CN116670622A - 一种限制功耗的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种限制功耗的方法和装置，涉及芯片技术领域。电子装置检测电子装置的功耗热点信息；确定功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，降低从缓存模块中读取数据的带宽。上述方法应用于数据中心的数据芯片中，这样，当数据芯片的功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，可以通过降低读取数据的带宽来降低数据芯片的功耗，提前预判数据芯片的供电和散热风险，主动平滑功耗，减少数据芯片的业务损失，缓解单板的供电和散热压力，从而提高用户的使用体验。

Description

一种限制功耗的方法和装置 技术领域

本申请实施例涉及芯片技术领域，尤其涉及一种限制功耗的方法和装置。

背景技术

随着芯片工艺的升级，芯片面积接近物理实现上限，给芯片供电和散热逐渐成为单板设计的瓶颈。随着服务器虚拟化技术的广泛部署，数据中心的计算密度以及流量日益增多，极大增加了数据中心的功耗以及耗电量。对于数据中心中的数据芯片，当数据芯片以最大处理带宽运行时，芯片的功耗可能会超过当前单板供电和散热的处理能力，从而导致芯片被损坏。

这是由于数据中心的业务需求量大，因而不按照数据芯片的峰值功耗设计供电和散热的话，当数据中心中的数据芯片功耗达到峰值时就会出现供电和散热能力不足的问题。对于传统的数据芯片，当检测到数据芯片温度升高时可提升风扇转速加快散热，满足数据芯片的散热需求。但是由于风扇本身也需要耗电，整个数据芯片不能继续将风扇规格做大、转速提高，因此通过风扇加快散热已经达到瓶颈，无法满足数据芯片高功耗的散热需求。此外，对于消费类芯片，例如中央处理器(Central Process ing Uni t，CPU)，当检测到消费类芯片温度升高时通过降低消费类芯片的工作主频，满足散热需求，但此方法并不适用于数据芯片报文处理。这是由于CPU降低主频只会导致处理速度降低，但数据芯片降低主频会导致大量的报文不能写入缓存被丢弃，或者数据芯片内部逻辑配合错误导致报文输出错误，因此数据芯片在数据处理时不会采用降频以降低功耗的散热方案。

发明内容

本申请实施例提供一种限制功耗的方法和装置，能够提高数据芯片的能耗利用率以及带宽处理能力。

为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种电子装置，该电子装置包括缓存，缓存包括缓存模块和缓存控制模块，缓存模块用于存储数据，其中：缓存控制模块，用于检测电子装置的功耗热点信息，功耗热点信息用于反映电子装置的功耗大小；缓存控制模块，还用于确定功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，降低从缓存模块中读取数据的带宽。示例性的，可以将从缓存模块中读取数据的带宽降低至第二预设阈值。

由此，在电子装置中，当电子装置的功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，缓存控制模块能够降低从缓存模块中读取数据的带宽降低，从而降低电子装置的功耗，保证电子装置的业务不受损。

在一种可能的设计中，缓存控制模块包括：功耗热点检测子模块，用于周期性检测电子装置的功耗热点信息，并向过热保护控制子模块发送功耗热点信息；过热保护控制子模块，用于确定功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，向数据调度子模块发送控制信息，控制信息用于指示数据调度子模块降低从缓存模块中读取数据的带宽； 数据调度子模块，用于根据控制信息降低从缓存模块中读取数据的带宽。

由此，通过在缓存控制模块中设置功耗热点检测子模块、过热保护控制子模块和数据调度子模块，能够在电子装置的功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，及时降低电子装置的读取数据的带宽，从而降低电子装置的功耗，提高能耗利用率以及数据芯片带宽的处理能力。

在一种可能的设计中，功耗热点信息包括缓存模块的读/写访问率，读/写访问率包括预设周期内，对缓存模块执行读访问的次数以及写访问的次数之和。通过对缓存模块的读/写访问率的检测，确定电子装置的功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，降低读取数据的带宽，从而降低电子装置的功耗。

