CN100374982C - 使散热优化的方法和装置 - Google Patents

使散热优化的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN100374982C
CN100374982C CNB028107047A CN02810704A CN100374982C CN 100374982 C CN100374982 C CN 100374982C CN B028107047 A CNB028107047 A CN B028107047A CN 02810704 A CN02810704 A CN 02810704A CN 100374982 C CN100374982 C CN 100374982C
Authority
CN
China
Prior art keywords
area
bandwidth
temperature
heat sensor
sense temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CNB028107047A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1529842A (zh
Inventor
B·库珀
M·金
T·弗莱特彻尔
D·维尔特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intel Corp
Original Assignee
Intel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intel Corp filed Critical Intel Corp
Publication of CN1529842A publication Critical patent/CN1529842A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100374982C publication Critical patent/CN100374982C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/20—Cooling means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/20—Cooling means
    • G06F1/206—Cooling means comprising thermal management
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)
  • Microcomputers (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)

Abstract

提供一种方法和装置，用于获得诸如芯片组之类的系统的节流设定。可以使第一带宽作用于系统的第一区域(或接口)上，并应用热量传感器来感知该第一区域的温度。根据感知的温度可增大或减小通过此第一区域的带宽，以达到理想的或优化的设定。

Description

使散热优化的方法和装置
技术领域
本发明涉及芯片组的节流设定，更具体地，本发明涉及基于检测温度的节流设定优化。
背景技术
芯片组中包含有与芯片组的外部元件相连接的接口，芯片组还包括有相关逻辑元件之间的内部接口。工作中，这些接口产生出随通过各接口的带宽而变的热量，并沿着信号线。在芯片组工作期间，温度可能上升到造成问题的程度。有较大的电流通过接口时将产生较多的热量，可能影响芯片组的元件和接口。
可以将散热片、通风或是散热片与通风的组合应用于散热，以使芯片组硅材不超过它的结温规范。较为新近的芯片组中包含一种机构(也即节流)，通过降低时钟频率、占空比和/或限制最大可支持带宽来限制最大可支持功率。分析和估算表明，实际应用中不能够支持高功耗的带宽。节流值可以是固定值，它能在推测的更差情况的实际应用中达到可能发生的带宽，但不能在人为制造的蓄意应用中支持更高的带宽。由于更差情况的实际应用中功率可能接近最高可达到的功率，又使用准最大带宽，所以节流值固定的散热就不再充分了。因此，要有一组固定节流值以覆盖部件性能受限中可见到的各极端情况，甚至包罗从未见到的极端发热状态的工作环境。
发明内容
根据本发明，提供一种确定集成电路系统的节流设定的方法，所述方法包括：使第一带宽作用于所述系统的第一区域；使用在第一区域中提供的第一热量传感器感知所述系统的所述第一区域上的温度；以及在从第一热量传感器接收第一区域的感知温度的指示之后，至少根据接收到的所述第一区域热量传感器的感知温度和所述第一带宽确定第一节流设定，所述节流设定用于控制所述集成电路的性能。
附图说明
结合附图进行阅读，从下面的实施例详细说明和权利要求书中可显然明白上述的本发明并对之有更好的理解，这些附图是本发明公开的组成部分。虽然，上面的说明和下面书面上阐述的公开着眼于本发明公开的实施例，但应当清楚地理解，这仅仅是一种阐述和示例的方式，本发明并不限制于此。
下面是各附图的简要说明，这里，类同的标号表示类同的部件，其中：
图1是计算机系统平台的例子；
图2是本发明一个实施例的方框图；
图3是本发明一个实施例的流程图；
图4是本发明一个实施例的流程图；
图5是本发明一个实施例的流程图；
图6是一个定时图，示明100％和50％节流；
图7是一个定时图，示明固定的节流；
图8是按照本发明一个实施例的定时图，示明动态的节流；以及
图9是集成芯片组的方框图，按照本发明工作成闭环反馈控制系统。
具体实施方式
