以主动负载转向预先取得热负载的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明揭示一种用于通过预先取得超过阈值的热能的产生来最大化便携式计算装置PCD中的服务质量QoS等级的方法和系统。所述方法包含接收用于所述PCD内的处理组件的工作负载请求。基于与处理组件相关联的热因素选择所述处理组件以分配工作负载。热因素可包括指示所述处理组件附近的实时热能产生的数据、从物理地接近所述处理组件的热产生组件的已知特性导出的预测性数据、用于所述处理组件的已排入队列的工作负载负荷等。基于所述热因素选择处理组件以分配所述工作负载。通过利用所述热因素来分配工作负载，可主动管理热产生，使得可减小对负面地影响QoS的反应性热减轻技术的依赖。
【专利说明】以主动负载转向预先取得热负载的方法和系统
【技术领域】【背景技术】
[0001]便携式计算装置(“pro”)对于个人及专业级人士来说正变成必需品。这些装置可包含蜂窝式电话、便携式数字助理(“PDA”)、便携式游戏控制台、掌上型计算机，及其它便携式电子装置。
[0002]P⑶的独特方面为其通常不具有像风扇的主动冷却装置，常在例如膝上型计算机及桌上型计算机等较大型计算装置中发现主动式冷却系统。因而，替代于使用风扇来管理热能产生，P⑶可利用用以减小由其处理组件主动地产生的热能的量的策略。举例来说，一些热管理策略试图通过将来自过载处理组件的工作负载再分配到替代处理组件来减少PCD中的热能产生。其它热管理策略试图通过降低供应到处理组件的电力频率来管理热能的主动产生。
[0003]当前热管理策略的一方面为常依靠用户经验来利用所述策略。举例来说，通过将工作负载负荷从具有高功率密度的子处理器移到具有较低功率密度的主处理器，可以计算速度为代价来减轻热能产生。即，归因于将工作负载从快速子处理器再分配到较慢主处理器，服务质量(“QoS”)可能受损。类似地，通过简单地减小处理器运行的时脉速度，处理器可产生较少热能，但将损失处理效率。
[0004]当前热管理策略的另一方面为其为被动的。默认工作负载分配算法仅在于PCD中识别到过量热能的条件时才由当前热管理策略操纵。同样，处理器时脉速度不减小，除非处理器已“在发热状态下运行”或倾向于所述方式。
[0005]简言之，实施当前热管理技术的“原因”通常是因为P⑶中的某一事物为热的或正变热。因此，由当前热管理技术提供的解决方案为减轻正在进行的热能产生。不实施当前热管理技术，因为PCD中的某一事物很可能或预期会变热。当前热管理技术不主动管理PCD中的热能产生。
[0006]因此，此项技术中需要用于通过预先取得过量热能的产生来最大化PCD性能的方法及系统。
【发明内容】
[0007]揭示一种用于通过预先取得超过阈值的热能的产生来最大化便携式计算装置(“PCD”)中的服务质量(“QoS”)等级的方法和系统。所述方法包含接收用于分配到包括多个处理组件的P⑶内的处理组件的工作负载请求。在接收到工作负载请求之后，基于与处理组件相关联的热因素的任何数目个组合来选择处理组件以分配工作负载。示范性热因素可包括指示在处理组件附近的实时热能产生的数据，例如热传感器测量值。其它示范性热因素可包括从物理地接近处理组件的热产生组件的已知特性导出的预测性数据。其它示范性热因素可表示用于处理组件的已排入队列的工作负载负荷。
[0008]利用热因素以将合格性因素指派到处理组件中的每一者。基于合格性因素，选择处理组件以分配工作负载。有利地，通过在选择处理组件时考虑各种热因素，可以如下方式来主动管理PCD中的热产生:使得可减小对负面地影响QoS的被动热减轻技术的依赖。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]在诸图中，除非另外指定，否则相同参考数字遍及各视图指代相同部分。对于具有字母符号指示(例如“102A”或“102B”)的参考数字，字母符号指示可区分同一图中存在的两个相同部分或元件。当参考数字意欲涵盖在所有图中具有相同参考数字的所有部分时，可省略用于参考数字的字母符号指示。
[0010]图1为呈无线电话形式的便携式计算装置(“PCD”)的示范性非限制性方面的功能框图，所述便携式计算装置用于实施用于辨识热条件及管理主动负载转向策略的方法和系统；
[0011]图2为说明用于图1中说明的芯片的硬件的示范性空间配置的功能框图；
[0012]图3为说明用于图1中说明的芯片的硬件的示范性空间配置及图1中说明的芯片外部的示范性组件的功能框图；
[0013]图4为图2中说明的芯片的热策略管理器(“TPM”)、主动负载转向(“PLS”)、驱动器块、处理组件、存储器与传感器之间的相应逻辑连接的功能框图；
[0014]图5为说明用于通过rcD中的主动负载转向预先取得热产生阈值的方法的逻辑流程图；
[0015]图6为说明用于按照主动负载转向实施例选择PCD中的待被分配工作负载的处理组件的子方法或子例程的逻辑流程图。
【具体实施方式】
[0016]词语“示范性”在本文中用以意谓“充当实例、个例或说明”。不必将本文中描述为“示范性”的任何方面解释为排他性、优选或优于其它方面。
[0017]在此描述中，术语“应用程序”还可包含具有可执行内容的文件，例如:目标码、指令码、字节码、标示语言文件及修补程序。另外，本文中所提及的“应用程序”还可包含性质上为不可执行的文件，例如可能需要打开的文件或需要存取的其它数据文件。
[0018]术语“内容”还可包含具有可执行内容的文件，例如:目标码、指令码、字节码、标示语言文件及修补程序。另外，如本文中所提及的“内容”也可包含性质上为不可执行的文件，例如可能需要打开的文件或需要存取的其它数据文件。
