用于动态辅助控制的系统级硬件机制技术方案

本发明专利技术涉及用于动态辅助控制的系统级硬件机制。各种实施例包括动态调整存储器设备性能特征(例如动态辅助控制、动态加速模式等)的计算机存储器系统，以提高存储器系统中存储器设备的性能。存储器系统基于相对于阈值电压的工作电压而启用或禁用存储器设备性能特征。如果工作电压在一个方向上超过阈值电压，则存储器设备系统启用存储器设备性能特征。如果工作电压在另一方向上超过阈值电压，则存储器系统禁用存储器设备性能特征。各种技术使得即使对于可能包括数以万计的采用存储器设备性能特征的设备的复杂集成电路也能够采用存储器设备性能特征。备性能特征。备性能特征。

【技术实现步骤摘要】
用于动态辅助控制的系统级硬件机制


[0001]各种实施例总体上涉及计算机存储器系统，并且更具体地涉及用于动态辅助控制的系统级硬件机制。

技术介绍

[0002]计算机系统除了其他之外通常包括一个或更多个处理单元，例如中央处理单元(CPU)和/或图形处理单元(GPU)，以及一个或更多个存储器系统。一种类型的存储系统称为系统存储器，它可供一个或更多个CPU和一个或更多个GPU访问。另一种类型的存储器系统是图形存储器，通常只能由一个或更多个GPU访问。这些存储器系统包括多个存储器设备。在系统存储器和/或图形存储器中采用的一种示例存储器设备是静态随机存取存储器(SRAM)。
[0003]随着集成电路技术的改进，CPU、GPU和存储器设备上的特征和组件的尺寸减小，从而产生各种益处，例如更小、更节能的组件和提高的设备性能。集成电路由工艺节点标识，其中工艺节点指示用于制造各种器件的半导体制造工艺和设计规则。总体而言，工艺节点越小，集成电路上的特征就越小，从而导致更小、更快和更节能的组件。例如，5纳米(nm)工艺节点相对于16纳米(nm)工艺节点而言，可产生更小、更快和更节能的组件。类似地，3nm工艺节点相对于5nm工艺节点或16nm工艺节点等而言，会产生更小、更快且更节能的组件。
[0004]较小工艺节点的一个缺点是工作电压范围随着工艺节点的减小而减小。这种效应对于诸如SRAM存储器设备的存储器设备是显着的。例如，考虑根据16nm工艺节点制造的器件，该器件在最小电压(Vmin)和最大电压(Vmax)之间工作。向Vmin降低工作电压会以降低性能为代价降低功耗，而向Vmax增加工作电压会以增加功耗为代价提高性能。根据5nm工艺节点制造的对应器件可以具有如下的工作电压范围：其有基本相同的Vmax电平但更高的Vmin电平。结果，5nm器件的工作电压无法降低到16nm器件相应的工作电压，从而导致更高的功耗。
[0005]该问题的一种解决方案是采用SRAM辅助技术，该技术包括用于辅助读操作的读辅助和用于辅助写操作的写辅助。SRAM辅助技术允许将工作电压降低到低于没有SRAM辅助控制技术的设备的Vmin的Vmin水平。因此，相对于没有SRAM辅助技术的相应设备，具有SRAM辅助技术的设备可以以更低的功耗工作。然而，SRAM辅助技术的一个缺点是启用SRAM辅助技术的设备的Vmax也可能被降低，导致具有SRAM辅助技术的设备相对于没有SRAM辅助技术的相应设备最大性能较低。
[0006]如上所述，本领域需要更有效的技术来提高较小的工艺节点的集成电路的工作电压范围。