下面的论述中，类同的标号和字符用于表示不同附图内相同、相应或相似的部件。此外，下面的详细说明中给出了示例的规模、模型、数值和范围，但本发明并不限制于此。此外，时钟和定时信号图未按照比例画出。在方框图中又示明了布局，以便清楚了解本发明。并且考虑到，对于实现此类方框图布局而言，各项特性很大程度上取决于本发明实现中的平台。所以，此类特性应完全地掌握在本领域普通技术人员的权责内。在给出各特性细节(例如电路、流程图)以说明本发明实施例的场合，本领域普通技术人员显然明白，对于这些特性细节来说本发明实施中可以不具备或是有所变更。最后，应当明白，可以采用硬件电路和软件指令的不同组合来实现本发明实施例。
此外，在说明书中提到的“一个实施例”、“一种实施例”、“示例性实施例”等意在表明，它们是结合实施例所述及的一种具体特点、结构或特征，包括在本发明的至少一个实施例中。在说明书中不同地方出现的此类词组不必需全是指同一实施例。此外，当结合任何实施例述及具体特点、结构或特征时，应认为这是本技术领域普通技术人员权责范围内的事，也可结合其它实施例来实践此种特点、结构或特征。
图1示明一个计算机系统平台的例子。如图1中所示，计算机系统100可包括：处理器子系统110；通过前侧总线10与处理器子系统110连接的存储器子系统120；通过图形总线30与存储器子系统120连接的图形发生130；通过集线器链路40和50与存储器子系统120连接的一个或多个主芯片组140-150，用于向不同带宽和工作速度的诸如PCI(外围部件互连)总线60和70之类的外围总线提供接口；通过低引线数(LPC)总线与芯片组150连接的闪存160和super I/O170，用于对多个I/O装置180提供接口，I/O装置180诸如是控制字母数字键盘工作的键盘控制器以及诸如鼠标、轨迹球、触摸板、摇棒等之类的光标控制器件，诸如是磁带、硬盘驱动器(HDD)和软盘驱动器(FDD)之类的大容量存储装置，以及连接打印机、扫描仪和显示器的串行和并行端口。在非传统的PCI总线60上可配备多个I/O装置190。计算机系统100可以有不同的配置，或者使用如图1中所示的某些部件或是与它们不相同的部件。
处理器子系统110可包括多个主处理器和一个超高速缓存子系统112。存储器子系统120可包括经由前侧总线10(也即主总线或处理器总线)连接至主处理器的存储器控制器集线器(MCH)122以及经由存储器总线20连接至MCH 122的至少一个存储器单元124。存储器单元124可以是DRAM(动态随机存取存储器)，或者可以是ROM(只读存储器)、VRAM(视频随机存取存储器)等由存储器单元124存储信息和指令供主处理器使用。图形发生130可通过图形总线30连接至存储器子系统120中的主控制器集线器122上，并可包括例如是图形控制器、局部存储器和显示装置(例如，阴极射线管、液晶显示器和平板显示器等)上。
主芯片组140和150可以是PCI(外围部件互连)桥(例如是主桥、PCI-PCI桥或者标准扩展桥)，具有PCI芯片形式，比如是Intel公司制造的PIIX4芯片和PIIX6芯片之类。具体地，芯片组140和150可以对应于PCI(外围部件互连)64位集线器(P64H)140和输入/输出控制器集线器(ICH)150。P64H 140和ICH 150例如可分别通过16位和8位集线器链路40和50连接至存储器子系统120的MCH 122上，并可以在前侧总线10与外围总线60和70(诸如是不同带宽和工作速度的PCI总线)之间按接口进行工作。PCI总线可以是高性能的32位或64位同步总线，如PCI专业组(SIG)1998年12月18日提出的最近版本“PCI局域总线规范，修订版2.2”中所述，它具有自动可配置性和复用的地址线、控制线与数据线，用于具有视频，组网或盘片存储能力的新式插入式布置(比如扩展卡)。例如，64位和66MHz的PCI总线60可连接至P64H 140上。类似地，32位和33MHz的PCI总线70可连接至ICH 150上。也可以应用其它类型的总线结构，诸如ISA(工业标准结构)总线和EISA(扩展的工业标准结构)总线。
将P64H 140和ICH 150连接至存储器子系统120中MCH 122上的集线器链路40和50，可以是不同带宽和工作速度的基本PCI总线。将P64H 140和ICH 150连接至I/O装置的外围总线60和70，可以是不同带宽和工作速度的辅助PCI总线。P64H 140和ICH 150可以对应于PCI-PCI桥，设计上符合于PCI专业组(SIG)1998年12月18日提出的“PCI局域总线规范，修订版2.2”以及PCI专业组(SIG)1997年6月30日提出的“PCI总线电源接口(ACPI)和电源管理接口规范，修订版1.1”。
图2是本发明一个实施例的方框图，其它实施例和配置也在本发明的范围内。具体地，图2示明计算机系统200，它类似于图1实施例中所示的平台。然而，为了便于阐述，图2上只示出计算机系统200中的几个部件。计算机系统200可包括芯片组210，它例如是存储器控制集线器或是综合图形存储器控制集线器。本发明的实施例并不限制于一种芯片组，也就是，对应于芯片组210的方框可以是包含有逻辑成分的任何类型系统。
芯片组210可通过第一信号线211连接至第一部件212上。芯片组210可通过第二信号线213连接至第二部件214上。另外，芯片组210可通过信号线215连接至第三部件216上。为了便于阐述，尽管本发明并不局限于这个数量的部件或局限于这些连接，但此处仅示明了三个外接部件。众所周知，可以在芯片组210上(或是芯片组210的外部)配备接口装置(或是机构)，提供出芯片组210与每个信号线211、213和215之间的接口。芯片组210可包括处于芯片组210内部各逻辑元件之间的一些内部接口装置(或是部件或机构)。然而，为了便于阐述，将根据图2中所示那种使芯片组210与外接部件相连接的接口来说明本发明实施例。