在一种可能的设计中，功耗热点信息包括电子装置的数据处理翻转率，数据处理翻转率包括预设周期内，电子装置中用于数据处理的触发器的状态翻转次数。通过对电子装置的数据处理翻转率的检测，确定电子装置的功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，降低读取数据的带宽，从而降低通信装置的功耗。

在一种可能的设计中，功耗热点信息包括电子装置的温度信息，温度信息为电子装置的温度采样点的温度。通过对电子装置的温度的检测，确定电子装置的功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，降低读取数据的带宽，从而降低电子装置的功耗。

在一种可能的设计中，当功耗热点信息等于第一预设阈值时，电子装置的功耗小于电子装置的最大限制功耗。

在一种可能的设计中，缓存控制模块用于降低从缓存模块中读取数据的带宽包括：缓存控制模块用于经过多个带宽档位降低从缓存模块中读取数据的带宽。也就是说，缓存控制模块降低读取数据的带宽可以经过多个带宽档位依次平滑降低，直到降低到合适的读取数据的带宽值，例如经过多个带宽档位依次平滑降低至第二预设阈值。

第二方面，本申请实施例提供了一种限制功耗的方法，该方法应用于电子装置，该方法包括：检测电子装置的功耗热点信息，功耗热点信息用于反映电子装置的功耗大小；确定功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，降低从缓存模块中读取数据的带宽。示例性的，可以将从缓存模块中读取数据的带宽降低至第二预设阈值。第二方面所达到的有益效果可以参见第一方面中有益效果。

在一种可能的设计中，周期性检测电子装置的功耗热点信息，并向过热保护控制子模块发送功耗热点信息；确定功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，向数据调度子模块发送控制信息，控制信息用于指示数据调度子模块降低从缓存模块中读取数据的带宽；根据控制信息降低从缓存模块中读取数据的带宽。

在一种可能的设计中，功耗热点信息包括缓存模块的读/写访问率，读/写访问率包括预设周期内，对缓存模块执行读访问的次数以及写访问的次数之和。

在一种可能的设计中，功耗热点信息包括电子装置的数据处理翻转率，数据处理翻转率包括预设周期内，电子装置中用于数据处理的触发器的状态翻转次数。

在一种可能的设计中，功耗热点信息包括电子装置的温度信息，温度信息为电子装置的温度采样点的温度。

在一种可能的设计中，当功耗热点信息等于第一预设阈值时，电子装置的功耗小于电子装置的最大限制功耗。

在一种可能的设计中，降低从缓存模块中读取数据的带宽包括：经过多个带宽档位降低从缓存模块中读取数据的带宽。

上述其他方面对应的有益效果，可以参见关于方法方面的有益效果的描述，此处不予赘述。

附图说明

图1为一种单板的设计架构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种限制功耗的方法的应用场景示意图；

图3为本申请实施例提供的一种电子装置的硬件结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种限制功耗的方法的流程示意图；

图5A为本申请实施例提供的一种限制功耗的方法的功耗和时间的关系示意图；

图5B为本申请实施例提供的一种限制功耗的方法的功耗和时间的关系示意图；

图6为本申请实施例提供的一种电子装置的硬件结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种限制功耗的方法的信号交互示意图；

图8为本申请实施例提供的一种电子装置的结构组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。其中，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

目前，单板的设计架构如图1所示，包括业务芯片(例如数据芯片)、时钟芯片和风扇等。在业务芯片中存在温度检测单元，例如温度传感器(temperature sensor，Tsensor)温度检测，温度检测单元可以反馈业务芯片的温度值，当温度检测单元反馈的业务芯片的温度值升高时，该单板可以通过时钟芯片降低业务芯片的工作频率，或者提高风扇转速来达到给业务芯片散热的效果。当供电和散热成为单板设计瓶颈时，可以按照单板供电和散热的能力来约束业务芯片的处理能力，例如通过减少业务芯片的接口数量，以降低业务芯片的处理带宽来降低业务芯片的处理规格，或者当检测到输入带宽超过业务芯片处理带宽阈值时，直接在业务芯片的接口处丢弃部分报文，只传送带宽处理能力范围内的报文，即功耗承受能力范围内的报文。丢弃部分报文通常是基于报文输入队列的尾丢弃，例如丢弃业务芯片的媒体访问控制(Media Access Control，MAC)端口处报文输入队列尾部的部分报文，或者是基于报文优先级的尾丢弃，例如丢弃优先级较低的部分报文。