[0019]如此描述中所使用，术语“组件”、“数据库”、“模块”、“系统”、“热能产生组件”、“处
理组件”、“驱动器”及其类似者意欲指代与计算机有关的实体，其为硬件、固件、硬件与软件的组合、软件，或执行中的软件。举例来说，组件可为(但不限于)在处理器上执行的处理程序、处理器、物件、可执行程序、执行线程、程序和/或计算机。通过说明，计算装置上执行的应用程序及所述计算装置两者皆可为组件。一个或一个以上组件可驻留于处理程序和/或执行线程内，且组件可位于计算机上和/或分散于两个或两个以上计算机之间。另外，可从上面存储有各种数据结构的各种计算机可读媒体来执行这些组件。所述组件可例如根据具有一个或一个以上数据包的信号(例如，来自与本地系统、分散式系统中的另一组件互动和/或通过信号而在例如因特网等网络上与其它系统互动的组件的数据)通过本地和/或远程处理程序而通信。
[0020]在此描述中，术语“通信装置”、“无线装置”、“无线电话”、“无线通信装置”及“无线手机”可互换地使用。随着第三代(“3G”)及第四代(“4G”)无线技术的出现，较大带宽可用性已使得更多便携式计算装置能够有更多种无线能力。
[0021]在此描述中，术语“中央处理单元(“CPU”)”、“数字信号处理器(“DSP”)”及“芯
片”可互换地使用。
[0022]在此描述中，应理解，术语“热”及“热能”可结合能够产生或耗散能量的装置或组件使用，能量可以“温度”为单位加以测量。因此，应进一步理解，参考某一标准值，术语“温度”涵盖可指示“热能”产生装置或组件相对温暖或缺乏热的任何测量。举例来说，当两个组件处于“热”平衡时，两个组件的“温度”相同。
[0023]在此描述中，术语“工作负载”、“处理负载”及“处理工作负载”可互换地使用，且大体是针对与给定实施例中的给定处理组件相关联的处理负荷，或处理负荷的百分比。除了上文所定义者之外，“处理组件”、“计算块”或“热能产生组件”可为(但不限于)中央处理单元、图形处理单元、核心、主核心、子核心、处理区域、硬件引擎等或驻留于便携式计算装置内的集成电路内部或外部的任何组件。此外，就术语“热负载”、“热分布”、“热特征标记”、“热处理负载”及其类似者指示可在处理组件上执行的工作负载负荷来说，所属领域的技术人员将认为，这些“热”术语在本发明中的使用可与处理负载分布、处理负荷及处理速率有关。
[0024]在此描述中，术语“便携式计算装置”(“P⑶”)用以描述依靠有限容量电力供应器(例如，电池)而操作的任何装置。尽管电池操作的P⑶已使用几十年,但与第三代(“3G”)无线技术的出现耦合的可再充电电池中的技术进步已使得众多PCD能够具有多种能力。因此，P⑶可为蜂窝式电话、卫星电话、传呼机、PDA、智慧型电话、导航装置、智慧本(smartbook)或阅读器、平板计算机、媒体播放器、上述装置的组合、具有无线连接的膝上型计算机，以及其它者。
[0025]在此描述中，术语“驱动器”、“驱动器块”、“驱动器组件”及其类似者可互换地使用以指代PCD内可将工作负载分配、再分配或以其它方式分散到PCD内的可操作以处理工作负载的一个或一个以上组件的任何组件。因而，所属领域的技术人员将认识到，“驱动器”、“驱动器块”、“驱动器组件”、“工作负载驱动器”或其类似者可为(但不限于)图形调度器、操作系统(“0/S”)调度器等。
[0026]在典型情形中，便携式计算装置(“PCD”)可通过按全处理功率运行处理核心来处理数百万个指令/秒(“MIPS”)。在进行此操作时，核心将消耗特定量的电力。此导致相关联的量的所产生热能耗散。由按全处理功率运行的处理核心产生的热能对P⑶可能有害或可能无害。此外，由物理地接近运行的处理核心的组件产生的热能对PCD功能性可能有害或可能无害。然而，在不管来源如何，需要耗散的热能对PCD有害或可能对PCD为灾难性的情况下，可采取对策以减小处理核心上的工作负载负荷或减小核心运行的功率。无论采取任一方式，QoS皆将受损。
[0027]理论上，完全均衡PCD系统设计将自然地展现热均衡质量，使得可分散工作负载而不产生必需被动热减轻对策的热负载。在此理想情形中，被动热减轻对策可能并不如通常情况股为必要的，因为可经由简单“循环”分配算法有效地管理热负载，所述算法导致在整个P⑶上维持热平衡。
[0028]然而，如所属领域的技术人员可证实，此理想情形并非现实。如今的P⑶将许多功能性置于极其小的物理封装中。因此，处理组件通常不会遍及PCD均匀地间隔。相反地，组件常塞到P⑶中任何可发现空间处。另外，不可避免地，P⑶中的一些处理组件将定位于其它热能产生组件附近，而其它处理组件将驻留于“较冷”位置。此外，例如用户使用型式及处理组件规格等因素常与其它因素组合以使均一工作负载分配为不切实际的。
[0029]在将工作负载转向到PCD中的处理组件时权衡目前及预测热因素的热减轻技术可最大化用户体验且避免不必要的热能产生。值得注意地，如果可避免产生可能有害的热能，则PCD中的被动热减轻技术的实施可较不必要。有利地，通过利用主动热减轻技术，在原本将引起触发对被动减轻技术的需要的热条件的使用状况下，可维持高QoS等级。
[0030]主动负载转向技术可能够预先取得热负载的产生或指示热负载在PCD内于最佳时间及位置产生。举例来说，示范性主动负载转向技术可在将工作负载分配到处理组件之前考虑PCD内的任何数目的目前及预测条件。主动负载转向技术在分配工作负载之前可考虑的因素包含(但不限于):处理组件的物理裸片放置、处理组件与已知热能产生组件的接近性、芯片上的硬件布局所固有的热趋势、PCD中合格处理组件的数量、实时温度测量值、实时工作负载负荷、已排入队列的工作负载负荷、处理组件规格、与PCD中的各种组件相关联的历史数据、与用户动作或型式有关的历史数据等。