芯片组210可以是存储器控制集线器，包括有诸如系统存储器控制器、局部存储器控制器和综合图形控制器等功能单元。可以提供一些机构用于功能单元的节流控制或是那些单元中接口上的节流控制。
本发明的实施例中包括有连接至芯片组210上的测试装置310。测试装置310中如下面所述地可包括带宽产生控制装置312和处理器装置314。该带宽产生控制装置312和处理器装置314以两个方框表示，不过，这两个方框的功能也可以由单个功能单元诸如处理器装置314来实现。本发明的实施例还可在芯片组210的第一区域内提供第一热量传感器302，在芯片组210的第二区域内提供第二热量传感器304，在芯片组210的第三区域内提供第三热量传感器306。芯片组210的第一、第二和第三区域可分别对应于芯片组210与信号线211、213和215之间的接口位置。热量传感器302、304和306之每一个可通过信号线或是类似类型的通信机构连接至测试装置310上。为了便于阐述，只示明了一条信号线也即信号线320，它连接在测试装置310与第一热量传感器302之间。
第一热量传感器302可以是具有数模变换器(DAC)的温度传感器(也即热敏二极管)，提供对断路点基准的选择。本发明的实施例可包括一个可编程存储装置(诸如软盘或类似类型的装置，以存储软件程序、例行程序或实用程序)，它可以在测试装置310内装载，提供如下面所述的各种机构和方法。这里，可包括芯片组210中各个接口的电源分层。例如，软件能够在Windows环境中运行。测试装置310可提供一个图形用户界面(GUI)，用于输入信息和接收信息。用户具有选择权，选定以MB/S为单位的任何自定义读出和/或写入带宽，从零起至校准的系统最大值。软件实用程序可包括：带宽饱和极限性能测试(stress test)的例行程序，监测和记录芯片组/产品/平台温度响应的例行程序，分析和计算最佳设定值的例行程序，以及运行测试工具并编译结果的例行程序。带宽饱和极限性能测试的例行程序可拾取带宽饱和等级的输入，记录结果，用于实现平台中的各种接口，诸如：处理器子系统110与芯片组210之间的接口，芯片组210与存储器总线之间的接口，芯片组210之内的接口，以及芯片组210与外围之间的接口。
按照本发明的实施例，依靠软件管理工具可帮助确定最佳的芯片组带宽节流设定值，借以确保安全的温度运行状态并优化芯片组210的性能。实用程序可启动自动的热量分层测试，它例如使处理器单元作用到主存储器总线上，与此同时监测芯片组210的传感器温度。这能确定出处理器单元到主存储器的传输速率或带宽(MB/S)，是在维持系统设计人员确立的所需目标传感器温度下的许可用值。根据测试结果，实用程序可提供出推荐的节流设定，供BIOS工程师用在对芯片组节流寄存器的编程中。
带宽产生控制装置312可以控制适用于芯片组210中第一区域的带宽。更具体地，带宽产生控制装置312可以结合处理器装置314一起工作，产生流经芯片组210第一区域内所处接口的带宽量值。实际带宽可由位于测试装置310外部的一个带宽产生机构提供出。带宽产生控制装置312能够控制该机构，可以使不同类型的带宽通过芯片组210的第一区域。类似地，带宽产生控制装置312可以结合处理器装置314一起工作，以控制通过芯片组210中第二区域的带宽和通过芯片组210中第三区域的带宽。通过芯片组210中每个区域的带宽可以不相同，或是彼此类似。另外，通过芯片组210中每个区域的带宽可以同时出现，或是在不同时间上出现。
测试装置310应用第一热量传感器302可确定所感知的芯片组210第一区域的温度。类似地，测试装置310应用第二热量传感器304可确定所感知的芯片组210第二区域的温度，应用第三热量传感器306可确定所感知的芯片组210第三区域的温度。如下面将述及，测试装置310可监测所感知的温度，并根据感知的温度合适地调整适用于芯片组210中个别区域的带宽(增大或减小)。测试装置310可监测所感知的温度，并根据所感知温度与预定温度(诸如芯片组的最大温度或最大结温)间的关系对于通过每个有关区域的带宽确定出理想的或优化的节流设定。对于每个有关区域监测所感知的温度时可逐一地进行，得到个别地优化的节流设定。另一方面，对所有的区域也可以同时进行监测。测试装置310可监测所感知的温度并合适地调整节流设定，以使每个区域的温度低于有关区域的预定温度。监测之后，测试装置310，根据该时刻通过每个有关区域的带宽，确定它们优化的节流设定。由软件应用程序确定出能提供给BIOS工程师用的推荐的节流设定，此后可应用它们对个别的节流寄存器编程。所以，可将各个优化的节流设定编程入个别的寄存器中，或者控制芯片组210的程序，以供将来工作时作为基准。在芯片组210的有关平台上启动芯片组210工作之前，可先实施这一工序。由于根据通过芯片组210上每个区域的理想带宽已经对节流设定作出优化，所以据此可保留它们。
测试装置310可包括一个监测系统，在有带宽通过第一区域时它监测第一热量传感器302感知的温度。该监测系统可以与其它系统共同工作，当感知的温度低于预定温度时增大带宽，或者当感知的温度高于预定温度时减小带宽。如下面将述及的，监测系统可包括一个误差检测机构，检测感知温度与理想温度之差，产生一个误差信号。测试装置310内的反馈机构可根据误差信号的大小调整带宽。
算法可以监测由片上热量传感器来的反馈，与此同时运行电源实用应用程序。此种方法中可应用电源分层实用程序和图形极限性能软件来确定最大带宽(也即电源等级)，并将它们与最高的许可芯片温度联系起来。如果应用极限性能实用程序中达到了最高芯片温度，便可以推荐和显示一种节流寄存器设定。
现在，通过更具体的细节说明本发明实施例。这些仅仅是实施例的示例，其它实施例也包罗在本发明的范围内。
