对处理器中的热电致冷的模糊逻辑控制的制作方法
【技术领域】
[0001] 各实施例一般涉及对电子设备的冷却。
【背景技术】
[0002] 通常，计算设备可以包括去除由电子组件所产生的过多的热量的冷却系统。例如， 冷却系统可以包括产生穿过计算设备的气流的风扇。这样的气流可以被用来冷却诸如处理 器、电源、存储器设备等组件。
[0003] 附图简述
[0004] 图1A-1B是根据一个或多个实施例的框图。
[0005] 图2A-2B是根据一个或多个实施例的框图。
[0006] 图3是根据一个或多个实施例的序列。
[0007] 图4是根据本发明一实施例的处理器的框图。
[0008] 图5是根据本发明另一实施例的多域处理器的框图。
[0009] 图6是包括多个核的处理器的实施例的框图。
[0010] 图7是根据本发明一实施例的系统的框图。
[0011] 图8是根据本发明的一个实施例的片上系统的框图。
[0012] 详细描述
[0013] 某些计算机可以包括热电致冷（TEC)设备以去除由内部组件所生成的热量。这样 的TEC设备可以包括当接收到电能时提供温差的半导体材料。此温差可增加从内部组件到 平台冷却设备（例如，空气冷却、液体冷却等等）的热流。然而，在常规系统中，可能不能以 高效率的方式来控制TEC设备和/或平台冷却设备。
[0014] 根据一些实施例，处理器可以包括模糊TEC逻辑，以控制包括TEC设备的冷却系 统。模糊TEC逻辑可以包括使涉及冷却系统的参数模糊化的功能，包括TEC设备和平台冷 却设备的当前功率级别。进一步地，模糊TEC逻辑可以执行模糊推断，以确定TEC设备和平 台冷却设备的新的功率级别。如此，各实施例可以提供改善的总体冷却效率的级别。
[0015] 虽然可以参考特定集成电路（诸如在计算平台或处理器中）中的节能和能效来描 述下列实施例，但其他实施例也适用于其他类型的集成电路和逻辑设备。在此描述的实施 例的相似的技术和教导可适用于也可受益于更好能效和节能的其它类型的电路或半导体 器件。例如，所披露的实施例不限于任何具体类型的计算机系统，并也可用于其它设备，例 如手持设备、芯片上系统（SoC)以及嵌入式应用。手持设备的一些例子包括蜂窝电话、互联 网协议设备、数字相机、个人数字助理（PDA)和手持PC。嵌入式应用一般包括微控制器、数 字信号处理器（DSP)、网络计算机（上网本）、机顶盒、网络集线器、广域网（WAN)交换机或 能执行下面教示的功能和操作的任何其它系统。
[0016] 此外，此处所描述的设备、方法以及系统也不仅限于物理计算设备，但是，也可以 涉及对于节能和效率的软件优化。如在下面的描述中显而易见地看出，此处所描述的方法、 设备以及系统的各实施例（无论引用硬件、固件、软件或其组合）为未来的"绿色技术"所 不可缺少的，诸如，用于涵盖美国经济的大部分的产品中的电能节省和能量效率。
[0017] 注意，此处所描述的各实施例可以独立于基于操作系统（OS)的机制，诸如高级配 置和电源接口（ACPI)标准（例如，2006年10月10日发布的Rev. 3.0b)，和/或与其互补。 根据ACPI，处理器可以操作在各种性能状态或级别，S卩，从P0到PN。一般而言，P1性能状 态可以对应于可以由OS请求的最高保证的性能状态。除此P1状态之外，OS还可以请求更 高性能状态，即，P0状态。如此，此P0状态可以是机会性状态，其中，当有电能和/或热预 算可用时，处理器硬件可以配置处理器或其至少一些部分，以便以高于保证的频率操作。在 许多实现中，处理器可包括多个所谓的高于保证的最大频率（也被称为P1频率）的元频率 (binfrequency)。另外，根据ACPI，处理器还可以在各种功率状态或级别下操作。相对于 功率状态，ACPI指定不同的功率消耗状态，一般被称为C状态，C0,C1到Cn状态。当核活 跃时，它在C0状态运行，而当核空闲时，它可以被置于核低功率状态，也叫做核非零C状态 (例如，C1-C6状态），每一个C状态都处于低功率消耗级别（以便C6是比C1更深的低功 率状态，等等）。
[0018] 参考图1A，所示是根据一个或多个实施例的系统100的框图。在某些实施例中，系 统100可以是电子设备或组件的全部或一部分。例如，系统100可以被包括在蜂窝电话、计 算机、服务器、网络设备、控制器、电器、计算刀片、刀片外壳等等中。
[0019] 如图1A所示，在某些实施例中，系统100可以包括处理器110、存储器108、风扇 134、平台冷却逻辑（PCL) 112、散热器132以及热电致冷（TEC)设备130。在一个或多个实施 例中，处理器110可以包括温度传感器114和模糊TEC控制器120。进一步地，处理器110 可以耦合到存储器108。存储器108可以是任何类型的计算机存储器（例如，动态随机存取 存储器ORAM)、静态随机存取存储器（SRAM)、非易失性存储器等等）。在某些实施例中，处 理器110可以是安装在封装118上或其内部。
[0020] 在一个或多个实施例中，散热器132可以是翅片式换热器。如图所示，可以通过由 风扇134所提供的气流136对流地冷却散热器132。进一步地，在某些实施例中，PCL112 可以控制风扇级别133,以改变由气流136所提供的对流冷却量。例如，PCL112可以设置 风扇级别133,以增大风扇134的速度，因此，增大与气流136相关联的对流冷却。风扇级 另IJ133可以是，例如，功率输入级别、脉宽调制（PWM)信号、特定风扇转速的指示或命令、电 压电平等等）。在某些实施例中，风扇级别133的每一个设置都可以对应于特定PWM占空比 和相关联的功率成本。
