CN102308292A - 根据操作状态动态更新阈值 - Google Patents

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Abstract

在一些实施例中，存储器控制设备包括：远离存储器设备放置的传感器；寄存器，用于存储偏离值，所述偏离值对应于所述传感器的温度读数和所述存储器设备的估计实际温度之间的差值；以及控制器，用于控制所述存储器设备的操作，其中，所述控制器配置用于从所述寄存器读取所述偏离值并且根据所述偏离值控制所述存储器设备的操作。所述控制器配置用于在所述存储器设备的操作期间动态更新所述偏离值。还公开并要求保护了其它实施例。

Description

根据操作状态动态更新阈值
技术领域
本发明涉及热管理。更具体地说，本发明的一些实施例涉及根据操作状态动态更新热阈值。
背景技术
许多电子设备可以包括存储器子系统。在较高密度或较高性能处，存储器子系统的热管理会是有益的。
附图说明
根据如附图中说明的优选实施例的以下描述，本发明的各种特征将变得显而易见，其中相同标号一般是指附图中的同一部件。附图未必按照比例绘出，重点在于说明本发明的原理。
图1是根据本发明的一些实施例的存储器控制设备的框图。
图2是根据本发明的一些实施例的另一存储器控制设备的框图。
图3是根据本发明的一些实施例的流程图。
图4是根据本发明的一些实施例的另一流程图。
图5是根据本发明的一些实施例的基于处理器的电子设备的框图。
图6是根据本发明的一些实施例的存储器模块的框图。
图7是比较本发明的各种实施例的存储器带宽对于风扇速度的图。
图8根据本发明的一些实施例的状态图。
具体实施方式
在以下描述中，为了解释而非限制的目的，阐述了具体的细节，诸如特定结构、架构、接口、技术等，以便提供对本发明的各个方面的透彻理解。然而，对于受益于本公开的本领域的那些技术人员，显而易见的是，可以在离开这些具体细节的其它示例中实践本发明的各个方面。在某些实例中，省略了公知的设备、电路和方法的描述以便不会用不必要的细节模糊本发明的描述。
参照图1，根据本发明的一些实施例的存储器控制设备10可以包括：远离存储器设备12放置的传感器11；寄存器13，用于存储偏离值；以及控制器14，用于控制存储器设备12的操作。例如，偏离值可以对应于传感器11的温度读数和存储器设备12的估计实际温度之间的差值。例如，控制器14可以配置用于从寄存器13读取偏离值并且根据该偏离值控制存储器设备12的操作。例如，控制器14可以配置用于在存储器设备12的操作期间动态更新偏离值。
在本发明的一些实施例中，存储器设备12的估计实际温度可以取决于在操作期间由可变冷却设备提供的冷却量，并且控制器14可以配置用于根据由可变冷却设备提供的冷却量更新偏离值。例如，在本发明的一些实施例中，控制器14还可以配置用于根据由可变冷却设备提供的冷却量动态更新与存储器设备12相关联的阈值。例如，可变冷却设备可以包括多速风扇并且控制器14可以配置用于根据所述多速风扇的速度更新偏离值。可替代地，可变冷却设备可以包括具有可变泵速的液体冷却系统。
参照图2，根据本发明的一些实施例的存储器控制设备20可以包括：远离第一存储器设备22放置的第一传感器21；以及第一寄存器23，用于存储第一偏离值。例如，第一偏离值可以对应于第一传感器21的温度读数和第一存储器设备22的估计实际温度之间的差值。存储器控制设备20还可以包括：远离第二存储器设备26放置的第二传感器25；以及第二寄存器27，用于存储第二偏离值。例如，第二偏离值可以对应于第二传感器25的温度读数和第二存储器设备26的估计实际温度之间的差值。存储器控制设备20还可以包括控制器24，用于控制第一存储器设备22和第二存储器设备26的操作。
