温度控制装置及方法与流程

本公开涉及电子技术领域，尤其涉及一种温度控制装置及方法。

背景技术：

半导体器件产生的热量来源于芯片的功耗，热量的累积必定导致半导体结点温度的升高，随着结点温度的提高，半导体器件性能将会下降，因此芯片厂家都有规定半导体器件的结点温度。在普通数字电路中，由于低速电路的功耗较小，在正常的散热条件下，芯片的温升不会太大，所以不用考虑芯片的散热问题。而在高速电路中，芯片的功耗较大，在正常条件下的散热不能保证芯片的结点温度不超过允许工作温度，因此需要考虑芯片的散热问题。相关技术中，在多芯片级联时，无法管控各个链路中不同芯片的温度，整体链路的安全性较差。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开提出了一种温度控制方法及装置，可以防止链路中某个芯片出现过高或超低温，保证整体链路安全有效运行。

根据本公开的一方面，提供了一种温度控制装置。所述装置包括：

串联的多个处理芯片，每个处理芯片中设置有温度传感部件；

控制芯片，连接到所述多个处理芯片中的第一级处理芯片，所述控制芯片被配置为：

获取目标处理芯片的温度传感部件感测的温度数据，所述目标处理芯片是所述多个处理芯片中的至少一个；

根据预设的多个温度区间以及所述温度数据，确定所述多个处理芯片当前所在的第一温度区间；

根据所述多个处理芯片的计算效能以及所述第一温度区间，判断是否满足温度调控条件；

在满足温度调控条件时，执行与所述温度调控条件对应的温度调控策略。

在一种可能的实现方式中，所述控制芯片还被配置为：

根据预设的多个工作频率，分别获取所述多个处理芯片在每个工作频率工作时的各组温度数据；

根据多组温度数据，分别确定所述多个处理芯片的多个第二温度区间；

对所述多个第二温度区间进行合并及划分处理，获得所述多个温度区间，

其中，每个温度区间的温度偏差大于或等于各个第二温度区间的温度偏差。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述多个处理芯片的计算效能以及所述第一温度区间，判断是否满足温度调控条件，包括：

在所述第一温度区间的温度最小值大于第一温度阈值，且所述多个处理芯片的计算效能大于或等于第一阈值时，判断满足第一温度调控条件，

其中，在满足温度调控条件时，执行与所述温度调控条件对应的温度调控策略，包括：

在满足所述第一温度调控条件时，降低所述多个处理芯片的工作频率。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述多个处理芯片的计算效能以及所述第一温度区间，判断是否满足温度调控条件，包括：

在所述第一温度区间的温度最小值大于第一温度阈值，且所述串联的多个处理芯片的计算效能小于第一阈值时，判断满足第二温度调控条件，

其中，在满足温度调控条件时，执行与所述温度调控条件对应的温度调控策略，包括：

在满足所述第二温度控制条件时，提高所述温度控制装置的散热模块的运行速率。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述多个处理芯片的计算效能以及所述第一温度区间，判断是否满足温度调控条件，包括：

在所述第一温度区间的温度最大值小于第二温度阈值时，判断满足第三温度调控条件，

其中，在满足温度调控条件时，执行与所述温度调控条件对应的温度调控策略，包括：

在满足所述第三温度调控条件时，提高所述多个处理芯片的工作频率和/或降低所述温度控制装置的散热模块的运行速率。

在一种可能的实现方式中，所述目标处理芯片被配置为：

当所述目标处理芯片的温度大于或等于第一预设温度时，产生第一预警信号；

向所述控制芯片发送所述第一预警信号。

在一种可能的实现方式中，所述目标处理芯片被配置为：

当所述目标处理芯片的温度小于或等于第二预设温度时，产生第二预警信号；

向所述控制芯片发送所述第二预警信号。

在一种可能的实现方式中，计算效能是所述目标处理芯片已处理数据量与总数据量的比值。

在一种可能的实现方式中，所述多个温度区间的温度范围连续且不重叠。

根据本公开的另一方面，提供了一种温度控制方法。所述方法应用于温度控制装置的控制芯片，所述温度控制装置还包括串联的多个处理芯片，所述控制芯片连接到所述多个处理芯片中的第一级处理芯片，

