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用于控制低功率器件的待机功率的方法和装置制造方法及图纸

技术编号:2842227 阅读:164 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
管理功率的系统和方法能够从电压调节器向计算系统的组件施加电压,并基于专用于该组件的节电参数降低该电压。该降低可与组件进入诸如待机状态或关闭状态等低功率状态相结合,其中节电参数分别定义诸如组件的最小工作电压或最小可维持电压等电压。在一个实施例中,该组件是中央处理单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的一个或多个实施例一般涉及功率管理。具体而言,某些实施例涉及减小供给计算系统组件的电压。讨论随着向具有更多晶体管和更高频率的高级中央处理单元(CPU)的趋势继续增长,计算机设计者和制造者经常面临相应的功耗和能耗的增长。此外,提供更快和更小组件的制造技术同时导致增加的漏泄功率。具体地,在移动计算环境中,增加的功耗可导致过热,这会对性能产生负面影响,并会显著减少电池寿命。因为电池一般具有有限的容量,所以运行移动计算系统的组件可能比预期的更快地耗尽容量。一些现代的移动计算系统考虑到计算机应用程序的动态特性以节省电池容量。例如,很多计算机应用程序使CPU以高性能在短时间段内消耗相对高的功率,而在其余的时间里需要相对低功率的操作(例如,等待用户输入时的空转)。通过将CPU的高频和高压操作限制在需要高性能的时间段中,计算系统可节省相当大量的功率。例如,当CPU预期空闲时,CPU可指示电压调节器使核心电压降低到最小工作电压。类似地,当CPU将要关闭时,核心电压可进一步降低至最小可维持电压,它在CPU制造或板组装过程期间被编程到电压调节器中。该最小可维持电压维持CPU的内部状态。因为有效功率和漏泄功率与电压密切相关,所以降低电压可允许更大的节电、更低的温度和更长的电池寿命。虽然以上方法在某些情况下是可接受的,但还有相当大的改进空间。具体地,制造的组件往往展示出各个部件之间略微不同的特性。例如,由相同的制造工艺得到的两个CPU部件可具有不同的最小可维持电压。然而,常规的功率管理方法为给定类型的所有CPU选择“最坏情况”的最小可维持电压并使用该值来对电压调节器编程。因此,非最优最小可维持电压在给定计算系统组件的所有实例之间共享。对于诸如最小工作电压之类的其它节电参数情况也是如此。结果,大多数部件使用非最优节电参数,这经常导致遗漏节电机会。此外,常规的方法不允许CPU改变预设的最小值,因此具有使电压调节器适合个别组件而不是一组组件的有限能力。附图简述通过阅读以下说明书和所附权利要求书并通过参考附图,本专利技术的实施例的各种优点对于本领域的技术人员将变得显而易见,附图中附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的功率管理装置的示例的框图;图2是根据本专利技术的一个实施例具有专用的节电参数的多个计算系统组件的示例的框3A是根据本专利技术的一个实施例的计算系统组件的示例的框图;图3B是根据本专利技术的一个实施例的电压调节器的示例的框图;图4A是根据本专利技术的另一个实施例的计算系统组件的示例的框图;图4B是根据本专利技术的另一个实施例的电压调节器的示例的框图;图5是根据本专利技术的一个实施例的移动计算系统的示例的框图;图6是根据本专利技术的一个实施例管理功率的方法的示例的流程图;图7A到7D是根据本专利技术的各实施例降低电压的过程的示例的流程图;以及图8是根据本专利技术的一个实施例选择节电参数的过程的示例的流程图。详细描述图1示出具有控制器20的装置,控制器20从电压调节器22向计算系统(未示出)的组件24施加电压。尽管将参考计算系统组件即中央处理单元(CPU)来描述某些实施例,但本专利技术的实施例不限于此。实际上,组件24可包括核心逻辑、动态随机存取存储器(DRAM)、调制解调器、硬盘驱动器(HDD)、光盘只读存储器(CDROM)或任何其它计算系统组件,对于这些组件功率管理是关注的问题。尽管如此,但有特别适用本专利技术的实施例的CPU的多个方面。