例如，控制器24可以配置用于从第一寄存器23读取第一偏离值并且根据第一偏离值控制第一存储器设备22的操作。例如，控制器24可以配置用于在第一存储器设备22的操作期间动态更新第一偏离值。例如，控制器24可以配置用于从第二寄存器27读取第二偏离值并且根据第一偏离值控制第一存储器设备22的操作。例如，控制器24可以配置用于在第二存储器设备26的操作期间动态更新第二偏离值。
例如，在存储器控制设备20的一些实施例中，第一和第二存储器设备的各自的估计实际温度可以取决于在操作期间由可变冷却设备提供的冷却量，并且控制器可以配置用于根据由所述可变冷却设备提供的冷却量更新第一和第二偏离值。在一些实施例中，例如，控制器还可以配置用于根据由可变冷却设备提供的冷却量动态更新与第一存储器设备相关联的第一阈值以及与第二存储器设备相关联的第二阈值。例如，可变冷却设备可以包括多速风扇，并且控制器24可以配置用于根据所述多速风扇的速度更新第一和第二偏离值。例如，第一偏离值可以不同于第二偏离值。
参照图3，本发明的一些实施例可以包括将第一传感器远离第一存储器设备放置(例如，在框30)，存储第一偏离值，第一偏离值对应于第一传感器的温度读数和第一存储器设备的估计实际温度之间的差值(例如，在框31)，读取第一偏离值(例如，在框32)，根据第一偏离值控制第一存储器设备的操作(例如，在框33)，并且在第一存储器设备操作期间动态更新第一偏离值(例如，在框34)。
例如，在第一存储器设备的操作期间动态更新第一偏离值可以包括根据由可变冷却设备提供的冷却量更新第一偏离值(例如，在框35)。例如，本发明的一些实施例还可以包括根据由可变冷却设备提供的冷却量动态更新与第一存储器设备相关联的第一阈值(例如，在框36)。例如，可变冷却设备可以包括多速风扇，并且在第一存储器设备的操作期间动态更新第一偏离值可以包括根据所述多速风扇的速度更新第一偏离值(例如，在框37)。
参照图4，本发明的一些实施例还可以包括将第二传感器远离第二存储器设备放置(例如，在框40)，存储第二偏离值，第二偏离值对应于第二传感器的温度读数和第二存储器设备的估计实际温度之间的差值(例如，在框41)，读取第二偏离值(例如，在框42)，根据第二偏离值控制第二存储器设备的操作(例如，在框43)，并且在第二存储器设备操作期间动态更新第二偏离值(例如，在框44)。
例如，动态更新第一和第二偏离值可以包括根据由可变冷却设备提供的冷却量更新第一和第二偏离值(例如，在框45)。例如，一些实施例还可以包括根据由可变冷却设备提供的冷却量动态更新与第一存储器设备相关联的第一阈值以及与第二存储器设备相关联的第二阈值(例如，在框46)。例如，可变冷却设备可以包括多速风扇，并且动态更新第一和第二偏离值可以包括根据多速风扇的速度更新第一和第二偏离值(例如，在框47)。例如，第一偏离值可以不同于第二偏离值(例如，在框48)。可替代地，可变冷却设备可以包括具有可变泵速的液体冷却系统。
参照图5，根据本发明的一些实施例，基于处理器的电子系统50可以包括处理器51和耦合到处理器51的存储器子系统52，该存储器子系统52包括第一存储器设备53和第二存储器设备54。系统50还可以包括：远离第一存储器设备53放置的第一传感器55；以及远离第二存储器设备54放置的第二传感器56。可变冷却设备57可以配置用于向存储器子系统52提供冷却。存储器控制器58可以耦合到存储器子系统52和可变冷却设备57。
