以以固件和/或硬件来实现，并且可以存储在众核处理器中。功耗测量模块210可以通过运行功率病毒程序或其他耗费功率应用来测量核的功耗。功耗测量模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种众核处理器，包括：　　　　多个处理核；　　　　互连结构；　　　　至少一个存储器模块，所述多个核和所述至少一个存储器模块耦合到所述互连结构；以及　　　　特征分析模块，用于对所述众核处理器中的每个核的特性进行动态特征分析。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-9-28 11/238,4881、一种众核处理器，包括：
多个处理核；
互连结构；
至少一个存储器模块，所述多个核和所述至少一个存储器模块耦合到
所述互连结构；以及
特征分析模块，用于对所述众核处理器中的每个核的特性进行动态特
征分析。
2、如权利要求1所述的处理器，其中，所述特征分析模块包括：
功耗测量模块，用于周期性地测量所述众核处理器中的每个核在不同
电压和不同速度下的功耗；
运行速度测量模块，用于周期性地测量所述众核处理器中的每个核在
不同电压下的最大速度；以及
可靠性跟踪模块，用于至少部分基于所测量的所述众核处理器中的每
个核的功耗数据和最大速度来获取所述众核处理器中的每个核的可靠性信
息。
3、如权利要求2所述的处理器，还包括：
至少一个温度传感器，用于测量温度分布，并识别所述众核处理器中
的每个核的管芯区域和所述互连结构中的热点。
4、如权利要求3所述的处理器，其中，所述可靠性跟踪模块获取所述
温度分布和所述热点随时间的趋势信息。
5、如权利要求2所述的处理器，还包括：
功能正确性检验模块，用于检验所述众核处理器中的每个核的功能正
确性。
6、如权利要求5所述的处理器，其中，所述功能正确性检验模块至少
以粗粒度级执行功能正确性检验。
7、如权利要求5所述的处理器，其中，所述可靠性跟踪模块获取所述
众核处理器中的每个核的功能正确性随时间的趋势信息。
8、如权利要求2所述的处理器，还包括：
控制器，用于在对所述众核处理器中的每个核的特性进行动态特征分
析的处理中，控制和协调至少所述功耗测量模块、所述运行速度测量模块
以及所述可靠性跟踪模块。
9、一种用于对众核处理器中的每个核的特性进行动态特征分析的方
法，包括：
周期性地启动对所述众核处理器中的每个核的测试；
在每次测试期间测量所述众核处理器中的每个核在不同电压和不同运
行速度下的功耗数据；
在每次测试期间测量所述众核处理器中的每个核在不同电压下的最大
运行速度；以及
至少部分基于在每次测试期间获取的所述功耗数据和所述最大运行速
度，获取所述众核处理器中的每个核的可靠性信息。
10、如权利要求9所述的方法，还包括：
测量温度以获取所述众核处理器内的每个核的管芯区域和互连结构中
的热点和温度变化；以及
进行功能正确性检验以获取所述众核处理器中的每个核的功能正确性
信息。
11、如权利要求10所述的方法，其中，所述可靠性信息包括：
所述众核处理器内...

【专利技术属性】
技术研发人员：S伯卡尔，Y霍斯科特，SL加弗，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]