CN102307134B - 用于运行平台功率状态的方法、设备和系统 - Google Patents

Abstract

用于运行平台功率状态的方法、设备和系统。为了解决功率管理的需要，下述方案有利于以至少部分基于在支持多个层的输入/输出接口的不同层对数据包进行管理的有效方式来保持功率状态。一个特殊的例子是阻止针对链接层控制逻辑的破坏性事件，因为数据包和信息可能已经因挂起状况和/或被丢弃的数据包而被丢失或丢弃。在另一例示的实施例中，通过阻止某些类型的数据包到达链路层控制器逻辑，在启动链接重置状态时防止数据包或数据在退出平台功率状态时被丢失，从而便于获得低功率平台状态。

Description

用于运行平台功率状态的方法、设备和系统

技术领域

本发明的各实施例涉及功率管理领域，并且依照一实施例，涉及针对多层和链路层控制逻辑用于管理数据包的方法、设备和系统。

背景技术

随着降低计算平台功耗的重要性的增加，处理器体系结构与设计的趋势正在向追求更多机会的总功率选通的方向发展。

功率选通是将不在使用的电路块临时切断以降低芯片的总漏泄功率的技术。该临时切断时期也可以称为“低功率模式”或“不活动模式”。反之，当需要再次运行电路块时，就将它们激活到“活动模式”。在适当的时间、以合适的方式切换这两种模式，以使功率性能最大化，同时对性能的影响最小化。由此，功率选通的目标是，通过对在该模式下不需要的的选择块临时断电，使得漏泄功率最小化。

当电子设备从活动模式功率状态转向低功率状态时，保存该设备的状态信息，以确保当后续退出低功率状态时适当运行。不幸的是，保有过多的片上存储器来存储状态信息在成本上是不允许的。

一般来说，高速接口使用物理层和链路层以便于传输信息。退出低功率状态的有效方法的一个例示性方案是对与高速接口关联的各层进行链接重置。链接重置的主要目的是恢复失败的链接。但是，该特性会使得支持诸如协议层、链路层、物理层等多个层的输入/输出接口的控制层重新开始运行，并紧接着进行握手和参数交换。

但是，在一些情况下，链接重置对于链路层控制逻辑来说是破坏性事件，因为正在传输的数据包和信息都会被丢失。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的代理机的方框图。

图2是如本发明一实施例使用的协议体系结构。

图3是根据要求保护主题而使用的物理互连的方框图。

图4是根据要求保护主题而使用的用于管理功率状态的方法。

图5是根据要求保护主题而使用的链路层的方框图。

图6是根据要求保护主题而使用的时序图。

图7是根据要求保护主题而使用的时序图。

图8是根据要求保护主题而使用的时序图。

图9是根据要求保护主题而使用的时序图。

图10是根据要求保护主题而使用的时序图。

具体实施方式

在各种实施例中，以下对各附图的描述便于以至少部分基于在支持多个层的输入/输出接口的不同层对数据包进行管理的有效方式来保持功率状态。一个特别例示的实施例是防止针对链路层控制逻辑的破坏性事件，因为数据包和信息可能已经因挂起状况和/或被丢弃的数据包而被丢失或丢弃。在另一例示的实施例中，要求保护的主题通过阻止特定类型的数据包到达链路层控制器逻辑，在启动链接重置状态时防止数据包或数据在退出平台功率状态时被丢失，从而便于获得低功率平台状态。

总之，在各种实施例中，代理机通过支持能够阻止特定类型的数据包到达链路层控制器逻辑的模式，以便于获得低平台功率状态。首先，启用操作模式。接着，对于特定链接，进入链接的低功率状态。最后，处理器核以及胶粘逻辑(gluelogic)将进入低平台功率状态。

众所周知，称为“C-状态”的功率状态管理处理器核级别上的功耗。除C-状态之外，要求保护的主题使用与两个多核器件通信并对两核作胶粘作用的公共逻辑。在一个实施例中，公共逻辑可称为“非核(uncore)”。但是，它不限于这一描述。可以使用系统接口作为两个核的公共逻辑。总之，如果两个核和非核遵循低功率状态，那么整个平台就将处于低平台功率状态。