[0031]PCD可利用主动负载转向技术来避免热能的有害产生同时维持高QoS等级的情形的非限制性实例由飞机上的用户说明。举例来说，假设PCD用户最近已将PCD置于“飞行模式”。如所属领域的技术人员将知晓，将PCD置于“飞行模式”可停用其信号传输功能，使得用户不可发出或接收通信，但PCD的其它功能性对用户仍可用。
[0032]返回到示范性情形，某一高功率密度子处理器可在P⑶中物理地接近射频(“RF”)产生器组件，RF产生器组件以耗散高热能量而出名。因为PCD仅在最近才置于飞行模式，所以RF产生器组件从最近使用开始可仍为热的。用户可开始执行PCD上的引起工作负载请求的游戏应用程序。因此，因为游戏应用程序需要按高计算效率处理以获得最佳用户体验，所以PCD中的驱动器块默认将工作负载请求指派到高功率密度子处理器。
[0033]在实例中，温度读数指示在某一子处理器周围的区域接近热阈值，此可能归因于热RF产生器组件。由于热条件，被动热减轻策略可更动默认分配，且指示将工作负载请求分配到具有较低功率密度的主处理器。在此情形中，所属领域的技术人员将认识到，归因于主处理器的较慢计算效率，在提供游戏接口时用户体验可受损。在利用主动负载转向技术的P⑶中，可在分配算法中权衡P⑶最近置于飞行模式的事实，使得在某一子处理器附近测量的目前温度打折扣。即，因为RF产生器组件已停用，所以可推断与RF产生器相关联的热能耗散将继续减小，且因而主动负载转向技术可选择将游戏工作负载分配到某一子处理器。
[0034]仅出于说明性目的而提供以上实例，且以上实例不意欲限制且不限制可利用主动负载转向技术的情形的范围。此外，以上实例不限制可由主动负载转向方法或系统的任何给定实施例权衡及考虑的因素或因素的组合。因而，所属领域的技术人员将认识到，主动负载转向方法或系统的任何给定实施例不限于在PCD中分配处理工作负载之前利用任何特定热相关因素或因素的组合。[0035]图1为呈无线电话形式的P⑶100的示范性非限制性方面的功能框图，P⑶100用于实施用于辨识热条件及管理主动负载转向策略的方法和系统。按照一些实施例，PCD 100可经配置以管理和/或避免与指令处理相关联的热负载。如所展示，P⑶100包含芯片上系统102，芯片上系统102包含耦合在一起的多核心中央处理单元(“CPU”)110及模拟信号处理器126。CPU 110可包括第零核心222、第一核心224，及第N核心230，如所属领域的技术人员所理解。另外，替代于CPU 110，也可使用数字信号处理器(“DSP”)，如所属领域的技术人员所理解。
[0036]一股来说，热策略管理器模块101可负责监视及应用包含一个或一个以上热减轻技术的热策略，所述一个或一个以上热减轻技术可帮助PCD 100管理热条件和/或热负载且避免经历不利热条件(例如，达到临界温度)，同时维持高功能性等级。
[0037]图1还展示P⑶100可包含监视器模块114。监视器模块114与遍及芯片上系统102分散的多个操作传感器(例如，热传感器157)且与P⑶100的CPU 110以及与热策略管理器模块101通信。热策略管理器模块101可与监视器模块114及主动负载转向(“PLS”)模块109合作以识别不利热条件且应用包含如下文将进一步详细描述的一个或一个以上热减轻技术的热策略。
[0038]如图1中所说明，显示控制器128及触摸屏控制器130耦合到数字信号处理器110。芯片上系统102外部的触摸屏显示器132耦合到显示控制器128及触摸屏控制器130。
[0039]P⑶100可进一步包含视频编码器134，例如，相交替线(“PAL”)编码器、电视显示技术(“SECAM”)编码器、国家电视系统委员会(“NTSC”)编码器或任何其它类型的视频编码器134。视频编码器134耦合到多核心中央处理单元(“CPU”) 110。视频放大器136耦合到视频编码器134及触摸屏显示器132。视频端口 138耦合到视频放大器136。如图1中所描绘，通用串行总线(“USB”)控制器140耦合到CPU 110。而且，USB端口 142耦合到USB控制器140。存储器112及订户身分模块(SIM)卡146也可耦合到CPU 110。另外，如图1中所展示，数码相机148可稱合到CPU 110。在示范性方面中，数码相机148为电荷耦合装置(“CXD”)相机或互补金属氧化物半导体(“CMOS”)相机。
[0040]如图1中进一步说明，立体声音频编解码器150可耦合到模拟信号处理器126。此夕卜，音频放大器152可稱合到立体声音频编解码器150。在不范性方面中,第一立体声扬声器154及第二立体声扬声器156耦合到音频放大器152。图1展示麦克风放大器158也可耦合到立体声音频编解码器150。另外，麦克风160可耦合到麦克风放大器158。在特定方面中，调频(“FM”)无线电调谐器162可耦合到立体声音频编解码器150。而且，FM天线164耦合到FM无线电调谐器162。另外，立体声头戴式耳机166也可耦合到立体声音频编解码器150。
[0041]图1进一步指示射频(“RF”)收发器168可耦合到模拟信号处理器126。RF开关170可耦合到RF收发器168及RF天线172。如图1中所展示，小键盘174可耦合到模拟信号处理器126。而且，具有麦克风的单声道耳机176可耦合到模拟信号处理器126。另外，振荡装置178可耦合到模拟信号处理器126。图1还展示电力供应器108 (例如，电池)耦合到芯片上系统102。在特定方面中，电力供应器包含可再充电DC电池或DC电力供应器，DC电力供应器是从连接到AC电源的交流(“AC”)到DC变换器得到。