例如，存储器控制器58可以包括：第一寄存器61，用于存储第一偏离值，第一偏离值对应于第一传感器55的温度读数和第一存储器设备53的估计实际温度之间的差值；第二寄存器62，用于存储第二偏离值，第二偏离值对应于第二传感器56的温度读数和第二存储器设备54的估计实际温度之间的差值；以及控制器64，用于控制存储器子系统52的操作。例如，控制器64可以配置用于从第一寄存器61读取第一偏离值，并且根据第一偏离值控制第一存储器设备53的操作，从第二寄存器62读取第二偏离值，并且根据第二偏离值控制第二存储器设备54的操作，在第一存储器设备53的操作期间动态更新第一偏离值，并且在第二存储器设备54的操作期间动态更新第二偏离值。
在基于处理器的电子系统50的一些实施例中，第一存储器和第二存储器设备53、54的各自的估计实际温度可以取决于在操作期间由可变冷却设备57提供的冷却量，并且控制器64可以配置用于根据由可变冷却设备57提供的冷却量更新第一和第二偏离值。例如，在系统50的一些实施例中，控制器64还可以配置用于根据由可变冷却设备57提供的冷却量动态更新与第一存储器设备53相关联的第一阈值以及与第二存储器设备54相关联的第二阈值。例如，可变冷却设备57可以包括多速风扇，并且控制器64可以配置用于根据多速风扇的速度更新第一和第二偏离值。例如，第一偏离值可以不同于第二偏离值。
基于处理器的系统50还可以包括大容量存储设备65和高速缓存存储器66，所述高速缓存存储器66位于存储器子系统52和大容量存储设备65之间。例如，处理器51可以是中央处理单元(CPU)。例如，高速缓存存储器66可以是非易失性高速缓存存储器(NVM)。例如，存储器子系统22可以是主系统存储器，其在一个或更多个DIMM模块中提供动态随机存取存储器(DRAM)。例如，传感器55和56可以分别设置在DIMM模块上但是与DRAM芯片间隔一定距离。例如，存储器控制器58可以是存储器控制器中心(MCH)。例如，大容量存储设备65可以是旋转介质，诸如硬盘驱动器或光盘驱动器。例如，大容量存储设备65可以是非旋转介质，诸如固态盘驱动器。例如，高速缓存66和大容量存储设备65二者都可以经由输入/输出控制器中心(ICH)67耦合至MCH。
例如，寄存器61和62可以位于MCH 58、大容量存储设备65、系统存储器52或耦合至基于处理器的系统50的另一存储器或存储设备上。例如，寄存器可以被实现为耦合至ICH 67的基本输入/输出系统(BIOS)68的一部分。
根据本发明的一些实施例，各种功能可以分布在各种部件上。例如，存储器DIMM设备可以具有DIMM上的温度传感器(TSOD)。TSOD可以提供DIMM的热数据。例如，系统上可以有多个DIMM，但每个DIMM仅有一个TSOD。存储器控制器可以包括存储器热偏离寄存器。例如，这些寄存器可以是热偏离寄存器，其可以基于风扇转速被操纵或更新。例如，DIMM温度传感器可以经由MCH上的SMBUS控制器被轮询。系统还可以包括管理代理。例如，管理代理可以是执行两种主要功能的基板管理控制器的一部分。第一，管理控制器可以控制系统风扇速度。第二，管理控制器可以接收关于风扇转速的信息并且更新位于存储器控制器上的热偏离寄存器。
作为示例，存储器子系统在服务器机架内可能很难被冷却。有利地，本发明的一些实施例可以在对热控制进行节流之前增加存储器性能。