但是在实际业务中，业务芯片不会长时间出现输入带宽超过芯片处理带宽阈值这种极限处理能力的情况，例如，正常情况下，业务芯片传输的报文的平均包长大于300字节(Byte，B)，只有短期会出现报文的平均包长小于300B的情况，而由于报文平 均包长越小，业务芯片对报文处理的翻转率越大，这时容易出现业务芯片的功耗过高超过功耗阈值的情况，可以采用丢弃超出芯片处理能力的报文的方案，但这会使用户对业务芯片所属的产品的使用体验降低。

因此，本申请提出一种限制功耗的方法，该方法可以应用于一种电子装置，本申请中的电子装置可以理解为业务芯片，例如数据芯片，该数据芯片可以为数据中心中的芯片，其功能可以是用于数据中心报文的交换。考虑到现有技术中数据芯片的功耗过高采用丢弃报文的方案带来的业务受损的问题，本申请可以应用于对数据芯片的功耗监控的场景中，通过监控数据芯片内部关键的功耗热点信息，以根据功耗热点信息预判数据芯片过热风险和单板散热风险，防止数据芯片的功耗过高。

对此，本申请提供的限制功耗的方法可以包括：通过检测用于反映数据芯片功耗的功耗热点信息，例如对数据芯片进行局部温度检测、缓存访问率检测以及数据翻转率检测中的至少一种检测，根据检测结果判断数据芯片的功耗是否有可能达到功耗限制值，如果检测结果反映出数据芯片当前的功耗过高可能达到功耗限制值，例如功耗热点信息达到了预设阈值时，可以对数据芯片的缓存中读取数据的带宽进行调整，以根据调整后的带宽读取缓存中的数据并输出。通过该方法，能够在数据芯片的功耗即将达到功耗限制之前，提前采取降低功耗的方案，可以避免现有技术中采用的丢包策略带来的业务受损的弊端，本申请可以提高用户体验。

如图2所示，本申请提供的限制功耗的方法可以应用于数据中心设备，例如数据中心设备可以应用于数据中心设备201与数据中心服务器202之间通信的场景，例如上网信息同步、数据备份搬移的场景。再例如，数据中心设备还可以应用于数据中心设备201与计算网络服务器203之间通信的场景，例如软件运算信令的场景。本申请中的数据中心设备可以为交换机，交换机包括本申请中的数据芯片。

在一种示例中，如图3所示，其示出了一种电子装置的硬件结构示意图，该电子装置可以为数据中心中的数据芯片，图3中以芯片300示例的数据芯片。芯片300可包括处理器301、缓存302以及芯片接口303等。

可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对芯片300的具体限定。在本申请另一些实施例中，芯片300可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

其中，缓存302可以包括缓存控制模块3021和缓存模块3022。缓存模块3022可以用于存储数据，相当于数据芯片的数据存储单元，缓存控制模块3021可以用于对缓存模块3022执行读访问或写访问。以数据为报文为例，当通过数据芯片的输入MAC端口(芯片接口303)接收到报文，进行报文识别和输出MAC端口(芯片接口303)识别后，报文可被输出至数据芯片的缓存模块3022中，缓存控制模块3021可以从缓存模块3022请求将报文调度输出至处理器301继续处理，以便将处理后的报文从数据芯片的输出MAC端口输出。本申请实施例中，为了检测数据芯片的功耗热点信息，并根据功耗热点信息对缓存模块3022的数据读取带宽进行控制，本申请对缓存控制模块3021的功能进行改进，即缓存控制模块3021可以用于检测数据芯片的功耗热点信息，并根据功耗热点信息控制对缓存模块3022的数据读取的带宽。