图1是根据本发明一实施例的代理机的方框图。在此实施例中，代理机104包括与集成输入输出块耦合的处理器核。在一个实施例中，代理机可以是IntelLynnfield产品，也称为Core^TMi5-750，Core^TMi7-860和Core^TMi7-870处理器以及XeonX3400处理器系列，其中XeonX3400处理器系列具有Nehalem核以及在同一封装内的存储控制器集线器(MCH)或集成输入输出块(IIO)。在一个实施例中，核通过Intel快通互连(QPI，也称为CSI)与IIO通信。

但是，要求保护的主题不限于在MCH/IIO与处理器核处于同一封装内的产品。另外，处理器核和IIO之间不限于QPI互连。

在该实施例中，代理机可以通过直接媒体接口(DMI)互连与平台控制器集线器(106)耦合。但是，要求保护的主题不限于通过DMI互连与PCH耦合的代理机。

在另一个实施例中，代理机可以在网络结构中使用，后文将结合图2对网络结构进行描述。

图2是如一个实施例使用的协议体系结构。该体系结构描绘了多个与网络结构耦合的代理机。在一个实施例中，多个代理机可以全部为高速缓存处理器202和高速缓存感知存储控制器(cachingawarememorycontrollersprocessors)204。相比之下，在另一实施例中，一些代理机是高速缓存代理机。

例如，网络结构遵循分层协议方案，并且可以包括下述层中的任何一层或所有层：物理层、链路层、协议层、路由层、传输层和协议层。在另一实施例中，分层协议方案只包括物理层、链路层、路由层和协议层。在又一实施例中，分层协议方案只包括物理层、链路层和协议层。

对于点对点网络，网络结构便于将消息从一个协议(例如，主机或高速缓存代理机)传输到另一个协议。在一个方面，该图描绘了基础网络的高速缓存一致性协议的抽象化示图。

图3是根据要求保护主题而使用的用于物理互连的设备的方框图。在一个实施例中，该设备描绘了用于处理器、芯片集和/或I/O桥接组件的高速缓存一致的、基于链接的互连方案的物理层。例如，物理层可以通过集成设备的每个物理层来实现。特别是，物理层在包含两个单向链路的物理互连上提供两个端口之间的通信。特别是，一个单向链路304是从第一集成设备的第一发射端350到达第二集成设备的第一接收端350。同样，第二单向链路306是从第二集成设备的第一发射端350到达第一集成设备的第一接收端350。但是，要求保护的主题不限于两个单向链路。本领域技术人员明了，要求保护的主题支持诸如双向链接等任何已经的信号发送技术。

但是，分层协议方案不限于所描述的各层。相比之下，在另一实施例中，分层协议方案可以包括以下各层中的任何一层或所有层：链路层、物理层、协议层和路由层。在又一实施例中，分层协议方案只包括物理层、链路层和协议层。

图4是根据要求保护主题而使用的用于管理功率状态的方法。在该实施例中，流程图描述了一种管理功率状态的方法，用于防止数据包或数据在退出平台功率状态时被丢失。在一特定实施例中，用于管理功率状态的方法在启动链接重置状态时防止数据包或数据在退出平台功率状态时被丢失。在又一个特定实施例中，用于管理功率状态的方法通过阻止特定类型的数据包达到链路层控制器链路，在启动链接重置状态时防止数据包或数据在退出平台功率状态时被丢失。

在一个实施例中，阻止特定类型的数据包到达链路层控制器逻辑可能会导致破坏性状况或挂起状况。例如，一些被阻止的数据包类型的例子可以包括但不限于，如果丢失会导致平台最终挂起的任何数据包。例如，发射代理机或电路认为发送了，但没有实现，或者接收代理机或电路没有接收到。特别是，对于QPI(快速通路互连)的一个实施例，数据包的类型是协议层数据包，它们可以属于八个虚拟通道中的任何一个：HOM、SNP、NDR、DRS、NCB、BCS、ICS和IDS。

在使用QPI的又一个实施例中，数据包类型可以从链路层的角度来确定，这些数据包通过其8位操作码的前半字节来识别。因此，网络结构的协议层使用这些数据包来启动事务或对现行事务作出响应。

但是，要求保护的主题不限于QPI实现和/或虚拟通道。本领域技术人员明了，还可以根据诸如优先级、中断、定时、等待和可靠性等其他因素来描述数据和数据包的类型，以阻止其到达链路层控制器逻辑。