参照图6，存储器模块70可以包括双倍数据速率(DDR)双列直插存储器模块(DIMM)，其在印刷电路板72的两侧上具有多个存储器设备71。例如，存储器设备71可以是直接随机存取存储器(DRAM)集成电路。例如，存储器模块70可以包括DDR3RDIMM。存储器模块70可以包括热传感器73，其安装在印刷电路板72上，远离存储器设备71。例如，传感器73不直接测量存储器设备71的温度，但与其足够接近以提供存储器设备71的温度和传感器73的温度读数之间合理的关联。有利地，本发明的一些实施例可以通过根据各种操作状态存储不同的偏离值，提供存储器设备71的温度和传感器73的温度读数之间更准确的关联。
有利地，本发明的一些实施例可以提供偏离寄存器，用于存储偏离值，其对应于传感器73测量的温度和存储器设备73的估计实际操作温度之间的差值。例如，可以通过使用热建模软件计算偏离值，或者可以在系统的实际操作下用经验确定。有利地，本发明的一些实施例可以提供存储多个偏离值，用于基于系统热状态在很多种操作负载和参数的情况下更新DRAM-传感器偏离。
例如，可变冷却系统可以用于向服务器系统中的存储器模块提供冷却。多速风扇是可变冷却系统的一个示例。多速风扇可以具有各种离散的速度设置或者可以是连续可变的，以及可以是多速风扇的速度控制的其它可能性。在一些系统中，在低风扇速度处，传感器和DRAM之间的偏离可以很高，所以必须使用高偏离值来确保热限制没有被超过。在其它极端情况，当风扇速度很高时，传感器和DRAM之间的静态偏离可以较低，并且保护带可以减少或去除。
例如，各种功率管理方案可以在操作期间改变风扇速度。在较低风扇功率的情况下，精确感测部件热状态可能更为重要。参照图7，风扇速度对存储器带宽的图示出了为1U系统中存储器冷却减少风扇功率的阈值保护带的示例。该图绘出了存储器带宽对于风扇速度。三种情况被绘出并且被标识为0℃、5℃和10℃。对于如水平线所表示的8GB/s的给定目标带宽，取决于温度保护带，可能需要不同的风扇速度。例如，如果传感器是理想的，如0℃曲线所表示，则风扇功耗在8GB/s处为7瓦特。增加保护带，如5℃和10℃曲线所示，导致更高的风扇功率，其在相同的8GB/s处分别对应于12瓦特和21瓦特。从上述内容，可以得出以下结论：计算机系统可以通过基于系统冷却状态调节偏离来在提供同样的性能时潜在地节省大量风扇功率。
在传统系统中，在假定的最坏温度情况下可以对DRAM的访问进行节流，由此将存储器性能限制到远小于极端操作状态以下。有利地，根据本发明的一些实施例，利用前面的系统热特性，可以基于风扇速度选择DRAM-传感器偏离值，并且存储器控制器可以在操作期间根据风扇速度更新偏离值，以在更广泛的各种操作状态下提供改进的存储器带宽。
例如，对于系统中的每个DIMM，偏离寄存器都可以是可用的，并且每个寄存器可以基于其热特性被独立地重写。例如，在传统混合DIMM环境中，具有最坏热性能的DIMM可以引起所有DIMM的节流或者增加的风扇速度。有利地，本发明的一些实施例可以单独地控制每个DIMM上的保护带，由此改进整体性能。
参照图8，本发明的一些实施例涉及BIOS和/或固件以及其初始设置。例如，可以在各种操作状态下确定各种阈值(例如，节流和温度)。阈值和偏离可以随后被编程到存储器控制器中。在操作期间，可以通过使用DIMM上的温度传感器(TSOD)来读取DIMM温度。DIMM状态机可以将温度读数与存储器控制器中编程的阈值(例如，使用偏离值的当前状态)进行比较，并且根据该比较可以适当地发起事件。
例如，事件发起可以包括激活双刷新、激活节流和/或激活硬件管脚等以及发起事件的其它可能性。存储器或管理控制器可以管理风扇速度和/或根据发起的事件执行其它用户定义的动作。基于更新后的操作环境，存储器控制器可以重新编程温度偏离(例如，基于风扇速度)和/或其它阈值。有利地，本发明的一些实施例可以使用动态更新以在节流参与之前改进存储器访问性能和/或延迟风扇速度(和功率)的增加从而增加了不发生节流的可能性。