[0042]CPU 110还可耦合到一个或一个以上内部芯片上热传感器157A以及一个或一个以上外部芯片外热传感器157B。芯片上热传感器157A可包括一个或一个以上正比于绝对温度(“PTAT”)温度传感器，所述温度传感器是基于垂直PNP结构且通常专用于互补金属氧化物半导体(“CMOS”)超大型集成(“VLSI”)电路。芯片外热传感器157B可包括一个或一个以上热阻器。热传感器157可产生通过模/数转换器(“ADC”)控制器103(见图2)转换为数字信号的电压降。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，可使用其它类型的热传感器157。
[0043]热传感器157除了由ADC控制器103控制及监视之外，还可由一个或一个以上热策略管理器模块101和/或PLS模块109控制及监视。热策略管理器模块101可包括通过CPU 110执行的软件。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，热策略管理器模块101还可从硬件和/或固件形成。热策略管理器模块101可负载监视及应用包含一个或一个以上热减轻技术的热策略，所述一个或一个以上热减轻技术可帮助PCD 100避免临界温度同时维持高功能性等级。类似地，PLS模块109可包括通过CPU 110执行的软件。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，PLS模块109还可从硬件和/或固件形成。PLS模块109与驱动器块207及传感器157合作可负责应用包含一个或一个以上热减轻技术的热策略，所述一个或一个以上热减轻技术可帮助PCD 100避免临界温度同时维持高功能性等级。
[0044]图1还展示P⑶100可包含监视器模块114。监视器模块114与遍及芯片上系统102分散的多个操作传感器且与P⑶100的CPU 110以及与热策略管理器模块101及PLS模块109通信。模块101、109中的任一者或两者可与监视器模块合作以应用包含如下文将进一步详细描述的一个或一个以上热减轻技术的热策略。
[0045]图1进一步展示触摸屏显示器132、视频端口 138、USB端口 142、相机148、第一立体声扬声器154、第二立体声扬声器156、麦克风160、FM天线164、立体声头戴式耳机166、RF开关170、RF天线172、小键盘174、单声道耳机176、振荡器178、热传感器157B、电力供应器108及各种热能源107在芯片上系统102的外部。然而，应理解，监视器模块114还可通过模拟信号处理器126及CPU 110从这些外部装置中的一者或一者以上接收一个或一个以上指示或信号以辅助对可在P⑶100上操作的资源的实时管理。
[0046]在特定方面中，本文中所描述的方法步骤中的一者或一者以上可通过存储于存储器112中的可执行指令及参数来实施，所述可执行指令及参数形成一个或一个以上热策略管理器模块101和/或主动负载转向模块109。除了 ADC控制器103之外，形成模块的这些指令还可由CPU 110、模拟信号处理器126或另一处理器执行以执行本文中描述的方法。另外，处理器110、126、存储器112、存储于存储器112中的指令，或其组合可充当用于执行本文中所描述的方法步骤中的一者或一者以上的装置。
[0047]图2为说明用于图1中说明的芯片102的硬件的示范性空间配置的功能框图。根据此示范性实施例，应用程序CPU 110定位于芯片102的远方左侧区，而调制解调器CPU168、126定位于芯片102的远方右侧区。应用程序CPU 110可包括多核心处理器，所述多核心处理器包含第零核心222、第一核心224及第N核心230。应用程序CPU 110可执行热策略管理器模块IOlA和/或主动负载转向模块109A(当体现于软件中时)或其可包含热策略管理器模块IOlA和/或主动负载转向模块109A(当体现于硬件中时)。应用程序CPU110进一步说明为包含操作系统(“0/S”)模块207A及监视器模块114。
[0048]应用程序CPU 110可耦合到定位成邻近于应用程序CPU 110且在芯片102的左侧区中的一个或一个以上锁相回路(“PLL”)209A、209B。邻近于PLL 209A、209B且在应用程序CPU 110下方可包括模/数(“ADC”)控制器103，ADC控制器103可包含结合应用程序CPU 110的主模块101A、109A工作的其自己的热策略管理器IOlB和/或主动负载转向模块109B。
[0049]ADC控制器103的模块101B、109B可负责监视及跟踪可提供有“芯片上”102及“芯片外” 102的多个热传感器157。芯片上或内部热传感器157A可定位于各种位置处。
[0050]举例来说，第一内部热传感器157A1可在应用程序CPU 110与调制解调器CPU168,126之间定位于芯片102的顶部中心区中且邻近于内部存储器112。第二内部热传感器157A2可在芯片102的右侧区上定位于调制解调器CPU 168、126下方。此第二内部热传感器157A2也可定位于高级精简指令集计算机(“RISC”)指令集机器(“ARM”)177与第一图形处理器135A之间。数/模控制器(“DAC”)173可定位于第二内部热传感器157A2与调制解调器CPU 168、126之间。
[0051]第三内部热传感器157A3可在芯片102的远方右侧区中定位于第二图形处理器135B与第三图形处理器135C之间。第四内部热传感器157A4可定位于芯片102的远方右侧区中且在第四图形处理器13?下方。且第五内部热传感器157A5可定位于芯片102的远方左侧区中且邻近于PLL 209及ADC控制器103。