电源分层软件可应用来建立高功率状态，用于芯片组210的各种功能接口。借助于应用这种分层软件，测试装置310可以在极限性能状态下根据检测的芯片温度确定节流设定。极限性能应用程序能在一定时间长度(或取样周期)内测量芯片温度，用以计算发热常数。发热时间常数可应用于片上热量传感器(也即第一热量传感器302)的动态反馈模式中，条件是节流能实时响应于芯片电平功率密度和局部芯片温度的监测。测试装置310上可提供图形用户界面(GUI)，用于输入信息和接收信息。
现在，就图3-5上示明的流程图说明本发明的实施例。这些流程图仅仅是示例，其它的实施例、流程图和工作也在本发明的范围之内。也就是，这些流程图并不是用于限制本发明的。另外，这些流程图涉及处理器单元与局部存储器、系统存储器和图形控制器之间的接口。这些仅仅是示例，其它接口和连接也在本发明的范围内。
图3中，从处理器单元到主存储器实施极限性能应用程序测试。极限性能应用程序包括一种算法，它反复计算非节流环境中的带宽(从低带宽到最大带宽)。该算法在应用热量传感器监测芯片温度的同时，按步级历经各工作负载，计算出与最高温度目标点相对应的最大带宽状态。本实施例中，也可以运行低等级的图形应用程序(诸如图形控制器至图形控制器和/或图形控制器至局部存储器)。图形应用程序能产生出可支持的高带宽工作负载，它并不消耗额外的从处理器单元到存储器的带宽。此外，在找到带宽与最高芯片温度间的相关性后，随着由存储器写入节流寄存器的实际值编程入芯片组210，测试装置310上可显示出推荐的节流百分数值(或者实际带宽)。
更具体地，图3示明一个流程图，其中，在方框402中提供一个给定的目标温度。在方框404中，在处理器单元到系统存储器接口上实施极限性能应用程序，同时又运行着其它应用程序，诸如图形控制器至图形控制器和/或图形控制器至局部存储器。可以随时间增大或减小带宽，例如直至达到工作温度刚低于(或是等于)预定温度。在整个测试时间内可以记录有关的数据。该数据例如可包括：所达到的最大读/写带宽(方框406)，热量传感器温度随时间的变化(方框408)，以及测试持续期、总测试时间和热量感知时间(方框410)。在方框412中，对于记录数据的结果进行计算，并使目标温度与最大带宽相关联。在方框414中，在测试装置310上显示(或输出)节流百分数和/或节流值。图3中流程图所示的方法是对处理器单元和系统存储器接口区域中的温度进行监测，应用感知的温度和预定的最高温度确定出合适的节流百分数。
图4示出流程图500，运行图形极限性能应用程序。极限性能应用程序可以在图形至图形的接口、图形至局部存储器的接口和/或处理器单元至局部存储器的接口上执行。在对热量传感器的温度取样时，可以每次运行一个极限性能应用程序测试，或是同时运行多个应用程序测试。在本实施例中，也可以运行处理器单元至SDRAM的极限性能应用程序。可以使最高温度与最大图形带宽相关联，从而确定节流寄存器。更具体地，图4示明从先前得到的目标温度(来自图3)中或是通过用户的再输入中得到目标温度(方框502)。在方框504中，可以在图形至图形的接口、图形至局部存储器的接口和处理器单元至局部存储器的接口上运行极限性能应用程序测试。如前面指出，本实施例中，也运行着处理器到系统存储器的程序。在一种与图3实施例类似的状况中，测试装置310可合适地调整作用于每个有关接口上的带宽。以便确定出例如是能够维持感知温度低于预定温度的带宽。在整个测试时间内可记录有关的数据，它包括：最大通过量和最大填充速率(方框505)，达到的最大读/写带宽(方框506)，诸如温度随时间变化的热量传感器读数(方框508)，以及测试持续期、总测试时间和热量吸收时间(方框510)。可计算记录数据的结果并使目标温度与最大带宽相关联(方框512)。在方框514中，可以显示相关的输出，诸如节流设定和/或节流值。
图5示出流程图600，当每个有关的接口中通过最大带宽时它涉及对各种节流设定进行校验。也就是，图5的方法中测试先前得到的节流值，以确定它们是否适合于在一个以上的接口中有理想的带宽通过其间。更具体地，在方框602中得到先前确定的节流值(来自图4和图5)。在方框604中，可设定目标温度。从先前输入的温度中可得到该温度，或者可以是再输入的目标温度。在方框606中，可以在图形至图形的接口、图形至局部存储器的接口和处理器至局部存储器的接口上执行极限性能应用程序。在方框608中，测试装置310根据热量传感器的感知温度确定是否超过了目标温度。如果已超过目标温度，则图形至局部存储器的节流太高(方框610)。如果未超过目标温度，则在方框612中对处理器至系统存储器的接口适用极限性能应用程序。在方框614中，测试装置310确定该接口的感知温度是否超过所希望的目标。如果感知温度已超过目标，则系统存储器的节流太高。如果感知温度未超过目标，则在图形至局部存储器的接口和系统存储器的接口上可同时执行极限性能应用程序(方框618)。如果这些接口上的感知温度都超过所希望的目标温度，则判定图形和系统存储器的节流均太高(方框622)。另一方面，如果感知温度未超过所希望的目标温度，则可以计算用于系统固件和驱动器软件的寄存器数值和常数。如果在方框610、616和622之任一个中确定出节流太高，则可以确定这些节流值(方框630)，并在测试装置310上可显示告警信息(方框632)。在此种环境下，程序返回至图5中方框602与方框604之间的点A上重复上面的过程。
因此，本发明的实施例可以利用片上热敏二极管温度传感器，与外部封装热电偶相比较下作出芯片温度反馈。二极管传感器可精确地反映局部芯片温度，能更实质性地对芯片温度起伏作出响应。此种类型的反馈可由软件予以应用，以瞬时地得到对功率密度的响应。
另外，软件能在测试装置310上使用图形用户界面(GUI)，使用户的输入或操作量最小。运行电源应用程序和确定节流设定的此种方法，对于具体的系统环境来说能为用户提供优化和定制的节流解决方法和热量管理。
现在，说明各种节流实施例。接口的节流涉及将可变数目的等待状态插入功能单元的外部和/或内部接口中。接口的节流可表示成100％最大可能通过量的一个百分数。例如，图6示明100％节流和50％节流两种情况下时钟和数据的定时图，两个定时图有同样的时钟频率和占空比，50％节流中具有变动的等待状态周期。