本领域技术人员将理解，可以用许多种硬件、软件和/或固件的布置中的任意一种来实现图3-4的流程图和图8的状态图。例如，流程图可以通过专用硬件电路来完全实现。可替代地，流程图可以通过运行在通用处理器上的软件来完全实现。可替代地，流程图可以在专用硬件和运行在通用处理器上的软件之间选择性地被划分。
可以单独地和组合地实现本发明的上述和其它方面。本发明不应当被解释为需要两个或更多这些方面，除非特定权利要求明确需要。此外，虽然结合目前被认为是优选示例描述了本发明，但是可以理解，本发明并不被限制到公开的示例，而是相反，其旨在覆盖包括在本发明的精神和范围内的各种变型和等价布置。

Claims (23)

1.一种存储器控制设备，包括：
远离第一存储器设备放置的第一传感器；
第一寄存器，用于存储第一偏离值，所述第一偏离值对应于所述第一传感器的温度读数和所述第一存储器设备的估计实际温度之间的差值；以及
控制器，用于控制所述第一存储器设备的操作，其中，所述控制器配置用于从所述第一寄存器读取所述第一偏离值并且根据所述第一偏离值控制所述第一存储器设备的操作，
并且其中，所述控制器配置用于在所述第一存储器设备的操作期间动态更新所述第一偏离值。
2.如权利要求1所述的存储器控制设备，其中，所述第一存储器设备的所估计的实际温度取决于在操作期间由可变冷却设备提供的冷却量，并且其中，所述控制器配置用于根据由所述可变冷却设备提供的所述冷却量来更新所述第一偏离值。
3.如权利要求2所述的存储器控制设备，其中，所述控制器还配置用于根据由所述可变冷却设备提供的所述冷却量来动态更新与所述第一存储器设备相关联的第一阈值。
4.如权利要求2所述的存储器控制设备，其中，所述可变冷却设备包括多速风扇，并且其中，所述控制器配置用于根据所述多速风扇的速度来更新所述第一偏离值。
5.如权利要求1所述的存储器控制设备，还包括：
远离第二存储器设备放置的第二传感器；以及
第二寄存器，用于存储第二偏离值，所述第二偏离值对应于所述第二传感器的温度读数和所述第二存储器设备的估计实际温度之间的差值，
其中，所述控制器配置用于从所述第二寄存器读取所述第二偏离值并且根据所述第二偏离值控制所述第二存储器设备的操作，
并且其中，所述控制器配置用于在所述第二存储器设备的操作期间动态更新所述第二偏离值。
6.如权利要求5所述的存储器控制设备，其中，所述第一和第二存储器设备的各自所估计的实际温度取决于在操作期间由可变冷却设备提供的冷却量，并且其中，所述控制器配置用于根据由所述可变冷却设备提供的所述冷却量来更新所述第一和第二偏离值。
7.如权利要求6所述的存储器控制设备，其中，所述控制器还配置用于根据由所述可变冷却设备提供的所述冷却量来动态更新与所述第一存储器设备相关联的第一阈值以及与所述第二存储器设备相关联的第二阈值。
8.如权利要求6所述的存储器控制设备，其中，所述可变冷却设备包括多速风扇，并且其中，所述控制器配置用于根据所述多速风扇的速度来更新所述第一和第二偏离值。
9.如权利要求8所述的存储器控制设备，其中，所述第一偏离值不同于所述第二偏离值。
10.一种用于控制存储器的方法，包括：
远离第一存储器设备放置第一传感器；
存储第一偏离值，所述第一偏离值对应于所述第一传感器的温度读数和所述第一存储器设备的估计实际温度之间的差值；
读取所述第一偏离值；
根据所述第一偏离值控制所述第一存储器设备的操作；以及
在所述第一存储器设备的操作期间动态更新所述第一偏离值。
11.如权利要求10所述的方法，其中，在所述第一存储器设备的操作期间动态更新所述第一偏离值包括：