处理器301可以包括一个或多个处理单元，处理单元用于对从缓存模块3022中读取的数据进行编辑和处理，例如数据理解为报文时，可以根据报文头信息进行报文识别、根据报文转发行为生成报文编辑命令、针对报文识别和报文编辑开发指令，例如查询三态内容寻址存储器(ternary content addressable memory，TCAM)、查询Hash表(哈希表)等。在一些实施例中，芯片300也可以包括一个或多个处理器301，包括数据芯片数据处理专用的处理器。

其中，处理器301可以理解为是芯片300的神经中枢和指挥中心。可以根据指令操作码和时序信号，产生操作控制信号，完成取指令和执行指令的控制。在数据芯片中，处理器301可以用于对从缓存模块3022中读取的数据进行编辑和处理。

芯片接口303可以包括一个或多个芯片接口，用于与芯片的外部装置进行通信，例如与数据中心设备中的服务器智能网卡、路由器接外网通信，或者与数据中心设备外的数据中心交换机通信。

应用上述本申请提供的数据芯片，下面结合附图对本申请针对数据芯片所提出的限制功耗的方法中，在电子装置，例如数据芯片的功耗热点信息达到预设阈值时，通过降低数据芯片中数据从缓存中读取的带宽来降低数据芯片功耗的过程进行介绍。

如图4所示，本申请实施例提供一种限制功耗的方法，该方法包括：

步骤401、电子装置检测电子装置的功耗热点信息。

其中，功耗热点信息用于反映电子装置的功耗大小。

可以理解，当电子装置为数据芯片时，用于反映数据芯片当前功耗的功耗热点信息可以有多种，例如，在一些实施例中，参考图3，功耗热点信息可以包括电子装置的缓存模块3022的读/写访问率。其中，缓存模块3022的读/写访问率可以包括预设周期内，对缓存模块3022执行读访问的次数以及写访问的次数之和，也即，数据芯片中的缓存控制模块3021对缓存模块3022在预设周期内执行读访问的次数以及写访问的次数之和。也就是说，当缓存控制模块3021访问缓存模块3022时，数据芯片会产生功耗。

在一些实施例中，功耗热点信息可以包括电子装置的数据处理翻转率。其中，数据处理翻转率可以包括预设周期内，电子装置中用于数据处理的触发器的状态翻转次数。其中，触发器可以理解为在时钟信号触发时才能动作的存储单元电路。例如触发器的状态值由“0”变为“1”可以理解为一次状态翻转，触发器的状态值由“1”变为“0”可以理解为一次状态翻转。触发器上一次的状态值为“1”，下一次的状态值也为“1”，可以理解为触发器的状态未发生翻转。

本申请实施例中，数据芯片处理的数据可以理解为报文。触发器的状态翻转可以用于数据芯片在报文处理中，进行报文的识别、报文的寄存、报文的编辑等处理时触发器的状态翻转。也就是说，当数据芯片在对报文进行识别、寄存和编辑等处理时，数据芯片会产生功耗。

在一些实施例中，功耗热点信息可以包括电子装置的温度信息。其中，温度信息可以理解为电子装置的温度采样点的温度。该温度采样点可以理解为数据芯片中能反映芯片功耗的采样点。这里检测温度的方式可以有多种，例如采用Tsensor温度检测。

可以理解，温度信息也可以是缓存控制模块3021周期性获取的，例如缓存控制模 块3021每单位时间检测一次温度采样点的温度。

当然，本申请的功耗热点信息不局限于读/写访问率、数据处理翻转率、以及温度信息等信息，还可以包括其他能反映功耗的信息，本申请不进行限定。

可以理解，在数据芯片中，产生功耗的操作包括报文输入、报文存储、报文输出以及报文处理(包括上述报文的识别、报文的寄存和报文的编辑)等操作，这些操作的功耗占据了数据芯片的大部分功耗。

步骤402、电子装置确定功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，降低从缓存模块3022中读取数据的带宽。