所述方法包括：

获取目标处理芯片的温度传感部件感测的温度数据，所述目标处理芯片是所述多个处理芯片中的至少一个；

根据预设的多个温度区间以及所述温度数据，确定所述多个处理芯片当前所在的第一温度区间；

根据所述多个处理芯片的计算效能以及所述第一温度区间，判断是否满足温度调控条件；

在满足温度调控条件时，执行与所述温度调控条件对应的温度调控策略。

根据本公开实施例的一种温度控制装置及方法，该装置包括串联的多个处理芯片和控制芯片，每个处理芯片中设置有温度传感部件，控制芯片连接到多个处理芯片中的第一级处理芯片。控制芯片被配置为：获取目标处理芯片的温度传感部件感测的温度数据；根据预设的多个温度区间以及温度数据，确定多个处理芯片当前所在的第一温度区间；根据多个处理芯片的计算效能以及第一温度区间，判断是否满足温度调控条件；在满足温度调控条件时，执行与温度调控条件对应的温度调控策略。本公开实施例能够即时管控链路中各个芯片的工作状态，防止出现过高温或超低温，从而保证整体链路安全有效运行。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出根据本公开一实施例的温度控制装置的框图；

图2示出根据本公开一实施例的处理芯片的框图；

图3示出根据本公开一实施例的温度控制方法的流程图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

图1示出根据本公开一实施例的温度控制装置的框图。

如图1所示，温度控制装置包括串联的多个处理芯片1和控制芯片2，每个处理芯片1中设置有温度传感器(未示出)，控制芯片2连接到多个处理芯片1的第一级处理芯片，控制芯片被配置为：

获取目标处理芯片的温度传感部件感测的温度数据，目标处理芯片是多个处理芯片1中的至少一个；根据预设的多个温度区间以及温度数据，确定多个处理芯片当前所在的第一温度区间；根据多个处理芯片1的计算效能以及第一温度区间，判断是否满足温度调控条件；在满足温度调控条件时，执行与温度调控条件对应的温度调控策略。

根据本公开的实施例，温度控制装置能够及时管控多个处理芯片的工作状态，防止某个芯片出现过高温或超低温，从而保证整体链路安全有效运行。

在本实施例中，多个处理芯片可以是大算力芯片，应用于多芯片级联的处理系统。多个处理芯片例如可应用于云计算和人工智能(ai)中，本公开对处理芯片的具体类型不作限制。

图2示出根据本公开一实施例的处理芯片的框图。如图2所示，处理芯片1内部设置有温度传感部件3。温度传感部件3可以是温度传感器，还可以是其他感测温度的器件，本公开对此不作限制。

在一种可能的实现方式中，控制芯片2用于控制管理多个处理芯片1。在运行期间，链路上的多个处理芯片1之间可能存在温度偏差，因此可预先测评整条链路上从前到后的温度偏差范围。

在一种可能的实现方式中，控制芯片还被配置为：

根据预设的多个工作频率，分别获取多个处理芯片在每个工作频率工作时的各组温度数据；

根据多组温度数据，分别确定多个处理芯片的多个第二温度区间；

对多个第二温度区间进行合并及划分处理，获得多个温度区间，

其中，每个温度区间的温度偏差大于或等于各个第二温度区间的温度偏差。

在该实现方式中，链路(chain)上有不同的芯片(chip)，由于多种原因比如芯片生成的差异性、内部数据翻转率(togglerate)、离散热风扇的距离等都会导致它们的工作温度可能不一样。链路上从前面到后面的芯片温度具有偏差，需要根据这个温度偏差范围去调整链路的工作频率。

举例来说，如图1所示的链路(chain)上有n个芯片，分别用chip1、chip2、chip3、……chipn表示，可配置初始工作频率，获取n个芯片在初始工作频率下的温度值，得出一个温差范围；增加工作频率，获得该工作频率下链路上n个芯片的温度值，再得出一个偏差范围；以此类推，逐级增加频率，可测评整条链路上从前到后的n个芯片的温度偏差范围。