根据由可变冷却设备提供的冷却量来更新所述第一偏离值。
12.如权利要求11所述的方法，还包括：
根据由所述可变冷却设备提供的所述冷却量来动态更新与所述第一存储器设备相关联的第一阈值。
13.如权利要求11所述的方法，其中，所述可变冷却设备包括多速风扇，并且其中，在所述第一存储器设备的操作期间动态更新所述第一偏离值包括：
根据所述多速风扇的速度来更新所述第一偏离值。
14.如权利要求10所述的方法，还包括：
远离第二存储器设备放置第二传感器；
存储第二偏离值，所述第二偏离值对应于所述第二传感器的温度读数和所述第二存储器设备的估计实际温度之间的差值；
读取所述第二偏离值；
根据所述第二偏离值控制所述第二存储器设备的操作；以及
在所述第二存储器设备的操作期间动态更新所述第二偏离值。
15.如权利要求14所述的方法，其中，动态更新所述第一和第二偏离值包括：
根据由可变冷却设备提供的冷却量来更新所述第一和第二偏离值。
16.如权利要求15所述的方法，还包括：
根据由所述可变冷却设备提供的所述冷却量来动态更新与所述第一存储器设备相关联的第一阈值以及与所述第二存储器设备相关联的第二阈值。
17.如权利要求15所述的方法，其中，所述可变冷却设备包括多速风扇，并且其中，动态更新所述第一和第二偏离值包括：
根据所述多速风扇的速度来更新所述第一和第二偏离值。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述第一偏离值不同于所述第二偏离值。
19.一种基于处理器的电子系统，包括：
处理器；
存储器子系统，其耦合到所述处理器，所述存储器子系统包括第一存储器设备和第二存储器设备；
远离所述第一存储器设备放置的第一传感器；
远离所述第二存储器设备放置的第二传感器；
可变冷却设备，配置用于向所述存储器子系统提供冷却；以及
存储器控制器，其耦合到所述存储器子系统和所述可变冷却设备，其中，所述存储器控制器包括：
第一寄存器，用于存储第一偏离值，所述第一偏离值对应于所述第一传感器的温度读数和所述第一存储器设备的估计实际温度之间的差值；以及
第二寄存器，用于存储第二偏离值，所述第二偏离值对应于所述第二传感器的温度读数和所述第二存储器设备的估计实际温度之间的差值；以及
控制器，用于控制所述存储器子系统的操作，其中，所述控制器配置用于：
从所述第一寄存器读取所述第一偏离值并且根据所述第一偏离值控制所述第一存储器设备的操作；
从所述第二寄存器读取所述第二偏离值并且根据所述第二偏离值控制所述第二存储器设备的操作；
在所述第一存储器设备的操作期间动态更新所述第一偏离值；以及
在所述第二存储器设备的操作期间动态更新所述第二偏离值。
20.如权利要求19所述的基于处理器的电子系统，其中，所述第一存储器和第二存储器设备的各自所估计的实际温度取决于在操作期间由所述可变冷却设备提供的冷却量，并且其中，所述控制器配置用于根据由所述可变冷却设备提供的所述冷却量来更新所述第一和第二偏离值。
21.如权利要求20所述的基于处理器的电子系统，其中，所述控制器还配置用于根据由所述可变冷却设备提供的所述冷却量来动态更新与所述第一存储器设备相关联的第一阈值以及与所述第二存储器设备相关联的第二阈值。
22.如权利要求20所述的基于处理器的电子系统，其中，所述可变冷却设备包括多速风扇，并且其中，所述控制器配置用于根据所述多速风扇的速度来更新所述第一和第二偏离值。
23.如权利要求22所述的基于处理器的电子系统，其中，所述第一偏离值不同于所述第二偏离值。
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