时钟节流涉及改变时钟频率或占空比，以使功率减小。当在集成控制器内的功能单元上使用过分的时钟选通技术时，时钟节流不一定有效。时钟频率控制和其它技术可能作用到整个芯片上，而功耗的大部分(因而产生出热能)或许只是由那些单元内的某些功能单元或接口(诸如I/O缓存器)造成的。大部分的功耗可能集中于诸如系统存储器控制器、局部存储器控制器之类特定单元接口的I/O缓存器中，可与内部时钟树相关联地减小。
本发明的实施例中给出一种以上的电源管理控制方法，也即是固定模式(对应于固定模型)和动态模式(对应于动态模型)。
在固定模型中，对于节流百分数值的固定断路点来说，超过预置点时会影响节流自动化。对每个接口可预置节流百分数，在超过预置断路点时节流会立即起作用。从断路点上退回来时，节流将去除。在此模型中，超过预置的损害性(恶劣场合)断路点时会使系统停止工作，以有助于防止热致机械故障。通过接口寄存器比特可锁定预置值，防止随后的断路点/节流的交变。在此模型中，芯片组可节流于安全值上，是防御最坏状况的一种方案。工作性能可以从非节流状态到节流状态极大地摆动。
另一方面，在动态模式或模型中，可根据温度来动态控制节流情况和节流量。此种模式也可包括固定模式中那样的预置断路点和寄存器比特。动态模式中，跨越热断路事件时会导致软件(或算法)进入无效的热控制模式。软件(或算法)可动态调整节流性能以匹配热约束。系统可以只是节流到所需的数量，以便保持带宽供作计算机系统的其余部分使用。
图7示出固定模式(或固定模型)中的节流。该曲线图中，T-trip表示所希望的温度，曲线702表示诸如热量传感器302之类传感器的感知温度。曲线704表示100％最大可能通过量百分数示明的节流量。水平轴表示时间，诸如传感器的取样时间。
图8示出动态模式中的节流，其中可动态调整节流性能以匹配热约束。曲线图中，T-trip表示所希望的温度，曲线706表示诸如热量传感器302之类传感器的感知温度。曲线708表示100％最大可能通过量百分数示明的节流量。水平轴表示时间，诸如传感器的取样时间。在动态模式中，可用误差大小来确定施加多少节流。
动态模式有下面的优点。由于动态模式包含较少的过冲和减幅振荡，所以能较快地稳定下来。这一点可在图8中示明，节流时运行性能曲线的摆幅范围较窄小。依靠较小的过冲，可以只使性能降低于给定的必需量上，仍然有某些过冲。此外，动态模式借助于性能计量器和带宽断开，仅仅对需要节流的区域进行节流(也即利用率反馈)，例如是指明哪个单元处在极限性能状态下。如果有一个单元的利用率相当地不同于其余单元，则该单元可以按比例作最多的节流。如果全部单元的利用率大致上相等，则它们全体将同等大小地节流，这可以称为利用率反馈。
图8进一步示明了误差大小，它对应于传感器的感知温度与所希望温度(T-trip)之间的差值。误差大小在测试装置310中可用作反馈信号，以控制节流量。如果误差显著，所以应用大的节流量。然而，如果误差很小，则可以应用较小的节流量。换言之，在动态模式中节流量可基于误差大小。因此，本发明的实施例可利用该误差来确定感知温度离开目标温度多远，并可应用该误差来确定节流变化的方向(也即减小节流或是增大节流)。节流的灵敏度和节流的大小取决于该误差量。由此，动态模式表现为闭环反馈控制系统。
图9示出一个集成芯片组，它按照本发明工作成闭环反馈控制系统。其它实施例和配置也在本发明的范围内。如图所示，从芯片组上返送出一个热量传感器反馈和利用率反馈，与一个模型(也即所希望值)相比较而产生一个误差信号，可用来动态调整节流值。该图中，将热量传感器和利用率应用为芯片组来的反馈信号，得到的误差信号表明了节流如何地使工作生效。可应用该误差控制芯片组的节流，使之保持于目标范围内。作为一种算法，可应用软件来实现闭环反馈控制系统。
在至少一个实施例中，算法可以在周期性基础上(也即取样时间的周期)读出和存储新的温度TN。算法进一步计算对于目标温度TT的距离多大，并计算温度梯度(TN-TN-1)。算法可应用已知的热学公式(ACPI)来调整节流。该公式是
Figure C0281070400171
。热学常数_TC1和_TC2从平台的分层(profiling)中已经得出，表征平台分层的响应。
借助于使用性能计量器、芯片组观察结构(OA)计量器和存储器带宽计量器以及其它的利用率/需求检测机构，可以实现过滤。装置能够确定是否有一个接口比之其它接口更显著地起作用。此种场合下，实施节流时可以只是节流造成问题的接口。此外，仅仅在TN#(TT-THYST)之后才释放节流，全部节流都成100％。
因此，电源管理控制中可应用片上热量传感器和控制逻辑，以使得对集成芯片组之热量管理起作用的闭环反馈控制系统运行。这样，可以免使集成芯片组(有多个独立的/依存的功能单元)超出推荐的工作温度。它既能给出最大的性能，同时保持集成芯片组处于热量预算值内。由带宽利用率和带宽需求两者组合的反馈信息可以确定，哪个功能单元直接造成热工况。
上面述及的方法可以提供在测试装置310或其它装置所安装的软件(或软件例行程序)内。机构、算法和/或例行程序也可以给出在程序存储装置(诸如是盘片之类)中，能够由机器(诸如计算机系统)读出，并且包括有各个指令的程序，它们可由机器执行，以实现其方法、算法和/或例行程序。
这里，结束了对实施例示例的说明。尽管参照所示的多个实施例已经说明了本发明，但应当理解到，本领域普通技术人员能设想出许多其它的修改和实施例，但都属于本发明原理的精神和范围内。更具体地讲，在前面的公开、附图和后附的权利要求书范围内，对于本主题组合安排上的各个部分和/或布置作出合宜的变动和修改都是可能的，而不会偏离本发明的精神。除了各个部分和/或布置上的变动和修改外，本领域普通技术人员显然还可使之有别样的应用。

