多核处理器的加速热减轻的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及多核处理器的温度管理。
【背景技术】
[0002]在使用期间，多核处理器(例如，多核图形处理单元(GHJ)或多核中央处理单元(CPU))可在多核处理器处理计算机指令时耗散热量。由处理器核心产生的热量可包含由动态功率耗散和静态泄漏产生的热量。动态功率耗散可为在处理器处理计算机指令时由处理器的晶体管的充电和放电产生的热量，且静态泄漏可为由栅极泄漏和其它泄漏电流产生的热量，所述泄漏电流在处理器通电时甚至在不使用处理器的晶体管时(例如，在处理器通电但空闲时)流动。因为多核处理器可能够具有比其热包封更多的性能或处理器允许的最大功率汲取，因此可实施热减轻策略以防止处理器过热。
【发明内容】
[0003]—般来说，本发明的方面描述已超出自身热包封的多核处理器的加速热减轻的技术。温度高于自身温度阈值的多核处理器可在使其温度快速返回到温度阈值以下的同时通过功率收缩一或多个忙碌处理器核心而不改变时钟和/或电压来保留具有更多其处理功率。
[0004]在一个实例中，用于热减轻多核处理器的方法包含响应于多核处理器的温度超出温度阈值而功率收缩多核处理器的一或多个忙碌处理器核心而不降低多核处理器的时钟速度。
[0005]在另一实例中，设备包含多核处理器和功率控制模块，所述功率控制模块经配置以响应于多核处理器的温度超出温度阈值而功率收缩多核处理器的一或多个忙碌处理器核心而不降低多核处理器的时钟速度。
[0006]在另一实例中，设备包含用于感测多核处理器的温度的装置和用于响应于多核处理器的温度(由用于感测多核处理器的温度的装置感测)超出温度阈值而功率收缩多核处理器的一或多个忙碌处理器核心而不降低多核处理器的时钟速度的装置。
[0007]在另一实例中，计算机可读媒体(例如，计算机可读存储媒体)存储指令，所述指令在经执行时，致使一或多个可编程处理器响应于多核处理器的温度超出温度阈值而功率收缩多核处理器的一或多个忙碌处理器核心而不降低多核处理器的时钟速度。
[0008]附图和以下描述中阐述一或多个实例的细节。其它特征、目标和优点将从描述和图式以及从权利要求书而显而易见。
【附图说明】
[0009]图1为根据本发明的一些方面说明包含可停止一或多个忙碌核心以用于热减轻的多核处理器的实例处理器单元的框图。
[0010]图2为根据本发明的一些方面说明热减轻多核处理器的实例方法的流程图。
[0011]图3A到3D为根据本发明的方面说明在轮换基础上功率收缩多核处理器的忙碌核心的概念图。
[0012]图4A到4D为根据本发明的方面说明经由智能轮换算法功率收缩多核处理器的忙碌核心的概念图。
[0013]图5为说明可经配置以实施本发明的一或多个方面的装置的实例的框图。
【具体实施方式】
[0014]用以热减轻多核处理器的一些可能方法可包含在处理器的温度超出温度阈值时降低处理器核心的时钟速率和电压电平。一旦处理器的温度返回到正常水平，处理器的初始时钟速率和电压电平就可恢复。然而，因为处理器的处理器核心的时钟通常也是由处理器的除处理器核心以外的其它组件(例如，处理器上的存储器和高速缓冲存储器)使用的时钟，因此降低处理器的时钟速率也会降低这些组件的性能。另外，虽然降低时钟速率和电压电平可降低动态功率耗散，但此方法并不减轻由静态泄漏引起的热量。
[0015]因此，本发明的方面包含在超出温度阈值时功率收缩(S卩，关闭)多核处理器的一或多个核心而不降低处理器的时钟速率或电压电平。温度阈值可低于紧急阈值，紧急阈值可为温度阈值，高于所述温度阈值时，处理器可被热量损坏。经功率收缩的核心可为忙碌核心，因为核心正主动地执行指令。功率收缩处理器的忙碌核心在减少动态功率耗散和静态泄漏两者的同时提供相对于降低时钟速率和电压电平的前述方法增加的性能，因为处理器的其它组件(例如，存储器和高速缓冲存储器)可在正常非降低的时钟速率下继续运行。举例来说，在处理器的所有四个核心都在使用的四核处理器中，功率收缩核心中的两个，使得四个核心中仅两个可提供比将处理器的时钟速度降低50%更好的性能。另外，功率收缩忙碌核心可允许处理器更快速地冷却，使得其温度比降低时钟速率和电压的先前所提议解决方案快得多地返回到温度阈值以下，因为如上文所论述，功率收缩核心减少经停用核心的动态功率和静态泄漏两者。