在判断框402中，在至少两个代理机之间发生握手，以确定代理机是否支持低功率状态的操作模式，并且阻止特定类型的数据包到达链路层控制器逻辑。特别是，代理机使用其各自正在使用的输入/输出链路或网络结构的现行链路初始化和参数交换协议，以便在被请求时交流它们支持该模式的能力，以及交流它们对远程代理机在远程代理机的相应控制层下支持该模式的请求。基于该握手解决方案，设备便能够判定平台进入低功率状态以及开启对阻止特定类型的数据包到达链路层控制逻辑的模式的支持的能力。

在执行框404中，代理机启用在进入低平台功率状态时阻止特定类型的数据包到达链路层控制器逻辑的操作模式。在一个实施例中，取决于断言反压(backpressure)的代理机是协议上的启动器(主机)或是响应器(从属机)，低平台功率状态的进入点可以是对进入链路低功率状态的请求的发起，或者是对该请求的确认，

总之，在一个实施例中，用于阻止特定类型的数据包到达链路层的操作模式在链路低功率模式之前发生。在该实施例中，此操作模式被称为反压。另外，链路低功率模式在平台低功率模式之前发生。

在执行框406中，一个代理机在退出链路低功率状态时停用操作模式。

在对各组件恢复电力之后，请求远程代理机启用反压的代理机负责发送特定的数据包或启动链路初始化。启用反压的代理机负责在其观察到链路初始化启动或接收到上述特定数据包时去除反压。如果在该过程中去掉了电力，那么很清楚在平台上的该特定代理机中不存在保留反压的概念，因此被自动释放，然后进行链路初始化。代理机在启用反压后再去除反压的其他情况包括进入链路功率状态失败(主机发出请求但从属机不确认)，以及接收到关键数据包(criticalpacket)(按QPI术语，称为可重试数据包retriablepacket)的情况。

在执行框408中，代理机可以可选地为阻止特定数据包到达链路层控制器逻辑的操作模式管理与一些困境相关的状况。例如。在一个可选实施例中，当启用反压时，如果一代理机(其是对链路低功率进入启动的响应器(从属机))在确认进入链路低功率状态后接收到错误的数据包，那么它将中止所期望的对链路低功率状态的进入，保持反压的完整性，并且还采取预防措施不要向网络结构下游发送任何关键数据包。如高速I/O控制器实现的相应规范所指示的，将需要进行通信错误恢复处理。当停用反压时，通常由从属机通过保持所期望的对链路低功率状态的进入的完整性，来处理这类问题。

图5是根据要求保护主题而使用的链接层的方框图。在该附图中，使用了发射机部分的方框图。如前面所讨论，用于阻止特定类型的数据包到达链路层控制器部分的操作模式。

在一个实施例中，方框502和504是信用量管理器(creditmanager)和仲裁器，它们描绘了链路层控制器电路通过操纵多个信用量使得发射块具有零信用量从而阻止发送任何数据包，以便获得用于阻止特定类型的数据包到达链路层的操作模式。在一个实施例中，信用量管理器和仲裁器指示了一种没有信用量可用的情况。在该实施例中，要求信用量能够仲裁、构造并向下游发送协议层消息。结果，由于缺乏用于仲裁、构造并向下游发送协议层消息的信用量而获得反压。在该实施例中，反压导致了阻止协议层消息到达数据包构造电路506。

但是，要求保护的主题不限于前述用于操纵多个信用量来阻止发送数据以获得反压的实施例。作为替代，在其他实施例中，可以在对协议级数据包的请求的进入点上停止或阻塞数据包。作为替代，在另一实施例中，数据包在离开封装前被停止或阻塞。在又一实施例中，使用存储器结构以在数据包丢失的事件中再现该数据包。例如，在用于QPI的特定实施例中，可以使用链路级重试队列。

图6是根据要求保护主题而使用的时序图。在该实施例中，主机和从属代理机通过信号进行通信。最初，如果主机支持该操作模式，那么主机断言用于阻止特定类型的数据包到达链路层控制逻辑的操作模式(被指定为BP)，并且向从属机请求进入链路低功率状态。作为响应，如果从属机支持该操作模式，那么从属机断言用于阻止特定类型的数据包到达链路层控制逻辑的操作模式(被指定为BP)，并且向主机确认链路低功率状态。