Claims (24)

1.一种确定集成电路系统的节流设定的方法，所述方法包括：
使第一带宽作用于所述系统的第一区域；
使用在第一区域中提供的第一热量传感器感知所述系统的所述第一区域上的温度；以及
在从第一热量传感器接收第一区域的感知温度的指示之后，至少根据接收到的所述第一区域热量传感器的感知温度和所述第一带宽确定第一节流设定，所述节流设定用于控制所述集成电路的性能。
2.权利要求1的方法，其中，如果所述第一区域热量传感器的所述感知温度低于预定温度，则通过使作用于所述系统中所述第一区域上的所述第一带宽增大，确定所述第一节流设定。
3.权利要求1的方法，其中，如果所述第一区域热量传感器的所述感知温度高于预定温度，则通过使作用于所述第一区域上的所述第一带宽减小，确定所述第一节流设定。
4.权利要求1的方法，其中，所述系统包含一个芯片组，所述第一区域包含有所述芯片组的一个接口。
5.权利要求1的方法，其中，通过应用闭环反馈控制系统确定所述第一节流设定。
6.权利要求5的方法，其中，所述闭环反馈控制系统中包括有热量传感器反馈和利用率反馈之一。
7.权利要求1的方法，其中，根据第一热量传感器的所述感知温度与预定温度间差别的大小来确定所述第一节流设定。
8.权利要求1的方法，其中，根据作用于所述系统中所述第一区域的所述第一带宽，确定所述第一节流设定。
9.权利要求1的方法，其中，确定所述第一节流设定中包含有检测第一热量传感器的所述感知温度与预定温度的差值以确定出误差，并根据所述误差调整作用于所述第一区域的所述第一带宽。
10.权利要求1的方法，还包括：
使第二带宽作用于所述系统的第二区域；
在所述系统的所述第二区域上感知温度；以及
至少根据所述第二区域上的感知温度确定第二节流设定。
11.权利要求10的方法，其中，通过使第三带宽作用于所述系统的所述第一区域上，使第四带宽作用于所述系统的所述第二区域上，并将所述第一区域上的所述感知温度与预定温度进行比较，借以确定所述第一节流设定。
12.权利要求10的方法，其中，通过使第三带宽作用于所述系统的所述第一区域上，使第四带宽作用于所述系统的所述第二区域上，并将所述第二区域上的所述感知温度与预定温度进行比较，借以确定所述第二节流设定。
13.一种用于确定集成电路系统的节流设定的装置，所述装置包括：
在所述系统的第一区域中配备的第一热量传感器，用于提供第一区域的感知温度；
与所述系统连接的带宽产生装置，它将第一带宽作用于所述系统的所述第一区域上；以及
与所述第一热量传感器和所述带宽产生装置连接的监测系统，所述监测系统从所述第一热量传感器接收所述第一区域的感知温度的指示，所述监测系统至少根据接收到的所述第一热量传感器的感知温度和所述第一带宽确定所述系统的第一节流设定，所述节流设定用于控制集成电路的特性。
14.权利要求13的装置，其中，所述系统包含一个芯片组，所述第一区域包含有所述芯片组的一个接口。
15.权利要求13的装置，其中，所述监测系统监测所述接收到的第一热量传感器的感知温度，同时所述带宽产生装置使所述第一带宽作用于所述第一区域上。
16.权利要求15的装置，其中，如果所述接收到的感知温度低于预定温度，则所述监测系统使所述带宽产生装置的所述第一带宽增大。
17.权利要求15的装置，其中，如果所述接收到的感知温度高于预定温度，则所述监测系统使所述带宽产生装置的所述第一带宽减小。
18.权利要求13的装置，其中，应用闭环反馈控制系统来确定所述第一节流设定。
19.权利要求18的装置，其中，所述闭环反馈控制系统中包括有热量传感器反馈和利用率反馈之一。
20.权利要求13的装置，其中，根据所述接收到的感知温度与预定温度间差别的大小来确定所述第一节流设定。
21.权利要求13的装置，其中，根据作用于所述系统中所述第一区域的所述第一带宽，确定所述第一节流设定。
22.权利要求13的装置，其中，所述监测系统包括一种误差检测机构来检测接收到的所述第一热量传感器的感知温度与预定温度间的差值并产生一个误差信号，并包括一种反馈机构，根据所述误差信号调整由所述带宽产生装置施加的所述第一带宽。
23.权利要求13的装置，还包含：
配备在所述系统第二区域中的第二热量传感器，其提供第二区域处的感知温度，其中，所述带宽产生装置使第二带宽作用于所述系统的所述第二区域上。
24.权利要求23的装置，其中，所述监测系统连接至所述第二热量传感器上，并从所述第二热量传感器接收所述第二区域的感知温度的指示，所述监测系统至少根据所述接收到的所述第二热量传感器的感知温度来确定第二节流设定。
CNB028107047A 2001-03-30 2002-03-07 使散热优化的方法和装置 Expired - Lifetime CN100374982C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/820,863 US6701272B2 (en) 2001-03-30 2001-03-30 Method and apparatus for optimizing thermal solutions
US09/820,863 2001-03-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1529842A CN1529842A (zh) 2004-09-15
CN100374982C true CN100374982C (zh) 2008-03-12