可以理解，缓存控制模块3021对缓存模块3022执行写操作时，相当于将数据写入缓存模块3022，写操作会产生功耗，当缓存控制模块3021对缓存模块3022执行读操作时，相当于将数据从缓存模块3022中读出，读操作也会产生功耗。本申请为了达到单板最大供电和散热能力上做到电子装置的最大处理能力，当电子装置确定功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，可以从流量上考虑平滑峰值流量，即缓存控制模块3021控制从缓存模块3022中读出数据的流量，或者说降低缓存控制模块3021从缓存模块3022中读出数据的带宽，也可以说降低缓存控制模块3021从缓存模块3022种读出数据的速率，这样一来，缓存模块3022的访问率降低，电子装置输出侧的功耗也相应地得到缓解。

在一些实施例中，可以通过降低单位时间内缓存模块3022的读/写访问率来降低电子装置的功耗。

在一些实施例中，以数据为报文为例，缓存控制模块3022可以降低从缓存模块3022读取报文的速率，以降低数据芯片输出侧报文输出的处理速率，使得数据芯片的功耗得到缓解。

示例性的，缓存控制模块3021存储有第一预设阈值，当缓存控制模块3021周期性的得到功耗热点信息时，可以将功耗热点信息与第一预设阈值进行比对，当功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，缓存控制模块3021可以降低从缓存模块3022中读取数据的带宽，例如可以将从缓存模块3022中读取数据的带宽降低至第二预设阈值。可以理解，第一预设阈值可以理解为是数据芯片的功耗热点信息的阈值，第二预设阈值是与第一预设阈值对应的用于缓存控制模块3021从缓存模块3022中读取数据的带宽值。

示例性的，当功耗热点信息为缓存模块3022的读/写访问率时，第一预设阈值可以理解为读/写访问率阈值。当功耗热点信息大于或等于读/写访问率阈值时，缓存控制模块3021降低从缓存模块3022中读取数据的带宽。

当功耗热点信息为电子装置的数据处理翻转率时，第一预设阈值可以理解为数据处理翻转率阈值。当功耗热点信息大于或等于数据处理翻转率阈值时，缓存控制模块3021降低从缓存模块3022中读取数据的带宽。

当功耗热点信息为电子装置的温度信息时，第一预设阈值可以理解为温度信息阈值。当功耗热点信息大于或等于温度信息阈值时，缓存控制模块3021降低从缓存模块3022中读取数据的带宽。

本申请实施例中，当功耗热点信息等于第一预设阈值时，电子装置的功耗小于电 子装置的最大限制功耗。或者说，第一预设阈值对应的功耗值小于数据芯片的最大限制功耗。当缓存控制模块3021控制从缓存模块3022中读取数据的带宽降低至第二预设阈值时，第二预设阈值为小于可从缓存模块3022中读取数据的最大带宽。可以理解为，一旦数据芯片功耗大于数据芯片所能够承受的最大限制功耗，单板就会出现对数据芯片供电和散热处理能力不足的问题。

将第一预设阈值设置为小于数据芯片的最大限制功耗的值，这么做的目的是能够在数据芯片功耗过高时提前降低数据芯片的读取数据带宽，使得数据芯片的功耗还未达到数据芯片的最大限制功耗时就采取降功耗的措施。即通过实时监控数据芯片内部关键的功耗热点信息，提前预判数据芯片功耗过高的场景，从而提前采取降低数据芯片功耗的方法，使得在数据芯片的使用过程中不会出现功耗大于最大限制功耗的场景，减少数据芯片业务受损的同时还能平滑峰值流量。

也可以理解为，功耗热点信息等于第一预设阈值时，数据芯片的功耗热点信息小于功耗热点信息阈值，即数据芯片当前的功耗小于数据芯片所能够承受的最大限制功耗，因此数据芯片的功耗在数据芯片所能承受的最大限制功耗范围内。