[0052]一个或一个以上外部热传感器157B也可耦合到ADC控制器103。第一外部热传感器157B1可定位于芯片外且邻近于芯片102的右上象限，芯片102的右上象限可包含调制解调器CPU 168、126、ARM 177及DAC 173。第二外部热传感器157B2可定位于芯片外且邻近于芯片102的右下象限，芯片102的右下象限可包含第三及第四图形处理器135CU35D。第三外部热传感器157B3可定位于芯片外且邻近于外部热能源107，例如示范性电力管理集成电路(“PMIC”)107A。
[0053]所属领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可提供图2中说明的硬件的各种其它空间配置。图2说明又一示范性空间配置及主模块101AU09A与ADC控制器103及其模块101B、109B可管理热条件的方式，所述热条件随图2中说明的示范性空间配置而变。
[0054]图3说明专用集成电路(“ASIC”)102的示范性平面布置图300，ASIC 102可受益于各种热减轻技术(例如本文中描述的主动负载转向技术)的应用。在图3说明中，包含调制解调器组件310及编码器组件315以表示可驻留于ASIC 102上的示范性P⑶组件。CPU组IlOA的分散式处理核心与RF产生器168A —起表示在ASIC 102上产生热能的主要组件。电力管理集成电路(“PMIC”)107A(例如)不驻留于ASIC 102上，但表示为在CPUIlOA的处理核心O及I的近区305中。
[0055]PMIC 107A以及驻留于P⑶100内的其它组件可放置于处理核心O及I的直接近区305中，藉此当从组件耗散的热能传播通过核心时在处理核心中产生偏误以获得较高平均操作温度。所属领域的技术人员将认识到，可在各种PCD 100配置和/或使用状况中预测这些接近组件对处理核心温度的不利影响。因而，所属领域的技术人员还将认识到，主动负载转向算法的优点为可权衡可归因于由PCD 100中的非计算组件所执行或已排入队列以待由所述非计算组件执行的任务的热因素。通过权衡热因素与其它条件，可以排除热能的产生到原本将必需被动热减轻技术的程度的方式来将工作负载分配到处理器。[0056]举例来说，归因于rcD 100内的有限物理空间，PMIC 107A可驻留成紧接于ASIC102之后且邻近于ASIC 102。因而，所属领域的技术人员将认识到，从PMIC 107A或其它外部热产生组件耗散的热能可不利地影响取自CPU IlOA内的核心O及I中的任一者上的传感器157的温度读数。作为主动负载转向实施例的非限制性应用，热策略管理器IOlA可从传感器157A辨识PMIC 107A已使核心O及I接近热阈值。因而，被动热减轻技术可指示减小提供到核心的处理功率以试图抑制热耗散继续上升。然而，替代于将工作负载请求分配到核心2及3，主动负载转向模块109A可对在近区305中测量的温度打折扣，此归因于确认电力供应器108已达到满量充电。值得注意地，因为电力供应器108的充电等级经验证为满量充电，所以PLS模块109A可能够推论，由PMIC 107A产生且在由TPM模块IOlA接收的温度测量值中反映的热能将不继续而开始衰退。因而，可对由TPM模块IOlA监视的温度打折扣到一点，使得PLS模块109A指示驱动器块207A将尤其适合于核心O及I的工作负载请求分配到那些核心而不管近区305的目前热条件如何。有利地，因为PLS模块109A能够推论近区305中的温度将衰退，所以可避免原本将基于近区305中的实时温度测量值来使核心O及I的处理功率降级的被动热减轻技术，且最大化QoS。
[0057]作为在示范性平面布置图300的情境中的主动负载转向实施例的另一非限制性实例，核心3可能已降级以用于工作分配，此归因于由RF产生器168A耗散的过量热能。TPM模块IOlA可通过应用减小核心3的处理功率的被动热减轻技术来解决热条件。因此，核心3减缓其处理且开始冷却，尽管通过RF产生器168A继续耗散热能。随后，在利用指示以减小的电力频率执行的核心3将在某一时间量内冷却到某一温度的数据之后，PLS模块109A可指导驱动器块207A将未来工作负载排入队列到核心3，尽管核心3以减小的电力频率执行。
[0058]作为在刚刚描述的主动负载转向实施例的非限制性实例的变化，核心3可能已降级以用于工作分配，此归因于由RF产生器168A耗散的过量热能。TPM模块IOlA可通过应用减小核心3的处理功率的被动热减轻技术来解决热条件。因此，核心3减缓其处理且开始冷却，尽管通过RF产生器168A继续耗散热能。随后，PLS模块109A可在利用指示以减小的电力频率执行的核心3将在某一时间量内冷却到某一温度的数据之后指示移除核心的已降级状态。
[0059]在示范性平面布置图300的情境中的主动负载转向实施例的另一非限制性实例包含RF产生器168A具有突然产生热能的尖峰的历史趋势的情形。或者，使所述实例更进一步，RF产生器168A可具有在某些时间段期间在热能产生中达到尖峰的历史趋势，此可能可归因于用户使用型式。在此情形中，为了避免通过RF产生器168A的热能产生与可导致有害热条件的核心3的冲突，主动负载转向模块109A可利用预测性信息以指导驱动器块207A在某些时间段期间仅将短计算负载分配到核心3。
[0060]图4为图2中说明的芯片的热策略管理器(“TPM”)101、主动负载转向(“PLS”)模块109、驱动器块207、处理组件110、存储器112与传感器157之间的相应逻辑连接的功能框图。TPM 101可经由例如监视模块114(图4中未描绘)等中间组件与温度传感器157通信，但此配置并非为对于所有实施例皆需要的方面。类似地，PLS模块109还可直接或经由中间组件与温度传感器157通信。
