抢先热管理方法和系统技术方案

公开了基于高速缓存性能的用于计算系统的抢先热管理方法、设备和产品，计算系统具有处理器、可操作地耦接到处理器的被高速缓存的计算机存储器、以及可操作地耦接到处理器的处理器高速缓存，处理器高速缓存能够存储被高速缓存的计算机存储器的存储器内容的子集，其包括：由处理器尝试从处理器高速缓存检索被高速缓存的计算机存储器的存储器内容的部分，其导致处理器高速缓存的高速缓存未命中；由处理器跟踪计算系统中的处理器高速缓存的高速缓存未命中统计，高速缓存未命中统计描述处理器高速缓存的高速缓存未命中；以及取决于高速缓存未命中统计来管理计算系统的热管理装置，热管理装置可操作地耦接到处理器，并且能够管理计算系统的温度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据处理，或者，更具体地，涉及基于高速緩存(cache)性能 的用于计算系统的抢先热管理(preemptive thermal management)的方法、i殳备和产品。
技术介绍
1948年的EDVAC计算机系统的开发经常被引用作为计算机时代的开端。 自从那时起，计算机系统已经发展成为极为复杂的装置。今天的计算机比早 期的诸如EDVAC的系统复杂很多。典型地，计算机系统包括硬件和软件组 件的结合、应用程序、操作系统、处理器、总线、存储器、输入/输出装置等 等。随着半导体工艺和计算机架构的进步促使计算机的性能越来越高，更复 杂的计算机软件已经演化到采用更高性能的硬件的优点，使得今天的计算机 系统比仅仅几年以前都强大了很多。为了提供强大的计算机资源，计算机架构师必须设计强大的计算机处理 器和高速存储器模块。例如，当前的高速存储器模块每秒可以操作超过十亿 个周期。操作这些计算机处理器和存储器模块要求大量的功率，这越来越造 成对热管理方面的挑战。当前的冷却解决方案监视装置上的温度传感器、或 者检测排气温度的传感器。在这些温度超过特定阈值时，当前的解决方案调 用外部的处理或者机制以增加冷却量，从而努力减小总体温度。然而，这些 解决方案的缺点在于，这些解决方案在温度的增加已经实际发生之后，才响 应于温度增加。在冷却系统的响应和对温度的响应的效果之间的延迟时间导 致温度阈值被超过，产生警告消息，或者在更极端的情况下的热关机或故障。
技术实现思路
披露了用于基于高速緩存性能的用于计算系统的抢先热管理方法、设备 和产品，所述计算系统具有处理器、可操作地耦接到处理器的被高速缓存的 计算机存储器、以及可操作地耦接到处理器的处理器高速緩存，该处理器高5速缓存能够存储被高速缓存的计算机存储器的存储器内容的子集，其包括 由处理器尝试从处理器高速緩存检索被高速缓存的计算机存储器的存储器内 容的部分，其导致处理器高速緩存的高速緩存未命中(miss);由处理器跟踪计 算系统中的处理器高速緩存的高速緩存未命中统计，所述高速緩存未命中统 计描述处理器高速緩存的高速缓存未命中；以及取决于高速緩存未命中统计， 管理用于计算系统的热管理装置，该热管理装置可操作地耦接到处理器，并 能够管理计算系统的温度。从后面的如附图所示的本专利技术的示例性的实施例的更为具体的描述中， 本专利技术的上述内容和其它目标、特性及优点将变得显而易见，其中，附图中 相似的附图标记一^l殳代表本专利技术的示例性的实施例的相似部分。附图说明图1示出了根据本专利技术的实施例的、在基于高速緩存性能的用于计算系 统的抢先热管理中使用的示例性计算系统的框图。图2示出了图解根据本专利技术的实施例的、基于高速缓存性能的用于计算 系统的抢先热管理的示例性方法的流程图。图3示出了图解根据本专利技术的实施例的、基于高速緩存性能的用于计算 系统的抢先热管理的另 一示例性方法的流程图。具体实施例方式以图1开始，将结合附图描述根据本专利技术的基于高速緩存性能的用于计 算系统的抢先热管理的示例性方法、设备和产品。图l示出了根据本专利技术的 实施例的自动计算机器的框图，其包括在基于高速緩存性能的用于计算系统 的抢先热管理中使用的示例性计算系统(152)。图1的计算系统(152)包括至少 一个计算机处理器(156)、以及通过存储器总线(166)可操作地耦接到处理器 (156)和计算机(152)的其它组件的、实现为主存储器(168)的被高速緩存的计算 机存储器(168)。主存储器(168)在4个存储器模块(262、 264、 266、 268)中被 实现为随机存取存储器(RAM)。存储器模块是安装在印刷电路板上的一组 RAM集成电路。存储器模块可被实现为单同线存储器模块(SIMM)、双同线 存储器模块(DIMM)、以及对于本领域的技术人员将出现的其它形成要素。