使用互连事件计数器和权重和累加器控制处理器中功耗的系统和方法与流程

背景技术：

1、在互补金属氧化物半导体(cmos)集成电路中，为了调整功耗，现代微处理器已经采用了使用“p状态”的动态功率管理。p状态是电压和频率的组合。操作系统(os)确定完成当前任务的频率，并使片上功率状态控制器相应地设置时钟频率和操作电压。例如，如果平均而言微处理器被大量利用，则os可以确定应当增加频率。另一方面，如果平均而言微处理器被轻度利用，则os可以确定应当降低频率。用于在这些频率下适当操作的可用频率和对应电压被存储在p状态表中。当操作频率增加时，对应的电源电压也增加，但保持低电压同时仍确保正常操作很重要。

2、处理器核心可以使用性能计数器来对与通过核心的指令执行和数据移动相关的特定事件进行处理能力测量。具体地，数字功率监视器(dpm)可以使用事件计数器来测量在对应的时间段内一个核心或一组核心中的特定事件，并使用该特定事件来计算在该时间段内核心所消耗的功率。然后，可以将计算的功率与核心或核心组的热设计电流(tdc)极限进行比较。另外，电设计电流(edc)监视器可使用事件计数器来计算由一个核心或一组核心所汲取的电流，并将该电流与核心或一组核心的edc极限进行比较。

3、集成电路需要完成关于tdc和edc的性能监视的单独运行或迭代，因为它们是与不同时间帧相关联的两个单独机制。例如，tdc是在以毫秒测量的热显著时间帧上可持续的最大电流，而edc是在以微秒测量的短得多的非热显著时间帧上可持续的最大电流。因为鉴于这些约束的时间帧的不同尺度，完成它们的单独运行需要时间和计算资源，所以需要将它们组合在一起，使得性能监视的单个运行将是足够的。

技术实现思路

技术特征：

1.一种处理系统，所述处理系统具有至少一个执行单元，每个执行单元包括：

2.根据权利要求1所述的处理系统，其中：

3.根据权利要求1所述的处理系统，所述处理系统还包括至少一个处理器引擎，所述至少一个处理器引擎与所述至少一个执行单元耦合，每个处理器引擎包括：

4.根据权利要求3所述的处理系统，其中所述第二主累加部件还包括第一逻辑部件和第二逻辑部件，所述第一逻辑部件被配置为将所述累加权重和与所述短期功率使用阈值进行比较，所述第二逻辑部件被配置为将所述累加权重和与所述长期功率使用阈值进行比较。

5.根据权利要求3所述的处理系统，所述处理系统还包括多个处理器引擎和与所述多个处理器引擎耦合的高速缓存存储器，所述高速缓存存储器包括：

6.根据权利要求5所述的处理系统，其中所述第三主累加部件还包括第一逻辑部件和第二逻辑部件，所述第一逻辑部件被配置为将所述累加权重和与所述短期功率使用阈值进行比较，所述第二逻辑部件被配置为将所述累加权重和与所述长期功率使用阈值进行比较。

7.根据权利要求5所述的处理系统，所述处理系统还包括：

8.根据权利要求7所述的处理系统，其中所述功率节流信号(a)基于其中的所述超额功耗，引起所述至少一个执行单元、所述至少一个处理器引擎或所述高速缓存存储器中的一者或多者的每周期指令(ipc)减少，或者(b)是基于其中的所述超额功耗，发送到所述至少一个执行单元、所述至少一个处理器引擎或所述高速缓存存储器中的一者或多者的脉宽调制(pwm)节流信号。

9.根据权利要求5所述的处理系统，所述处理系统还包括多个第一事件计数部件、第二事件计数部件和/或第三事件计数部件，其中每组相应的事件计数部件经由至少一个环形总线互连。

10.一种与高速缓存存储器操作地耦合的存储器控制器，所述高速缓存存储器被配置为由多个处理核心共享，每个处理核心包括执行单元和处理器引擎，所述存储器控制器被配置为：

11.根据权利要求10所述的存储器控制器，其中所述阈值功率值可选自短期功率使用阈值或长期功率使用阈值中的一者，且所述存储器控制器还被配置为致使所述相应处理核心同时将所述累加权重和与所述短期功率使用阈值进行比较并且将所述累加权重和与所述长期功率使用阈值进行比较，且所述存储器控制器还被配置为：

12.根据权利要求10所述的存储器控制器，所述存储器控制器还被配置为：

13.根据权利要求12所述的存储器控制器，所述存储器控制器还被配置为：

14.根据权利要求13所述的存储器控制器，其中所述存储器控制器还被配置为使与所述第三主累加部件耦合的仲裁器：基于所述确定的超额功耗，通过向所述至少一个执行单元、所述至少一个处理器引擎或所述高速缓存存储器中的一者或多者发送功率节流信号来调整所述功耗，

15.根据权利要求13所述的存储器控制器，所述存储器控制器还与多个第一事件计数部件、第二事件计数部件和/或第三事件计数部件耦合，其中每组相应的事件计数部件经由至少一个环形总线互连。

16.一种控制多个处理核心的功耗的方法，所述方法包括：

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述阈值功率值可选自短期功率使用阈值或长期功率使用阈值中的一者，所述分布式事件是在所述相应处理核心的执行单元上监视的，并且调整所述相应处理核心的所述功耗包括对所述相应处理器核心的所述执行单元执行功率节流。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述分布式事件还使用多个事件计数部件在所述相应处理核心的处理器引擎上被监视，并且调整所述相应处理核心的所述功耗包括对所述处理器引擎执行功率节流，所述方法还包括：

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述分布式事件还使用所述事件计数部件在由所述处理核心共享的高速缓存存储器上被监视，并且调整所述相应处理核心的所述功耗包括对所述共享高速缓存存储器执行功率节流，所述方法还包括：

20.根据权利要求19所述的方法，所述方法还包括基于所述确定的所述功耗的减少向所述相应处理核心发送功率节流信号，

技术总结
公开了用于促进多个处理核心的改进的功耗控制的方法和系统。该方法通过基于确定的超额功耗执行功率节流来改进该功耗控制。该方法包括以下步骤：使用至少一个事件计数部件来监视该相应处理核心中的多个分布式事件；从该事件计数部件计算该分布式事件的累加权重和；通过将该累加权重和与阈值功率值进行比较来确定超额功耗；以及基于该确定的超额功耗来调整该相应处理核心的功耗。

技术研发人员：理查德·马丁·博恩,戈克尔·苏布拉马尼·拉马林加姆·拉克希米·德维,迈克尔·L·戈尔登,拉里·D·翰威特
受保护的技术使用者：超威半导体公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19