专利名称：通过总线宽度重配置来调节电子部件温度和功耗率的方法和装置的制作方法
背景信息本发明涉及电子系统管理。更具体而言，本发明涉及通过在不同的互连总线宽度之间重配置来调节电子部件温度和功耗率。
互连总线技术持续朝向更高速的串行总线利用率的方向驱动着。随同通信速率的提高而来的是更高的功耗和热量的产生。在当今的许多系统中，高功率的处理器(CPU)-诸如中央处理单元的温度的调节需要使用电风扇。一个系统常常都具有它自己的、在热量上隔离的冷却区，该冷却区包括布线的排风管。对于在这样的一个系统中的其他部件而言，其他的系统风扇被使用来冷却存储器、输入/输出(I/O)适配器和芯片组部件。
随着使用速度更快且密度更大的存储器、高速的输入/输出(I/O)设备以及高速互连的芯片组，温度调节变成了一个更富挑战性的问题。典型地，一个直径更大的风扇或者是一个转速更高的风扇被用来抵偿附加的热量产生。然而，这样的技术方案却产生了更高的声学噪声(加上可能的电磁干扰)，使得所述系统就不适应许多环境，并且这样的技术方案也许还会因为尺度的约束而不可行。此外，冷却风扇会消耗数量相当可观的、有价值的系统功率。
图1展示的是典型的计算机存储器系统的布局，该计算机存储器系统使用电风扇来降低温度。一个连续运转的风扇把冷空气吹向计算机部件，并且把冷空气吹过计算机部件，所述的计算机部件诸如是(所示的)存储器104和/或存储器控制器106。或者，在现有技术的另一种配置中，一个风扇把热空气从所述部件吸过来，把热空气送到计算机机箱(未示出)以外。如以上所陈述的，就比如说像现有技术中典型的电风扇102来讲，它产生大量的、令人不快的噪声，并且因为运动部件所导致的摩擦损耗，风扇运转会消耗大量的、有价值的系统能量。
因此就希望有这样的一种系统，它能够调节电子部件的温度并避免上面所提及的问题，并且它具有其他优点-诸如改进对功耗率的控制。
附图简述图1展示的是典型的计算机存储器系统的布局，该计算机存储器系统使用电扇来降低温度。
图2给出了按照本发明原理的功率和温度调节设备的框解，该调节设备采用接口总线宽度控制。
图3给出了按照本发明原理的功率/热度管理过程的图解。
详细描述因为计算机性能是通过提高部件速度来改进的，所以产生的热能也会增加。本发明的一个实施例规定了一种用来使计算机性能与芯片的环境需求之间保持平衡的方法。
图2给出了按照本发明原理的功率和温度调节设备的框解，该调节设备采用接口总线宽度控制。在一个实施例中，芯片组204和输入/输出(I/O)控制器202之间存在一个接口206。在访问I/O 202时，在一个实施例中的芯片组204使用8位宽的串行高速互连链路206接口，并且每个端口208、210大约消耗2瓦特的功率。如果互连链路206的起始端(202/204)和目标端(204/202)这两侧都位于一个系统内部，如在图2中所示的那样，则每个8位的链路206就消耗4瓦特的功率。
在一个实施例中，总线宽度，代表的是总线所使用的通信线路(通道)数目，可以被重配成不同的大小(例如，2位的、4位的、8位的等等)。在一个实施例中，这样的配置可以使用现有技术中所众所周知的缓冲方法来实施，例如内部定时逻辑被使用来控制I/O缓冲器(未示出)和芯片204的内部总线之间的接口。图2展示了一个8位的总线(互连链路)206，当前该总线只使用了线路212的4条线(4位)来降低热量的产生和/或降低能量的消耗率。在一个实施例中，总线宽度在系统“复位”或者“上电”之后的系统运行期间(以及在“启动”时)可以被重配置。在一个实施例中，重配置可以用各种现有技术中的公知方法来实施。重配置可以由起始端(202/204)或者目标端(204/202)通过发送特定命令(或请求)加以激发。于是，在一个实施中，起始端(202/204)和目标端(204/202)可以实施一个“复位”过程来改变总线宽度。在可选的实施例中，起始端(202/204)和目标端(204/202)可以在一个专门的握手过程之后来改变总线宽度。