例如，控制芯片可以预设频率f1＝100m、f2＝300m、f3＝500m。如图1所示的链路中，假设该链路上芯片个数为3，即n＝3，则可获取处理芯片chip1、chip2、chip3在每个工作频率f1、f2、f3工作时的各组温度数据。例如，处理芯片chip1、chip2、chip3在f1工作时温度数据分别对应为t1¹＝25℃、t1²＝28℃、t1³＝26℃，t1¹、t1²、t1³构成t1温度数据组；在f2工作时温度数据分别对应为t2¹＝37℃、t2²＝40℃、t2³＝45℃，t2¹、t2²、t2³构成t2温度数据组；在f3工作时温度数据分别对应为t3¹＝43℃、t3²＝47℃、t3³＝52℃，t3¹、t3²、t3³构成t3温度数据组。可以根据实际电路功能需求对链路数量，每条链路上芯片的数量及预设的多个工作频率进行设置，本公开对此不作限制。

在该实现方式中，根据多组温度数据t1、t2、t3，可分别确定多个处理芯片的多个第二温度区间，比如温度数据组t1确定的第二温度区间为[25℃,28℃]，温度数据组t2确定的第二温度区间为[37℃,45℃]，温度数据组t3确定的第二温度区间为[43℃,52℃]。多个第二温度区间之间可能会有重叠部分，也可能会有非连续部分，比如第二温度区间[25℃,28℃]与[35℃,45℃]不连续，[35℃,45℃]与[43℃,52℃]有重叠部分。

在该实现方式中，可对多个第二温度区间[25℃,28℃]、[37℃,45℃]及[43℃,52℃]进行合并处理，得到总体的温度区间[25℃,52℃]，并对总体的温度区间进行划分获得多个温度区间[25℃,34℃)、[34℃,43℃)和[43℃,52℃]。可以根据实际链路中芯片工作需要对第二温度区间进行划分，本公开对此不作限制。

在一种可能的实现方式中，多个温度区间的温度范围连续且不重叠。

在该实现方式中，多个温度区间[25℃,34℃)、[34℃,43℃)和[43℃,52℃]连续且不重叠，且多个温度区间的温度偏差大于或等于各个第二温度区间的温度偏差，多个温度区间的温度偏差为9℃，第二温度区间[25℃,28℃]、[37℃,45℃]及[43℃,52℃]的温度偏差分别为3℃、8℃及9℃。

通过上述方式，可以获得多个温度区间(温度档位)，为后续评估链路整体温度情况以及执行温度调控策略提供数据参考。

在一种可能的实现方式中，在确定多个温度区间(温度档位)后，控制芯片可通过仅获取链路上的多个处理芯片中的一个或几个芯片的温度数据，来评估链路的整体温度情况。

举例来说，控制芯片可获取多个处理芯片中的目标处理芯片的温度数据。该目标处理芯片是多个处理芯片中的至少一个。如果该目标处理芯片是多个处理芯片中的某一个芯片，则可以直接读取该芯片的温度数据；如果目标处理芯片是多个处理芯片中的某几个芯片(部分芯片)，则可以对这些芯片的温度数据求取平均值，将该平均值作为得到的温度数据。本公开对目标处理芯片的数量，以及目标处理芯片为多个时的温度数据的求取方式不作限制。

在一种可能的实现方式中，在获取到目标处理芯片的温度数据后，控制芯片可根据预先设定的多个温度区间，确定多个处理芯片当前所在的第一温度区间。

在该实现方式中，例如图1所示的链路中目标处理芯片为chip2，chip2在频率f2＝100m的温度为40℃。根据预设的多个温度区间[25℃,34℃)、[34℃,43℃)和[43℃,52℃]，控制芯片可以将chip2的温度40℃所在的温度区间为[34℃,43℃)确定为多个处理芯片当前所在的第一温度区间。

在一种可能的实现方式中，控制芯片可获取多个处理芯片的计算效能。计算效能可表示为多个处理芯片当前已处理的数据量与总处理数据量的比值。例如，多个处理芯片当前已处理的数据量是9000字节，总处理数据量是10000字节，计算效能是0.9。