技术实现思路

[0007]本公开的各种实施例阐述了一种用于控制存储器设备性能特征的计算机实现的方法。该方法包括确定工作电压在第一方向上已经超过第一阈值电压。该方法还包括：作为
响应，启用第一存储器设备的存储器设备性能特征。该方法还包括确定工作电压在第二方向上已经超过第二阈值电压。该方法还包括：作为响应，禁用第一存储器设备的存储器设备性能特征。
[0008]其他实施例包括但不限于实现所公开的技术的一个或更多个方面的系统，以及包括用于执行所公开的技术的一个或更多个方面的指令的一个或更多个计算机可读介质。
[0009]所公开的技术相对于现有技术的至少一个技术优势在于：使用所公开的技术，SRAM存储器设备相对于具有静态辅助的设备具有更大的工作电压范围。通过在较低的工作电压下启用动态辅助控制，降低了Vmin，从而降低了最小功耗。通过在更高的工作电压下禁用动态辅助控制，增加了Vmax，从而提高了最大性能。所公开的技术的另一技术优势在于：为动态辅助控制而部署的控制机制可以附加地或替代地用于其他存储器性能特征，从而实现对加速模式(turbo mode)和/或其他性能特征的动态控制。这些技术优势代表了对现有技术方法的一项或更多项技术改进。
附图说明
[0010]为了能够详细理解上述各种实施例所记载的特征的方式，可以通过参考各种实施例对以上简要概括的本专利技术构思进行更具体的描述，其中一些实施例被示出在附图中。然而，应当注意，附图仅图示了本专利技术构思的典型实施例，因此不应被视为以任何方式限制范围，并且存在其他同样有效的实施例。
[0011]图1是被配置为实现各种实施例的一个或更多个方面的计算机系统的框图；
[0012]图2示出了根据各种实施例的、用于在图1的计算机系统的系统存储器和/或并行处理存储器中包括的各种存储器设备的工作电压范围；
[0013]图3是根据各种实施例的、用于图1的计算机系统的动态辅助控制的动态辅助控制系统的框图；
[0014]图4是根据各种实施例的、图3的动态辅助控制系统的安全温度LUT的更详细框图；
[0015]图5是根据各种实施例的、图3的动态辅助控制系统的辅助发生器的更详细框图；
[0016]图6是根据各种实施例的、图3的动态辅助控制系统的时钟门控握手的更详细框图；
[0017]图7是根据各种实施例的、用于图1的计算机系统的本地动态辅助控制逻辑的框图；
[0018]图8是根据各种实施例的、用于图1的计算机系统的动态辅助控制的时钟源快速减速机制的框图；
[0019]图9是示出根据各种实施例的、与图1的计算机系统的动态辅助控制相关的信号的时序图；以及
[0020]图10是根据各种实施例的、用于控制图1的计算机系统的存储器设备性能特征的方法步骤的流程图。
具体实施方式
[0021]在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对各种实施例的更透彻的理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些特定细节中的一个或更多个的情况下
实践本专利技术构思。
[0022]系统概述
[0023]图1是被配置为实现各种实施例的一个或更多个方面的计算机系统100的框图。如图所示，计算机系统100包括但不限于通过存储器桥105和通信路径113耦合到并行处理子系统112的中央处理单元(CPU)102和系统存储器104。存储器桥105经由系统存储器控制器130耦合到系统存储器104。存储器桥105进一步经由通信路径106耦合到I/O(输入/输出)桥107，并且I/O桥107转而耦合到交换机116。并行处理子系统112经由并行处理子系统(PPS)存储器控制器132耦合到并行处理存储器134。
[0024]在运作中，I/O桥107被配置为从输入设备108(例如键盘或鼠标)接收用户输入信息，并将输入信息转发到CPU 102以通过通信路径106和存储器桥105进行处理。交换机116被配置为在I/O桥107和计算机系统100的其他组件之间提供连接，例如网络适配器118和各种附加卡120和121。
[0025]还如图所示，I/O桥107耦合到系统盘114，系统盘114可以被配置为存储内容和应用程序以及供CPU 102和并行处理子系统112使用的数据。一般而言，系统盘114提供用于应用程序和数据的非易失性存储，可能包括固定或可移除硬盘驱动器、闪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制存储器设备性能特征的计算机实现的方法，所述方法包括：确定工作电压在第一方向上已经超过第一阈值电压；作为响应，启用第一存储器设备的所述存储器设备性能特征；确定所述工作电压在第二方向上已经超过第二阈值电压；以及作为响应，禁用所述第一存储器设备的所述存储器设备性能特征。2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括将时钟源从根据第一电压
‑
频率曲线进行运作切换到根据第二电压
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频率曲线进行运作。3.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括从查找表中检索所述第一阈值电压或所述第二阈值电压中的至少一个。4.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括从访问受限的存储器中检索所述第一阈值电压或所述第二阈值电压中的至少一个。5.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：确定与所述第一存储器设备相关联的工作温度；将所述工作温度转换为索引；以及基于所述索引检索所述第一阈值电压或所述第二阈值电压中的至少一个。6.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：断言信号以在所述第一存储器设备处禁用时钟门控模式；等待所述信号传播到所述第一存储器设备；以及取消断言所述信号以在所述第一存储器设备处启用所述时钟门控模式。7.如权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：将与启用所述存储器设备性能特征相关联的信号传输到所述第一存储器设备；以及将所述信号与和所述第一存储器设备的第一时钟域相关联的第一时钟信号同步。8.如权利要求7所述的计算机实现的方法，还包括：将与启用所述存储器设备性能特征相关联的所述信号传输到第二存储器设备；以及将所述信号与和所述第二存储器设备的第二时钟域相关联的第二时钟信号同步。9.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中与禁用所述第一存储器设备的所述存储器设备性能特征对应的第一最大工作电压大于与启用所述第一存储器设备的所述存储器设备性能特征对应的第二最大工作电压。10.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述第一阈值电压不同于所述第二阈值电压。11.一种系统，包括：第一存储器设备；以及控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：辉达公司，
类型：发明
国别省市：