[0061]TPM 101从温度传感器157接收输入，所述输入可指示保证被动热减轻技术的应用的热能条件。在一示范性实施例中，TPM 101可确定应对CPU 110的核心“计时”，使得CPU 110的电力频率减小到可减轻CPU 110对有效电力的目前消耗速率的程度。如由TPM101所确定，所建议的减小的电力频率可在应用于CPU 110之前转递到PLS模块109。
[0062]在从TPM 101接收到减小CPU 110的频率的指令之后，PLS模块109可查询存储器112以获得历史数据，验证来自传感器157的温度读数和/或考虑与芯片102相关联的其它热因素。PLS模块109接着可在确定是否更动TPM 101指令、修改TPM 101指令或应用TPM 101指令之前权衡所述因素。或者，在一些实施例中，PLS模块109可不作为由TPM101指示的热减轻技术的滤波器或“调谐器”而操作，而仅指导驱动器块207基于包含TPM101所应用的被动测量的热因素来分配工作负载。下文结合图5及6论述关于PLS模块热预先取得技术的实施的更多细节。
[0063]图5为说明用于通过P⑶100中的主动负载转向预先取得热产生阈值的方法500的逻辑流程图。在框505中，接收处理工作负载的请求。随后，在框510到530处，主动负载转向模块109可确定或考虑将在选择处理组件以服务于工作负载时权衡的PCD 100内的任何数目个热因素。更特定来说，在框510处，PLS模块109可确定分配到P⑶100内的各种处理组件的当前处理负载。值得注意地，可以任何数目个方式确定或推断当前处理负载，所述方式包含(但不限于)查询表示先前分配的处理任务的历史数据、验证与处理组件相关联的电力频率或电流及监视接近于各种处理器的热传感器(框515)。
[0064]在框520处，可考虑及权衡表示未来或已排入队列的工作负载的数据，使得目前工作负载的分配不更动处理器到产生有害热条件的一点。在框525处，可考虑与芯片102内部或外部的其它热能产生组件相关联的预测性数据以便权衡与这些组件相关联的当前温度读数。举例来说，可以主动负载转向算法来权衡核心222附近的相对“冷” RF产生器168以指不其可能在热能广生中达到尖峰。
[0065]有利地，通过权衡(例如)与RF产生器168相关联的因素，PLS模块109可确定长的所涉及工作负载应分配到不同核心224，藉此在核心222在工作负载的处理期间归因于来自RF产生器168的热能尖峰而过热时减小将达到热阈值的机率。
[0066]类似于框525，在框530处，可考虑芯片102的物理配置以便基于处理核心与P⑶100内的其它芯片上及芯片外组件的接近性来权衡处理组件用于工作负载分配的合格性。
[0067]在框535处，子例程可执行考虑所确定热因素中的一者或一者以上的主动负载转向算法，以选择处理组件以用于工作负载分配。一旦经选定，在框540处，PLS模块109可指导驱动器块207将所请求工作负载分配到选定处理组件。另外，在一些实施例中，工作负载分配到选定处理组件可在框545处触发更新表示已排入队列的工作负载的历史数据以用于由未来主动负载转向例程考虑。
[0068]图6为说明用于按照主动负载转向实施例选择PCD 100中的待被分配工作负载的处理组件的子方法或子例程535的逻辑流程图。在框605处，权衡在框510到530中确定及考虑的热因素，且指派合格性因素以用于P⑶100中的每一处理组件。在决策框610处，基于合格性因素，可确定某些处理组件不适合分配工作负载。举例来说，合格性因素可指示给定处理组件不应被分配额外工作负载。即，在主动负载转向技术的一些实施例中，可设定热因素“最低额”，使得具有低于最低额的热因素的处理组件不被考虑分配。如果确定某些处理组件对于工作负载分配不合格，则在框615处，可不考虑这些处理组件。[0069]如果在框610处，所有处理组件均合格以用于考虑，则在框620处，可选择一个或一个以上处理组件以分配工作负载，其中选择是基于所权衡的实际及预测性热因素。一旦在框620处已选定，则方法返回到图5的框540。
[0070]值得注意地，通过基于主动负载转向技术选择处理组件，所属领域的技术人员将认识到，可将工作负载分配到使用传统调度算法原本将不被选定的处理组件。有利地，因为主动负载转向算法考虑与PCD 100上的处理组件相关联的过去、目前及未来热因素，所以可管理PCD 100的整体热占据面积，使得实施被动热减轻技术的必要性(其可负面地影响QoS)得以减小。
[0071]本说明书中描述的程序流程中的某些步骤自然先于其它步骤以使本发明如所描述地起作用。然而，如果此次序或顺序不更改本发明的功能性，则本发明不限于所描述的步骤的次序。即，应认识到，在不脱离本发明的范围及精神的情况下，一些步骤可在其它步骤之前、之后或与其它步骤并行地(实质上同时)执行。在一些个例中，在不脱离本发明的情况下，可省略或不执行某些步骤。另外，例如“其后”、“接着”、“接下来”、“随后”等词语不意欲限制步骤的次序。这些词语仅用以引导读者通读示范性方法的描述。
[0072]另外，一股熟习程序设计者能够基于(例如)本说明书中的流程图及相关联的描述而毫不费力地撰写计算机程序代码或识别实施本发明的适当硬件和/或电路。因此，程序代码指令的特定集合或详细硬件装置的揭示对于充分理解制造及使用本发明的方式并非必要的。在以上描述中且结合诸图较详细地解释了所主张的计算机实施的程序的发明性功能性，所述图可说明各种程序流程。
[0073]在一个或一个以上示范性方面中，所描述的功能可以硬件、软件、固件或其任何组合来实施。如果以软件实施，则所述功能可作为一个或一个以上指令或程序代码在计算机可读媒体上存储或传输。