在一种可能的实现方式中，根据多个处理芯片的计算效能及链路上多个处理芯片的第一温度区间([34℃,43℃))，判断是否满足温度调控条件。如果满足温度调控条件时，控制芯片执行与温度调控条件对应的温度调控策略。

通过上述方式，可以获得链路上所有芯片的温差范围，根据多个芯片的温度数据对整体链路的温度进行控制，防止链路中某个芯片出现过高温或过低温，保证整体链路安全有效的运行。

在一种可能的实现方式中，根据多个处理芯片的计算效能以及第一温度区间，判断是否满足温度调控条件的步骤可包括：

在第一温度区间的温度最小值大于第一温度阈值，且多个处理芯片的计算效能大于或等于第一阈值时，判断满足第一温度调控条件，

其中，在满足温度调控条件时，执行与温度调控条件对应的温度调控策略的步骤可包括：

在满足第一温度调控条件时，降低多个处理芯片的工作频率。

在该实现方式中，如果多个处理芯片的第一温度区间为[43℃,52℃]，且第一温度阈值为40℃，则可以确定第一温度区间的温度最小值(43℃)大于第一温度阈值(40℃)；如果多个处理芯片的计算效能的第一阈值为0.8，且多个处理芯片的计算效能为0.9，则可以确定多个处理芯片的计算效能(0.9)大于第一阈值(0.8)。此时，确定满足第一温度调控条件，可降低多个处理芯片的工作频率。

在该情况下，温度超出阈值但大部分数据已计算完成，对工作频率的需求降低，可以采用降低多个处理芯片的工作频率的方式来降低多个处理芯片的温度，确保整个链路的安全性。

应当理解，可以根据实际芯片的性能及链路需求确定第一温度阈值以及计算效能的第一阈值，本公开对此不作限制。

在一种可能的实现方式在，根据多个处理芯片的计算效能以及第一温度区间，判断是否满足温度调控条件的步骤可包括：

在第一温度区间的温度最小值大于第一温度阈值，且串联的多个处理芯片的计算效能小于第一阈值时，判断满足第二温度调控条件，

其中，在满足温度调控条件时，执行与温度调控条件对应的温度调控策略的步骤可包括：

在满足第二温度控制条件时，提高温度控制装置的散热模块的运行速率。

在该实现方式中，如果多个处理芯片的第一温度区间为[43℃,52℃]，且第一温度阈值为40℃，则可以确定第一温度区间的温度最小值(43℃)大于第一温度阈值(40℃)；如果多个处理芯片的计算效能的第一阈值为0.8，且多个处理芯片的计算效能为0.6，则可以确定多个处理芯片的计算效能(0.6)小于第一阈值(0.8)。此时，确定满足第二温度调控条件，可提高温度控制装置的散热模块的运行速率(例如提高风扇的转速或提高冷却液的流速)。本公开对散热的具体方式不作限制。

在该情况下，温度超出阈值且已计算完成的数据量不足，对工作频率的需求仍然较高，不能通过降低工作频率的方式来降温。因此，可通过提高风扇的转速或提高冷却液的流速等方式来降低多个处理芯片的温度，确保整个链路的安全性。

通过上述方式，当目标芯片温度超过第一阈值温度时，控制芯片可以对处理芯片采取相应的温度调控策略，以防止链路中的芯片出现高温而影响整个系统的计算效能。

在一种可能的实现方式中，根据多个处理芯片的计算效能以及第一温度区间，判断是否满足温度调控条件的步骤可包括：

在第一温度区间的温度最大值小于第二温度阈值时，判断满足第三温度调控条件，

其中，在满足温度调控条件时，执行与所述温度调控条件对应的温度调控策略的步骤可包括：

在满足第三温度调控条件时，提高多个处理芯片的工作频率和/或降低温度控制装置的散热模块的运行速率。

在该实现方式中，如果多个处理芯片的第一温度区间为[25℃,34℃)，且第二温度阈值为35℃，则可以确定第一温度区间的温度最大值(34℃)小于第二温度阈值(35℃)。此时，确定满足第三温度调控条件，可提高多个处理芯片的工作频率和/或降低温度控制装置的散热模块的运行速率。本公开对第二温度阈值的具体取值方式不作限制。