Family

ID=25231917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB028107047A Expired - Lifetime CN100374982C (zh) 2001-03-30 2002-03-07 使散热优化的方法和装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6701272B2 (zh)
EP (1) EP1381931B1 (zh)
JP (1) JP3982690B2 (zh)
KR (1) KR100609278B1 (zh)
CN (1) CN100374982C (zh)
AU (1) AU2002258482A1 (zh)
TW (1) TW544560B (zh)
WO (1) WO2002079959A2 (zh)

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030074591A1 (en) * 2001-10-17 2003-04-17 Mcclendon Thomas W. Self adjusting clocks in computer systems that adjust in response to changes in their environment
US6931559B2 (en) * 2001-12-28 2005-08-16 Intel Corporation Multiple mode power throttle mechanism
US7281140B2 (en) * 2001-12-28 2007-10-09 Intel Corporation Digital throttle for multiple operating points
US20040006721A1 (en) * 2002-02-22 2004-01-08 Getz Robin Laurie Method and apparatus for responding to a thermal throttling signal
US7086058B2 (en) * 2002-06-06 2006-08-01 International Business Machines Corporation Method and apparatus to eliminate processor core hot spots
US6762629B2 (en) * 2002-07-26 2004-07-13 Intel Corporation VCC adaptive dynamically variable frequency clock system for high performance low power microprocessors
US6908227B2 (en) * 2002-08-23 2005-06-21 Intel Corporation Apparatus for thermal management of multiple core microprocessors
US7062394B2 (en) * 2002-09-20 2006-06-13 Intel Corporation Performance characterization using effective processor frequency
US7275012B2 (en) * 2002-12-30 2007-09-25 Intel Corporation Automated method and apparatus for processor thermal validation
US6966693B2 (en) * 2003-01-14 2005-11-22 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Thermal characterization chip
US7464307B2 (en) * 2003-03-25 2008-12-09 Intel Corporation High performance serial bus testing methodology
US6871119B2 (en) * 2003-04-22 2005-03-22 Intel Corporation Filter based throttling
US20040215912A1 (en) * 2003-04-24 2004-10-28 George Vergis Method and apparatus to establish, report and adjust system memory usage
US7269481B2 (en) 2003-06-25 2007-09-11 Intel Corporation Method and apparatus for memory bandwidth thermal budgetting
US8237386B2 (en) 2003-08-15 2012-08-07 Apple Inc. Methods and apparatuses for operating a data processing system
US7382366B1 (en) * 2003-10-21 2008-06-03 Nvidia Corporation Method, apparatus, system, and graphical user interface for selecting overclocking parameters of a graphics system
US7400945B2 (en) * 2005-03-23 2008-07-15 Intel Corporation On-die temperature monitoring in semiconductor devices to limit activity overload
US8639963B2 (en) * 2005-05-05 2014-01-28 Dell Products L.P. System and method for indirect throttling of a system resource by a processor
US7463993B2 (en) * 2005-05-10 2008-12-09 Intel Corporation Adaptive thermal-based frequency-bounds control
US7394636B2 (en) * 2005-05-25 2008-07-01 International Business Machines Corporation Slave mode thermal control with throttling and shutdown
US7529948B2 (en) * 2005-08-25 2009-05-05 Apple Inc. Methods and apparatuses for dynamic power estimation
US7562234B2 (en) * 2005-08-25 2009-07-14 Apple Inc. Methods and apparatuses for dynamic power control
US8374730B2 (en) * 2005-08-25 2013-02-12 Apple Inc. Methods and apparatuses for dynamic thermal control
US20070094436A1 (en) * 2005-10-20 2007-04-26 Keown William F Jr System and method for thermal management in PCI express system
US8812169B2 (en) * 2005-10-31 2014-08-19 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Heat sink verification
US7765825B2 (en) * 2005-12-16 2010-08-03 Intel Corporation Apparatus and method for thermal management of a memory device
US7590473B2 (en) * 2006-02-16 2009-09-15 Intel Corporation Thermal management using an on-die thermal sensor
US20080005591A1 (en) * 2006-06-28 2008-01-03 Trautman Mark A Method, system, and apparatus for dynamic thermal management
US7844876B2 (en) * 2006-08-10 2010-11-30 Intel Corporation Temperature sampling in electronic devices
US8209989B2 (en) * 2007-03-30 2012-07-03 Intel Corporation Microarchitecture control for thermoelectric cooling
US20080317086A1 (en) * 2007-06-22 2008-12-25 Santos Ishmael F Self-calibrating digital thermal sensors
US7949888B2 (en) * 2008-01-07 2011-05-24 Apple Inc. Forced idle of a data processing system
US7949889B2 (en) * 2008-01-07 2011-05-24 Apple Inc. Forced idle of a data processing system
US8209493B2 (en) * 2008-03-26 2012-06-26 Intel Corporation Systems and methods for scheduling memory requests during memory throttling
US8315746B2 (en) 2008-05-30 2012-11-20 Apple Inc. Thermal management techniques in an electronic device
US8306772B2 (en) 2008-10-13 2012-11-06 Apple Inc. Method for estimating temperature at a critical point
US8700925B2 (en) * 2009-09-01 2014-04-15 Nvidia Corporation Regulating power using a fuzzy logic control system
US8826048B2 (en) * 2009-09-01 2014-09-02 Nvidia Corporation Regulating power within a shared budget
US8365131B2 (en) * 2010-01-11 2013-01-29 Empire Technology Development Llc Hardware synthesis using thermally aware scheduling and binding
CN103176573B (zh) * 2011-12-20 2016-06-22 英业达股份有限公司 散热控制系统及其控制方法
US9645191B2 (en) * 2014-08-20 2017-05-09 Darryl G. Walker Testing and setting performance parameters in a semiconductor device and method therefor
US10698459B2 (en) * 2015-02-17 2020-06-30 Apple Inc. Electronic devices and method of controlling an electronic device
KR20170069730A (ko) 2015-12-11 2017-06-21 삼성전자주식회사 온도 및 공간적인 위치에 따라 코어들의 동작들을 관리하는 연산 처리 장치, 및 연산 처리 장치를 포함하는 전자 장치
US10064139B2 (en) * 2015-12-26 2018-08-28 Intel IP Corporation Context-assisted thermal management scheme in a portable device
US9927986B2 (en) 2016-02-26 2018-03-27 Sandisk Technologies Llc Data storage device with temperature sensor and temperature calibration circuitry and method of operating same
US10082963B2 (en) * 2016-04-18 2018-09-25 Super Micro Computer, Inc. Low capacity latency storage enclosure with expander
US10467890B2 (en) 2016-05-13 2019-11-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Secured sensor interface
US10481014B2 (en) * 2017-06-15 2019-11-19 Micron Technology, Inc. Adaptive throttling
US20210278887A1 (en) 2020-03-05 2021-09-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Thermal control for electronic devices