[0016]图1为根据本发明的一些方面说明包含可停止一或多个忙碌核心以用于热减轻的多核处理器的实例处理器单元的框图。如图1中所展示，处理单元102可包含多个处理器核心104A到104N(下文的“处理器核心104”)。在一些实例中，处理器核心104可包含于单个集成电路裸片中。在其它实例中，处理器核心104可包含于单个芯片封装中的多个集成电路裸片中。处理单元102可为多核微处理器，因为处理单元102包含多个处理器核心104。在一些实例中，处理单元102可为微处理器，例如经配置以处理计算机程序的指令以用于执行的中央处理单元(CPU)，或可为经配置以处理图形处理指令以在显示器(未图示)处渲染图形场景的图形处理单元(GPU)。
[0017]处理器核心104的每一处理器核心可与高速缓冲存储器112A到112N(下文的“高速缓冲存储器112”)中的一或多者相关联。在一些实例中，高速缓冲存储器112可以是为处理器核心104提供缓存的第一层级的LI高速缓冲存储器。处理单元102还可包含高速缓冲存储器114。在一些实例中，高速缓冲存储器114可以是为处理器核心104提供缓存的第二层级的L2高速缓冲存储器。处理单元102还可被可操作地耦合到存储器116。
[0018]定序器106可经配置以管理和调度处理器核心104当中的指令执行。处理器核心104中的个别处理器核心可经配置以并行地处理指令。当处理器核心104中的处理器核心正处理指令时，所述处理器核心可被视为忙碌。相比之下，当处理器核心104中的处理器核心不在处理任何指令时，所述处理器可被视为空闲。
[0019]时钟120可经配置以在所指定时钟速度下产生调节处理单元102的组件的周期性时钟信号。时钟120可被可操作地耦合到处理单元102，且可将时钟信号传输到处理单元102。处理单元102可将由时钟120产生的时钟信号分配到其组件，例如处理器核心104、高速缓冲存储器112和高速缓冲存储器114。在一些实例中，时钟120还可将时钟信号传输到存储器116。处理单元102可读取数据且将数据写入到存储器116。高速缓冲存储器112和高速缓冲存储器114可缓存从存储器116读取且写入到存储器116的数据以用于处理器核心104。
[0020]根据本发明的技术，处理单元102可响应于处理单元102的温度超出温度阈值而功率收缩处理器核心104的一或多个忙碌处理器核心而不降低时钟120的时钟速度。温度传感器110可经配置以感测处理单元102的温度，且可持续感测处理单元102的温度。在一些实例中，温度传感器110可感测包括处理器核心104的集成电路裸片的部分的温度或包括处理器核心104的芯片封装的部分的温度。温度传感器110的实例可包含热敏电阻器，热敏电阻器为具有基于温度而变化的电阻的电阻器。
[0021]可基于多种因素(例如，处理单元102的所要性能、处理单元102的所要功率消耗和处理单元102的寿命)指定处理单元102的温度阈值。举例来说，如果需要高性能，那么可指定相对较高的温度阈值，而如果需要节省功率，那么可选择相对较低的温度。处理单元102的温度阈值可低于紧急温度阈值，其中如果处理单元102的温度超出温度阈值，那么短期内存在处理单元102即将发生故障的巨大风险。
[0022]处理单元102可从温度传感器110读取或者接收所测得的温度，且可将所测得的温度与处理单元102的温度阈值相比。如果处理单元102确定来自温度传感器110的所测得温度超出处理单元102的指定温度阈值，那么处理单元102可启用功率控制模块108以功率收缩处理器核心104的一或多