在该情况下，可以认为链路中的各个芯片温度过低，可提高多个处理芯片的工作频率；或者采用降低温度控制装置的散热模块的运行效率(比如降低芯片上风扇的转速或降低冷却液的流速)。应当理解，可以根据实际散热装置选择合适的降温策略，本公开对此不作限制。

通过上述方式，当目标芯片的温度低于第二阈值时，控制芯片可以对处理芯片采用相应的温度调控策略，以防止链路中目标芯片出现超低温而影响整个系统的计算效能。

根据本公开的实施例，可使得链路上的各个处理芯片支持高低温预警的功能。

在一种可能的实现方式中，多个处理芯片中的目标处理芯片被配置为：

当目标处理芯片的温度大于或等于第一预设温度时，产生第一预警信号；

向控制芯片发送第一预警信号。

在该实现方式中，每个处理芯片都可以支持当处理芯片的温度大于或等于第一预设温度时，产生并向控制芯片发出第一预警信号(高温预警中断)，避免芯片温度超过温度耐受值被烧毁。其中，第一预警信号可以是预先设定的数字序列。第一预设温度可例如取值为60℃，本公开对第一预设温度的具体取值不作限制。

在一种可能的实现方式中，多个处理芯片中的目标处理芯片被配置为：

当目标处理芯片的温度小于或等于第二预设温度时，产生第二预警信号；

向控制芯片发送第二预警信号。

在该实现方式中，每个处理芯片都可以支持当处理芯片的温度小于或等于第二预设温度时，产生并向控制芯片发送第二预警信号(低温预警中断)。第二预警信号可以是预先设定的数字序列。第二预设温度可例如取值为10℃，本公开对第二预设温度的具体取值不作限制。

通过上述方式，控制芯片可以不用实时去监控每个芯片的温度，只需根据第一预警信号或第二预警信号来中断处理芯片的工作，大大提高了控制效率和安全性。

图3示出根据本公开一实施例的温度控制方法的流程图。

在一种可能的实现方式中，该方法应用于温度控制装置的控制芯片，该温度控制装置还包括串联的多个处理芯片，控制芯片连接到多个处理芯片中的第一级处理芯片，

该方法包括步骤s11至步骤s14：

在步骤s11中，获取目标处理芯片的温度传感部件感测的温度数据，目标处理芯片是多个处理芯片中的至少一个；

在步骤s12中，根据预设的多个温度区间以及温度数据，确定多个处理芯片当前所在的第一温度区间；

在步骤s13中，根据多个处理芯片的计算效能以及第一温度区间，判断是否满足温度调控条件；

在步骤s14中，在满足温度调控条件时，执行与温度调控条件对应的温度调控策略。

通过这种方法，可以即时管控每个处理芯片的工作状态，防止某个处理芯片出现过高温或超低温波及整个链路系统的处理能力。

本公开实施例所提供的温度控制装置，该装置包括串联的多个处理芯片和控制芯片，每个处理芯片中设置有温度传感部件，控制芯片连接到多个处理芯片中的第一级处理芯片。控制芯片被配置为：获取目标处理芯片的温度传感部件感测的温度数据；根据预设的多个温度区间以及温度数据，确定多个处理芯片当前所在的第一温度区间；根据多个处理芯片的计算效能以及第一温度区间，判断是否满足温度调控条件；在满足温度调控条件时，执行与温度调控条件对应的温度调控策略。本公开实施例能够即时管控每个芯片的工作状态，防止某个芯片出现过高温或超低温，从而保证整体链路安全有效运行。

根据本公开实施例的温度控制装置及方法，在多个芯片级联情况下，对整个链路进行温度监测以及链路的温度偏差评估；随机读取某个芯片的温度，根据温度偏差值来进行温度控制处理；每个芯片设置高温预警和低温预警模式，来自动反馈各个芯片的工作情况，提高整体链路的工作安全性和稳定性。

需要说明的是，尽管以上述实施例作为示例介绍了温度控制装置及方法，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定各步骤，只要符合本公开的技术方案即可。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。