在一个实施例中，功率/热度管理器211依据操作系统指示的配置功率管理(OPSM)来启动和执行重配置。OSPM是一个由ACPI(高级配置和功率接口)使用的通用术语，ACPI是一个由Intel、微软和东芝公司所制定的行业标准(ACPI 1.0b规范，1999年2月)。ACPI是一个公开的规范，它涉及到PC硬件、操作系统软件和外围设备接口。该规范规定了一种方式，采用该方式操作系统(OS)、母板硬件以及外围设备(诸如CD-ROM、硬盘驱动器等等)就功率的耗用而相互对话。(参见http://www.intel.com/eBusiness/products/mobile/in-itiatives/ar420.htm)。操作系统指示的功率管理(OSPM)涉及到OS管理所有的功率活动并且只“按需”将功率提供给设备。
在本发明的一个实施例中，“功率事件”(触发事件)触发功率管理器211请求改变互连链路206的功耗，所述改变是通过把互连链路206在总线中重配置到不同数目的使用线路212来进行的。例如，一个系统可以把北桥-诸如存储器控制器集中器(MCH)连接到两个I/O桥(IOH)，每个桥都具有8位的高速串行链路。这样的一种互连机制可能消耗掉约8瓦特的系统功率。在一个实施例中，一个降低到4位的链路的OSPM请求可以导致把功耗降低到4瓦，节约了约4瓦特的功率(即50％)。
在一个实施例中，各种情况都可以构成用于“触发”总线宽度重配置的“功率事件”。这些包括(1)系统内部的温度增加超过某个阈值；(2)系统风扇的故障；(3)芯片组部件的管芯温度的增加；(4)系统对因交流电(AC)源等的故障导致在电池供电之下运行的需求(总线宽度降低以减小功耗率)；以及(5)持续低的系统利用率。
功率/热度调节的这一系统还被预见到用作在处理器-诸如中央处理单元(CPU)和芯片组(存储器控制)之间的接口。再者，在一个替换的实施例中，该系统可以用作在芯片组和存储器之间、两个处理器(诸如CPU)之间或者两个I/O设备之间的接口。
图3给出了按照本发明原理的功率/热度管理过程的图解。在一个实施例中，“功率事件”302被传送到功率管理器303。功率管理器303实现一个基于策略的判定304，该策略适用于对系统功率、温度调节、性能以及“可靠性、可用性和可维修性(RAS)”关系的管理。根据策略，功率管理器303可以请求改变一个或多个系统部件的互连总线宽度。在一个实施例中，操作系统306与总线和设备驱动器308、310相通信来请求改变功率状态(总线宽度)。在一个实施中，总线和设备驱动器308、310采取预备的动作，接着指示何时这样的转变已就绪。在适当之时，操作系统306请求总线宽度重配置312。
在一个实施例中，如果客户环境是微冷的，则系统就保持着适合高性能(高速)的配置。一个系统确实不需要被设计成适应“最坏的情况”(针对所有用户都处于较高温度环境下受到的损害)。系统可以被设计成适应“普通”(平均)运行条件和环境，如果条件比这还要差，则系统就将依据本发明的原理来对自身进行重配置。在一个实施例中，系统在启动之后，随着环境的改变，能够视需要多次对自身进行重配置。
尽管在此明确地说明和描述了几个实施例。但是应该可以理解的是，本发明的修改和变形都由上述的讲述加以涵盖，并且在不背离本发明的精神和预定范围的情况下处于所附的权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种用于控制电子部件之间的通信速率的系统，包括第一部件，包括与第一数目的通信通道相耦合的第一端口，所述第一端口用于控制第一端口和所述通信通道之间的、以第一通信速率所进行的通信，从而使所述第一端口将响应于触发事件而与第二数目的通信通道进行通信，所述数目小于所述第一数目。
2.如权利要求1所述的系统，其中，重配置由一功率管理器加以实施，以便把通信以第一数目通道进行改变成以第二数目通道进行。
3.如权利要求1所述的系统，其中，重配置由一热度管理器加以实施，以便把通信以第一数目通道进行改变成以第二数目通道进行。