[0021] 在某些实施例中，TEC设备130可以包括与散热器132物理接触的第一表面130a， 以及与处理器110物理接触的第二表面130b。在某些实施例中，TEC设备130可以从模糊 TEC控制器120接收TEC功率输入122。进一步地，当接收到TEC功率输入122时，TEC设 备130可以在第一表面130a和第二表面130b之间提供温差。例如，在某些实施例中，TEC 设备130可以降低第一表面130a上的温度，和/或可以增大第二表面130b上的温度。如 此，TEC设备130可以增大从处理器110到散热器132的热流138。
[0022] 在某些实施例中，模糊TEC控制器120可以控制TEC功率输入122的级别，以改变 由TEC设备130所提供的热流138。例如，增大TEC级别（即，TEC功率输入122的级别） 可以增大从处理器110到散热器132的热流138。在另一个示例中，缩小TEC级别可以降低 热流138。在某些实施例中，TEC级别的每一个设置都可以对应于特定PWM占空比和相关联 的功率成本。
[0023] 在一个或多个实施例中，模糊TEC控制器120可以至少部分地基于处理器110的 全部或一部分的温度值124,确定TEC级别。进一步地，在某些实施例中，可以从包括在处理 器110内的（或在其附近的）温度传感器114中获取此温度值124。
[0024] 在某些实施例中，模糊TEC控制器120可以与PCL112进行交互，和/或与其协 调。例如，模糊TEC控制器120可以从PCL112获取风扇级别，并可以至少部分地基于风扇 级别，确定TEC级别。进一步地，模糊TEC控制器120可以与PCL112协调，以控制或设置 风扇级别。在一个或多个实施例中，模糊TEC控制器120可以使用模糊逻辑功能，确定TEC 级别和/或风扇级别。下面进一步参考图1B和2A-2B描述模糊TEC控制器120的功能。
[0025] 在某些实施例中，风扇134可以是平台冷却设备，表示计算平台中所包括的和/或 由计算平台管理的冷却设备。例如，风扇134可以被包括在计算机外壳、主板、服务器柜、刀 片外壳、散热器等等中。在另一个示例中，风扇134可以是由PCL112管理的专用风扇。如 此处所使用的，术语"平台冷却级别"可以一般是指风扇级别，和/或平台冷却设备的任何 级别或设置。
[0026] 注意，尽管图1A将系统100描绘为包括风扇134,但是，各实施例在这方面不受限 制。具体而言，可以构想，一些实施例可以使用其他类型的平台冷却设备代替风扇134(或 与其相结合）。例如，在某些实施例中，可以使用液体冷却系统来冷却TEC设备130或散热 器 132。
[0027] 现在参考图1B，所示是模糊TEC控制器120的示例实施例。在此实施例中，模糊 TEC控制器120可以包括各种组件，包括开关144、脉宽调制（PWM)单元142,以及模糊控制 逻辑154。
[0028] 在一个或多个实施例中，模糊控制逻辑154可以包括使用模糊逻辑来控制TEC设 备130的操作的功能。例如，模糊控制逻辑154可以确定新的TEC级别，并可以向PWM单元 142提供新的TEC级别的指示155。
[0029] 在某些实施例中，模糊控制逻辑154可以基于处理器110和/或相关联的冷却系 统的当前状态，确定新的TEC级别。例如，在某些实施例中，模糊控制逻辑154可以从PCL 112获取当前风扇功率级别126,和/或可以从温度传感器114获取温度值124。另外，模糊 控制逻辑154可以获取涉及系统冷却的任何其他参数（例如，当前TEC功率级别、PCL112 的当前状态、操作系统命令等等）。在某些实施例中，模糊控制逻辑154也可以确定新的风 扇级别。模糊控制逻辑154也可以与PCL112进行交互，或控制它，以设置新的风扇级别。
[0030] 在某些实施例中，可以周期性地（例如，根据指定的时间段）触发模糊控制逻辑 154。可另选地，可以通过内部或外部信号，通过处理器或平台事件等等，触发模糊控制逻辑 154。下面进一步参考图2A-2B描述模糊控制逻辑154的功能。
[0031] 在一个或多个实施例中，PWM单元142可以接收新的TEC级别的指示155,并可以 基于新的TEC级别，生成占空比信号143 (例如，每时间单位，给定脉冲数）。如图所示，可以 向开关144提供占空比信号143。在某些实施例中，开关144可以基于占空比信号143,打 开和关闭功率输入121，并可以输出脉冲功率源122。在一个或多个实施例中，脉冲功率源 122可以在新的TEC级别给TEC设备130提供电能。
[0032] 现在参考图2A，所示是模糊控制逻辑154的示例实施例。在此实施例中，模糊TEC 控制器120可以包括各种组件，包括模糊化逻辑210、模糊规则220、推断逻辑230、去模糊化 逻辑240以及参数调谐器250。
[0033] 在一个或多个实施例中，模糊化逻辑210可以接收一个或多个输入值。例如，这样 的输入值可以包括当前风扇级别202、当前TEC级别204和/或当前温度值206。在某些实 施例中，