[0074]在此文件的上下文中，计算机可读媒体为电子、磁性、光学或其它物理装置或手段，所述装置或手段可含有或存储计算机程序及数据以供计算机相关的系统或方法使用或结合计算机相关的系统或方法使用。各种逻辑元件及数据存储器可体现于供指令执行系统、设备或装置使用或结合指令执行系统、设备或装置使用的任何计算机可读媒体中，所述指令执行系统、设备或装置例如基于计算机的系统、含有处理器的系统，或可从指令执行系统、设备或装置提取指令且执行所述指令的其它系统。在此文件的上下文中，“计算机可读媒体”可包含可存储、传达、传播或传输供指令执行系统、设备或装置使用或结合指令执行系统、设备或装置而使用的程序的任何手段。
[0075]计算机可读媒体可为(例如，但不限于)电子、磁性、光学、电磁、红外线或半导体系统、设备、装置或传播媒体。计算机可读媒体的较具体实例(非详尽列表)将包含以下各者:具有一个或一个以上导线的电连接(电子)、便携式计算机磁片(磁性)、随机存取存储器(RAM)(电子)、只读存储器(ROM)(电子)、可擦除可编程只读存储器(EPROM、EEPROM或快闪存储器)(电子)、光纤(光学)，及便携式光盘只读存储器(CDROM)(光学)。注意，计算机可读媒体可甚至为上面印刷有程序的纸或另一合适媒体，因为程序可以电子方式捕获(例如，经由纸或其它媒体的光学扫描)，接着经编译、解译或以合适方式另外处理(如果必要)，且接着存储于计算机存储器中。
[0076]计算机可读媒体包含计算机存储媒体与通信媒体两者，通信媒体包含促进将计算机程序从一处传送到另一处的任何媒体。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。通过实例且非限制，此计算机可读媒体可包括任何光盘存储器、磁盘存储器或其它磁性存储装置，或可用以携载或存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。
[0077]而且，可将任何连接恰当地称为计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤缆线、双绞线、数字订户线(“DSL”)或无线技术(例如，红外线、无线电及微波)从网站、服务器或其它远程源来传输软件，则同轴电缆、光纤缆线、双绞线、DSL或无线技术(例如，红外线、无线电及微波)包含于媒体的定义中。
[0078]如本文中所使用，磁盘及光盘包含光盘(“CD”)、激光光盘、光学光盘、数字影音光盘(“DVD”)、软性磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘通过激光以光学方式再现数据。以上各物的组合也应包含于计算机可读媒体的范围内。
[0079]因此，尽管已详细说明及描述选定方面，但应理解，在不脱离如由所附权利要求书界定的本发明的精神及范围的情况下，可在其中作出各种替代及更改。
【权利要求】
1.一种用于通过预先取得超过阈值的热能的产生来最大化便携式计算装置“PCD”中的服务质量“QoS”等级的方法，所述方法包括: 接收用于分配到所述PCD中的一个或一个以上处理组件的工作负载请求； 确定包括与所述PCD中的热产生组件相关联的预测性数据的热因素，其中所述预测性数据指示由所述热产生组件产生热能的可能； 确定包括所述热产生组件与所述处理组件的接近性的热因素； 基于所述热因素，将合格性因素指派到所述处理组件中的每一者； 基于所述合格性因素，选择处理组件以分配工作负载；以及 将所述工作负载分配到所述选定处理组件。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括确定与所述处理组件的当前工作负载相关联的热因素。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述当前工作负载是通过监视提供到所述处理器的电力频率而确定。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述当前工作负载是通过监视提供到所述处理器的电流而确定。
5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括确定与热传感器测量值相关联的热因素，所述测量值与所述处理组件相关联。
6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括确定与所述处理组件的未来工作负载相关联的热因素。`
7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括更新用于所述选定处理器的未来工作负载队列。
8.根据权利要求1所述的方法，其中与所述PCD中的热产生组件相关联的所述预测性数据包括与所述PCD的使用型式相关联的数据。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述热产生组件在包括所述处理组件的芯片的内部。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述热产生组件在包括所述处理组件的芯片的外部。
11.一种用于通过预先取得超过阈值的热能的产生来最大化便携式计算装置“PCD”中的服务质量“QoS”等级的计算机系统，所述系统包括: 主动负载转向“PLS”模块，其可操作以: 接收用于分配到所述PCD中的一个或一个以上处理组件的工作负载请求； 确定包括与所述PCD中的热产生组件相关联的预测性数据的热因素，其中所述预测性数据指示由所述热产生组件产生热能的可能； 确定包括所述热产生组件与所述处理组件的接近性的热因素； 基于所述热因素，将合格性因素指派到所述处理组件中的每一者； 基于所述合格性因素，选择处理组件以分配工作负载；以及 指导驱动器块将所述工作负载分配到所述选定处理组件。