图1的计算系统(152)还包括可操作地耦接到处理器(156)的处理器高速緩存(276)。处理器高速緩存(276)能够存储用于与在从主存储器(168)自身访问 存储器内容时正常实现的相比由处理器(156)更快的访问的、被高速緩存的主 存储器(168)的存储器内容(155)的子集。存储并且以物理主存储器(168)的帧的 形式组织图1的存储器内容(155)。作为表组织图1的处理器高速緩存(276)， 在该表中，每个高速緩存条目包括帧号字段(112)、数据字段(130)、以及页重 写标志位(dirtybit)字段(132)。帧号字段(112)指定在处理器高速緩存(276)中被 高速缓存的主存储器中的特定帧。数据字段(130)存储由帧号字段(112)指定的 帧的存储器内容。页重写标志位字段(132)指示存储在数据字段(130)中的存储 器内容是否已经在该帧被载入处理器高速缓存(276)之后被修改。如上所述，根据本专利技术的实施例，通常，图1的示例性的计算系统(152) 进行操作，用于基于高速緩存性能的操作抢先热管理。根据本专利技术的实施例， 通常，示例性的计算系统(152)通过以下步骤来进行操作，用于基于高速緩存 性能的操作抢先热管理，所述步骤为由处理器(156)尝试从处理器高速緩存 (276)检索被高速緩存的计算机存储器(168)的存储器内容(155)的部分，其导致 处理器高速緩存(276)的高速緩存未命中；由处理器(156)跟踪计算系统(152) 中的处理器高速緩存(276)的高速緩存未命中统计(104),所述高速缓存未命中 统计(104)描述处理器高速緩存(276)的未命中；以及取决于高速缓存未命中， 为计算系统(152)管理热管理装置(110),热管理装置(110)可冲喿作地耦接到处理 器(156),并且能够管理计算系统(152)的温度。当处理器(156)尝试从处理器高速緩存(276)检索被高速缓存的计算机存 储器(168)的存储器内容(155)的部分、并且该特定内容没有被存储在该高速緩 存(276)中时，发生高速緩存未命中。这样，处理器必须从被高速缓存的计算 机存储器(168)自身而不是从处理器高速緩存(276)检索存储器内容(155)的该 部分。典型地，由于大量的高速緩存未命中会增加计算系统(152)的整体热能， 所以，根据本专利技术的实施例的基于高速緩存性能的抢先热管理允许计算系统 (152)在显著的温度增加实际发生之前，抢先冷却该计算系统。图1的示例性的计算系统(152)还包括热管理系统(106)。图1的热管理系 统(106)由能够管理热管理装置和传感器以管理计算系统(152)的热环境的各 种硬件和软件组件组成，例如，微控制器以及非易失性存储器。热管理系统 (106)已经在其上安装有控制模块(108)、根据本专利技术的实施例的用于基于高速 緩存性能的抢先热管理的一组计算机程序指令。通常，控制模块(108)可进行操作，用于通过取决于从处理器(156)接收的热控制信号来控制热管理装置 (110)，而进行根据本专利技术的实施例的基于高速緩存性能的用于计算系统的抢 先热管理。在其它实施例中，控制模块(108)可进行操作，用于通过从处理器 (156)轮询(poll)处理器高速緩存(276)的高速缓存未命中统计(104)、并且取决 于高速缓存未命中统计(104)来控制热管理装置(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于基于高速缓存性能的用于计算系统的抢先热管理方法，所述计算系统具有处理器、可操作地耦接到该处理器的被高速缓存的计算机存储器、以及可操作地耦接到该处理器的处理器高速缓存，该处理器高速缓存能够存储被高速缓存的计算机存储器的存储器内容的子集，所述方法包括：　由该处理器尝试从该处理器高速缓存检索被高速缓存的计算机存储器的存储器内容的部分，其导致该处理器高速缓存的高速缓存未命中；　由该处理器跟踪该计算系统中的该处理器高速缓存的高速缓存未命中统计，该高速缓存未命中统计描 述处理器高速缓存的高速缓存未命中；以及　取决于该高速缓存未命中统计来管理计算系统的热管理装置，该热管理装置可操作地耦接到该处理器，并且能够管理计算系统的温度。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：查利斯L普林顿，迈克尔L斯科拉德，维克托A斯坦科维克，伊万R扎帕塔，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]