类似地,电压调节器22可包括具有金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)驱动器的开关调节器、开关晶体管栈、大容量电容器等,但在不背离本专利技术的实施例的精神和范围的前提下可使用其它类型的电压调节器。电压调节器22和计算系统组件24可在相同或分离的管芯上。结合组件24向低功率状态的转换,控制器20能够基于专用于组件24的节电参数26降低施加到组件24的电压。节电参数26可以是最小可维持电压,它维持组件24的内部状态、最小工作电压等。因此,节电参数26可以是诸如620mV或530mV之类的电压电平。节电参数26也可以是功率最优值,它未必是最小电压电平。例如,可以确定虽然部件的实际最小可维持电压是700mV,但可使用750mV的电压,因为这一电压从一些其它节电参数的角度来看是最优的。通过将节电参数26专用于组件24,所示方法使参数26能够精密地适合于组件24的个别特性。这点在图2中更清楚地展示,图2示出了具有相应的多个节电参数30(30a-30n)的多个计算系统组件28(28a-28n),其中每一个节电参数28专用于其相应的组件28。因此,组件28不共享对于各个组件中的一个或多个是非最优的节电参数。例如,组件28b能够支持比由组件28a支持的最小电压低的最小电压。在这种情况下,节电参数30b可反映较低的最小电压,它进而允许组件28a的减小的漏电流和更多的节电。简言之,每一个计算系统组件28能够具有基于其自身的内部特性的低功率模式。现在转到图3A,示出了架构32,其中电压调节器34具有控制器36,控制器36将电压从电压调节器34施加到计算系统组件38,并基于专用于组件38的节电参数降低所施加的电压。在所示的例子中,组件38包括多路复用逻辑40,它接收节电事件的通知并基于该通知标识节电参数。可作为组件休眠信号42、平台休眠信号44等提供给多路复用逻辑40的通知可通知多路复用逻辑40组件38进入空闲(例如,待机)状态、关闭状态或某些其它类型的低功率状态。如果节电事件对应于组件38进入空闲状态,则多路复用逻辑40可将最小工作电压标识为节电参数。或者,如果节电事件对应于组件38进入关闭状态,则多路复用逻辑40可将最小可维持电压标识为节电参数。在任一情况下,所标识的电压专用于组件38,并反映组件38的实际的特性而不是在多个组件之中共享的“最坏情况”值。多路复用逻辑40确定用于节电参数的控制值39,并将该控制值39应用于电压调节器34以降低电压。控制值39本质上可确立用于控制电压调节器34的内部转换的基准电压。所示的组件38还包括存储装置46,其中组件38从诸如制造过程48、基本输入/输出系统(BIOS)过程50、操作系统指导的功率管理(OS-PM)过程52等过程接收节电参数,并将该节电参数存储到存储装置46。制造过程48的一个例子是组件制造过程,其中制造并测试组件38,然后基于测试结果将节电参数写入存储装置46。制造过程48的另一个例子是板组装过程,其中组件38在其与其它组件一起组装在电路板上时被测试,然后将节电参数存储到存储装置46。存储装置46可以是寄存器、可编程保险丝、可擦可编程只读存储器(EPROM/闪存)或任何其它适当类型的存储装置。应该注意,取决于环境,可将多个节电参数存储于存储装置46,其中多路复用逻辑40基于所接收的通知选择适当的参数。还应注意,利用存储装置46存储节电参数数据提供了比传统方法大得多的灵活性,因为电压调节器34可在制造过程很久之后才被有效地编程。实际上,控制值39可基于贯穿架构32的生命周期改变的节电参数。例如,OS-PM过程52可确定由于组件38随时间的劣化节电参数应增大。在这一情况下,节电参数可通过将一不同的值存储于存储装置46来容易地修改。图8示出在54处标识节电参数的过程。过程54可在利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法包括:从电压调节器向计算系统组件施加电压;以及基于专用于所述组件的节电参数降低所述电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:E罗特姆A纳韦A科恩费德T库尔茨
申请(专利权)人:英特尔公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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