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5760636A (en) * 1996-06-28 1998-06-02 Intel Corporation Adjusting clock frequency and voltage supplied to a processor in a computer system
US6105142A (en) * 1997-02-11 2000-08-15 Vlsi Technology, Inc. Intelligent power management interface for computer system hardware

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5838987A (en) 1995-10-06 1998-11-17 National Semiconductor Corporation Processor for eliminating external isochronous subsystems
US5953685A (en) * 1997-11-26 1999-09-14 Intel Corporation Method and apparatus to control core logic temperature
US6182238B1 (en) 1998-05-14 2001-01-30 Intel Corporation Fault tolerant task dispatching

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5760636A (en) * 1996-06-28 1998-06-02 Intel Corporation Adjusting clock frequency and voltage supplied to a processor in a computer system
US6105142A (en) * 1997-02-11 2000-08-15 Vlsi Technology, Inc. Intelligent power management interface for computer system hardware

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002079959A2 (en) 2002-10-10
US6701272B2 (en) 2004-03-02
KR100609278B1 (ko) 2006-08-03
CN1529842A (zh) 2004-09-15
EP1381931A2 (en) 2004-01-21
US20020143488A1 (en) 2002-10-03
EP1381931B1 (en) 2018-08-29
WO2002079959A3 (en) 2003-09-04
AU2002258482A1 (en) 2002-10-15
KR20040060848A (ko) 2004-07-06
TW544560B (en) 2003-08-01
JP2004533042A (ja) 2004-10-28
JP3982690B2 (ja) 2007-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100374982C (zh) 使散热优化的方法和装置
CN1975628B (zh) 生成一组处理器的硬件热分布的方法和系统
CN101128790B (zh) 在可调时间窗口上采用平均功率控制器的先进热管理
CN108573721B (zh) 具有温度控制的存储系统及其操作方法
CN101356486B (zh) 集成电路热管理系统
EP2596413B1 (en) Managing current and power in a computing system
KR101515318B1 (ko) 멀티-코어 프로세서에서의 전력 소모 관리
US9317082B2 (en) Controlling operation of temperature sensors
JP5437077B2 (ja) プロセッサと電力システムとを備えるシステム及びこれの動作方法
CN100543648C (zh) 用于功率管理的方法和系统
US20050102539A1 (en) Computer-component power-consumption monitoring and control
US8112250B2 (en) Processor power management
CN100517176C (zh) 实现热调节逻辑的数据处理系统和方法
KR20040034314A (ko) 휴대용 컴퓨터의 전력 관리 방법
US8762744B2 (en) Energy management system configured to generate energy management information indicative of an energy state of processing elements
CN100533344C (zh) 用于测试实时软件的热调节控制的方法、系统和处理器
Manousakis et al. Btl: A framework for measuring and modeling energy in memory hierarchies
US8122232B2 (en) Self programming slave device controller
CN101458811A (zh) 处理数据的装置和方法
CN100543645C (zh) 对中断等待影响最小的热调节控制方法、系统
KR101803284B1 (ko) 메모리 사용량에 근거한 에너지 효율적 디바이스 주파수 변경 방법 및 장치
US11347289B2 (en) Enabling performance features for voltage limited processors
CN100520680C (zh) 用于热调节中的滞后的方法、系统和处理器
CN116857217A (zh) 风扇转速控制方法、系统和服务器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20080312

CX01 Expiry of patent term