12.根据权利要求11所述的计算机系统，其中所述PLS模块进一步可操作以确定与所述处理组件的当前工作负载相关联的热因素。
13.根据权利要求12所述的计算机系统，其中所述当前工作负载是通过监视提供到所述处理器的电力频率而确定。
14.根据权利要求12所述的计算机系统，其中所述当前工作负载是通过监视提供到所述处理器的电流而确定。
15.根据权利要求11所述的计算机系统，其中所述PLS模块进一步可操作以确定与热传感器测量值相关联的热因素，所述测量值与所述处理组件相关联。
16.根据权利要求11所述的计算机系统，其中所述PLS模块进一步可操作以确定与所述处理组件的未来工作负载相关联的热因素。
17.根据权利要求11所述的计算机系统，其中所述PLS模块进一步可操作以更新用于所述选定处理器的未来工作负载队列。
18.根据权利要求11所述的计算机系统，其中与所述PCD中的热产生组件相关联的所述预测性数据包括与所述PCD的使用型式相关联的数据。
19.根据权利要求11所述的计算机系统，其中所述热产生组件在包括所述处理组件的芯片的内部。
20.根据权利要求11所述的计算机系统，其中所述热产生组件在包括所述处理组件的芯片的外部。
21.一种用于通过预先取得超过阈值的热能的产生来最大化便携式计算装置“PCD”中的服务质量“QoS”等级的计算机系统，所述系统包括: 用于接收用于分配到所述P⑶中的一个或一个以上处理组件的工作负载请求的装置； 用于确定包括与所述PCD中的热产生组件相关联的预测性数据的热因素的装置，其中所述预测性数据指示由所述热产生组件产生热能的可能； 用于确定包括所述热产生组件与所述处理组件的接近性的热因素的装置； 用于基于所述热因素，将合格性因素指派到所述处理组件中的每一者的装置； 用于基于所述合格性因素，选择处理组件以分配工作负载的装置；以及 用于将所述工作负载分配到所述选定处理组件的装置。
22.根据权利要求21所述的计算机系统，其进一步包括用于确定与所述处理组件的当前工作负载相关联的热因素的装置。
23.根据权利要求22所述的计算机系统，其中所述当前工作负载是通过监视提供到所述处理器的电力频率而确定。
24.根据权利要求22所述的计算机系统，其中所述当前工作负载是通过监视提供到所述处理器的电流而确定。
25.根据权利要求21所述的计算机系统，其进一步包括用于确定与热传感器测量值相关联的热因素的装置，所述测量值与所述处理组件相关联。
26.根据权利要求21所述的计算机系统，其进一步包括用于确定与所述处理组件的未来工作负载相关联的热因素的装置。
27.根据权利要求21所述的计算机系统，其进一步包括用于更新用于所述选定处理器的未来工作负载队列的装置。
28.根据权利要求21所述的计算机系统，其中与所述PCD中的热产生组件相关联的所述预测性数据包括与所述PCD的使用型式相关联的数据。
29.根据权利要求21所述的计算机系统，其中所述热产生组件在包括所述处理组件的芯片的内部。
30.根据权利要求21所述的计算机系统，其中所述热产生组件在包括所述处理组件的芯片的外部。
31.一种包括其中体现有计算机可读程序代码的计算机可使用媒体的计算机程序产品，所述计算机可读程序代码经调适以执行以实施用于通过预先取得超过阈值的热能的产生来最大化便携式计算装置“PCD”中的服务质量“QoS”等级的方法，所述方法包括: 接收用于分配到所述PCD中的一个或一个以上处理组件的工作负载请求； 确定包括与所述PCD中的热产生组件相关联的预测性数据的热因素，其中所述预测性数据指示由所述热产生组件产生热能的可能； 确定包括所述热产生组件与所述处理组件的接近性的热因素； 基于所述热因素，将合格性因素指派到所述处理组件中的每一者； 基于所述合格性因素，选择处理组件以分配工作负载；以及 将所述工作负载分配到所述选定处理组件。
32.根据权利 要求31所述的计算机程序产品，其进一步包括确定与所述处理组件的当前工作负载相关联的热因素。
33.根据权利要求32所述的计算机程序产品，其中所述当前工作负载是通过监视提供到所述处理器的电力频率而确定。
34.根据权利要求32所述的计算机程序产品，其中所述当前工作负载是通过监视提供到所述处理器的电流而确定。
35.根据权利要求31所述的计算机程序产品，其进一步包括确定与热传感器测量值相关联的热因素，所述测量值与所述处理组件相关联。
36.根据权利要求31所述的计算机程序产品，其进一步包括确定与所述处理组件的未来工作负载相关联的热因素。
37.根据权利要求31所述的计算机程序产品，其进一步包括更新用于所述选定处理器的未来工作负载队列。
38.根据权利要求31所述的计算机程序产品，其中与所述PCD中的热产生组件相关联的所述预测性数据包括与所述PCD的使用型式相关联的数据。
39.根据权利要求31所述的计算机程序产品，其中所述热产生组件在包括所述处理组件的芯片的内部。
40.根据权利要求31所述的计算机程序产品，其中所述热产生组件在包括所述处理组件的芯片的外部。
【文档编号】G06F1/20GK103688230SQ201280033682
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年6月5日 优先权日:2011年7月7日
【发明者】布莱恩·J·萨尔斯贝瑞, 诺曼·S·加尔加石 申请人:高通股份有限公司