4.如权利要求1所述的系统，其中重配置由操作系统依据基于操作系统的功率管理(OSPM)加以实施，以便把通信以第一数目通道进行改变成以第二数目通道进行。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一数目通道包括作为一个子集的所述第二数目通道。
6.如权利要求5所述的系统，其中，一互连总线包括所述第一数目的通信通道。
7.如权利要求1所述的系统，其中，响应作为基于系统管理策略的判定的所述触发事件，实施一次重配置，以便把通信以第一数目通道进行改变成以第二数目通道进行。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述基于策略的判定涉及分析多个判定准则。
9.如权利要求8所述的系统，其中，所述多个判定参数包括功率管理；热度管理；可靠性、可用性和可维修性(RAS)；以及系统性能。
10.如权利要求8所述的系统，其中，所述分析和所述重配置每次都在系统启动之后发生。
11.一种用于控制电子部件之间的通信速率的方法，包括第一部件使用第一数目的通信通道以第一通信速率与第二部件进行通信；所述第一部件使用第二数目的通信通道以第二通信速率与所述第二部件进行通信；和响应一触发事件，在所述第一数目通道和所述第二数目通道的利用率之间进行重配置。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述重配置由一功率管理器加以实施。
13.如权利要求11所述的方法，其中，所述重配置由一热度管理器加以实施。
14.如权利要求11所述的方法，其中，所述重配置由操作系统依据基于操作系统的功率管理(OSPM)加以实施。
15.如权利要求11所述的方法，其中，所述第一数目通道包括作为一个子集的所述第二数目通道。
16.如权利要求15所述的方法，其中，一互连总线包括所述第一数目的通信通道。
17.如权利要求11所述的方法，其中，响应作为基于系统管理策略的判定的所述触发事件，实施所述重配置。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述基于策略的判定涉及分析多个判定准则。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述多个判定参数包括功率管理；热度管理；可靠性、可用性和可维修性(RAS)；以及系统性能。
20.如权利要求18所述的方法，其中，所述分析和所述重配置每次都在系统启动之后发生。
21.一个位于存储介质中的指令集，所述指令集能够由处理器加以执行来控制电子部件的通信速率，包括第一部件使用第一数目的通信通道以第一通信速率与第二部件进行通信；所述第一部件使用第二数目的通信通道以第二通信速率与所述第二部件进行通信；和响应一触发事件，在所述第一数目通道和所述第二数目通道的利用率之间进行重配置。
22.如权利要求21所述的指令集，其中，所述重配置由一功率管理器加以实施。
23.如权利要求21所述的指令集，其中，所述重配置由一热度管理器加以实施。
24.如权利要求21所述的指令集，其中，所述重配置由操作系统依据基于操作系统的功率管理(OSPM)加以实施。
25.如权利要求21所述的指令集，其中，所述第一数目通道包括作为一个子集的所述第二数目通道。
26.如权利要求25所述的指令集，其中，一互连总线包括所述第一数目的通信通道。
27.如权利要求21所述的指令集，其中，响应作为基于系统管理策略的判定的所述触发事件，实施所述重配置。
28.如权利要求27所述的指令集，其中，所述基于策略的判定涉及分析多个判定准则。
29.如权利要求28所述的指令集，其中，所述多个判定参数包括功率管理；热度管理；可靠性、可用性和可维修性(RAS)；以及系统性能。
30.如权利要求28所述的指令集，其中，所述分析和所述重配置每次都在系统启动之后发生。
全文摘要
公开了一种通过在不同的互连总线宽度之间重配置来调节电子部件温度和功耗率的系统。
文档编号G06F1/32GK1592880SQ02821817
公开日2005年3月9日 申请日期2002年10月31日 优先权日2001年11月5日
发明者D·博达斯 申请人:英特尔公司