图7是根据要求保护主题而使用的时序图。与图6不同，该图描绘了从属机因其不支持该操作模式而拒绝所述功率状态。

图8是根据要求保护主题而使用的时序图。该时序图示出了用于两个代理机的退出链路低功率状态以及启动唤醒和链路初始化，其中唤醒和链路初始化以正常操作结束。

图9是根据要求保护主题而使用的时序图。该时序图示出了用于仅仅代理机1的退出链路低功率状态以及启动唤醒和链路初始化，其中唤醒和链路初始化以正常操作结束。

图10是根据要求保护主题而使用的时序图。该时序图示出了用于代理机中均没有丢失功率的退出链路低功率状态以及启动唤醒和链路初始化，其中唤醒和链路初始化以正常操作结束。

各实施例可以用代理来实现，并且可以被存储在其上存储有指令的存储介质上，其中所述指令能够用于对系统编程，以执行这些指令。存储介质可以包括但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘、光碟、固态驱动器(SSD)、压缩盘只读存储器(CD-ROM)、可重写压缩盘(CD-RW)以及磁光盘，诸如只读存储器(ROM)等半导体器件、诸如动态随机存取存储器(DRAM)和静态随机存取存储器(SRAM)等随机存取存储器(RAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪存、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁卡或光卡，或适于存储电子指令的任何其它类型的介质。

尽管就有限数量的实施例描述了本发明，本领域的技术人员将从中认识到许多修改和变型。所附权利要求书试图涵盖落入本发明真实精神和范围内的所有这样的修改和变型。

Claims (13)

1.一种用于管理在至少第一代理机和第二代理机之间的接口的方法，包括以下步骤：

在至少所述第一代理机和所述第二代理机之间进行握手，以确定所述代理机是否能够阻止特定类型的数据包；

如果是，在进入链路低功率状态之前启动对特定类型数据包的阻止，其中被阻止到达链路层控制电路的所述特定类型的数据包可能导致破坏性状况或挂起状况，并且被阻止到达链路层控制电路的所述特定类型的数据包是由操作码的前半字节来识别的；以及

在退出所述链路低功率状态时停止对特定类型数据包的阻止。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接口支持链路层和物理层。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，被阻止到达链路层控制电路的所述特定类型的数据包是协议层数据包。

4.一种用于第一代理机的接口，包括：

所述接口的物理层，用于向第二代理机发送使能信号，以进入一用于阻止特定类型的数据包到达链路层控制电路的操作模式，以便于进入链路低功率状态，其中所述第二代理机通过链路与所述第一代理机耦合，其中被阻止到达链路层控制电路的所述特定类型的数据包可能导致破坏性状况或挂起状况，并且被阻止到达链路层控制电路的所述特定类型的数据包是由操作码的前半字节来识别的；

链路层控制电路，用于在特定条件下停用所述操作模式，以便实行正常的操作模式。

5.如权利要求4所述的接口，其特征在于，所述特定条件是特定数据包。

6.如权利要求4所述的接口，其特征在于，所述特定条件是链路初始化。

7.如权利要求4所述的接口，其特征在于，所述接口支持链路层和物理层。

8.如权利要求4所述的接口，其特征在于，被阻止到达链路层控制电路的所述特定类型的数据包是协议层数据包。

9.一种用于管理在至少第一代理机和第二代理机之间的接口的方法，包括以下步骤：

在至少所述第一代理机和所述第二代理机之间进行握手，以确定所述代理机是否能够支持用于阻止特定类型的数据包到达链路层控制电路的操作模式，其中被阻止到达链路层控制电路的所述特定类型的数据包可能导致破坏性状况或挂起状况，并且被阻止到达链路层控制电路的所述特定类型的数据包是由操作码的前半字节来识别的；

如果是，在进入链路低功率状态之前启用所述操作模式；

在进入所述链路低功率状态之后，进入平台低功率状态；以及

在退出所述链路低功率状态时停用所述操作模式。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述接口支持链路层和物理层。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，被阻止到达链路层控制电路的所述特定类型的数据包是协议层数据包。

12.一种用于第一代理机以便获得链路低功率状态的接口，包括：

信用量管理电路，用于操纵多个信用量，以阻止发送特定类型的数据包，其中所述特定类型的数据包可能导致破坏性状况或挂起状况；

所述接口的物理层，用于向第二代理机发送使能信号，以进入用于阻止特定类型的数据包的操作模式，以便于进入链路低功率状态，其中所述第二代理机通过链路与所述第一代理机耦合；

链路层控制电路，用于在特定条件下停用所述操作模式，以便实行正常的操作模式。

13.如权利要求12所述的接口，其特征在于，所述特定条件是链路初始化。