如图5A所示，为本申请数据芯片的功耗和时间的关系图。实际工作中的数据芯片的功耗随时间的关系为图5A中曲线1所示，可能出现数据芯片的功耗处于数据芯片的最大限制功耗，即图5A中功耗波峰A的情况，也会出现功耗很小，即图5A中功耗波谷B的情况。当数据芯片的输入带宽超过芯片处理带宽阈值时，现有技术中会出现图5A中t1到t2时间内数据芯片功耗超过最大限制功耗的场景，这种情况下，可能会造成单板对数据芯片的供电和散热能力不足，从而造成数据芯片损坏。通过本申请实施例提供的限制功耗的方法，缓存控制模块3021实时监控数据芯片的功耗热点信息，能够在t1时刻之前，例如图5A中C点处，当功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时就判断出数据芯片存在功耗过高的风险，从而采取降低从缓存模块3022中读取数据的带宽的方法，使本应该在t1到t2时间内读取的部分数据延缓在t2时间之后读取。因此可以避免现有技术中出现的t1到t2时间内可能超出最大限制功耗的功耗，即t1到t2时间内横虚线之上的功耗，本申请可使得曲线1变为如图5B所示的曲线2，即数据芯片的功耗可以平滑到功耗波谷B处，从而限制了数据芯片的功耗大小，保证数据芯片的功耗不会超过最大限制功耗，缓解了数据芯片散热和供电问题。

需要说明的是，上述实施例中，是以功耗热点信息为缓存模块3022的读/写访问率、或电子装置的数据处理翻转率，或电子装置的温度信息中的一种为例进行说明的。可以理解，本申请的功耗热点信息还可以包括缓存模块3022的读/写访问率、电子装置的数据处理翻转率以及电子装置的温度信息中的至少两种，结合这至少两种功耗热点信息综合判断功耗热点信息是否大于或等于相应的预设阈值。

例如，结合这三种功耗热点信息综合判断功耗热点信息是否大于或等于相应的预设阈值，其中，缓存控制模块3021中存储有3种预设阈值：与读/写访问率对应的预设阈值、与数据处理翻转率对应的预设阈值和与温度信息对应的预设阈值。当缓存控制模块3021确定读/写访问率大于读/写访问率的阈值，且数据处理翻转率大于数据处理翻转率的阈值，以及温度信息大于温度信息的阈值时，缓存控制模块3021降低从缓存模块3022中读取数据的带宽。

还例如，结合这三种功耗热点信息综合判断功耗热点信息是否大于或等于相应的预设阈值的实现方式可以为，判断缓存模块3022的读/写访问率、电子装置的数据处理翻转率以及电子装置的温度信息中的至少一种功耗热点信息是否大于或等于其对应的预设阈值。

再例如，结合这三种功耗热点信息综合判断功耗热点信息是否大于或等于相应的预设阈值的实现方式可以为，可以对读/写访问率、数据处理翻转率以及温度信息进行权重计算后得到一个综合值，并将该综合值与第一预设阈值进行比较，确定该综合值是否大于或等于第一预设阈值。这种情况下，第一预设阈值可以理解为一个权重值阈值。

在一些实施例中，缓存控制模块3021在降低从缓存模块3022中读取数据的带宽时，可以经过多个带宽档位降低从缓存模块3022中读取数据的带宽。也可以理解为，缓存控制模块3021中存储有多个带宽档位，每个带宽档位可以理解为一个带宽值。例如当缓存控制模块3021控制从缓存模块3022中读取数据的带宽降低至第二预设阈值时，第二预设阈值是多个带宽值中的最低带宽值。

设置带宽档位是考虑到数据芯片的功耗热点信息可能只是略微大于第一预设阈值，在这种情况下，读取数据的带宽只需要降低一个较小的值即可以使功耗热点信息小于第一预设阈值，从而使数据芯片的功耗不至于达到数据芯片所能够承受的最大限制功耗，便不需要再继续降低读取数据的带宽，避免一次性将读取数据的带宽降低过多，导致数据芯片处理数据的时间过长。此外，设置带宽档位还可以平滑数据芯片的功耗，使数据芯片的功耗波峰与功耗波谷的功耗的差值不至于过大，从流量角度上考虑，也是为了平滑输出流量值。结合上述步骤401与步骤402，本申请能够通过监控数据芯片的功耗热点信息，提前判断数据芯片可能出现的供电和散热风险，从而主动平滑峰值流量，缓解单板供电与散热能力不足的问题，在单板最大供电和散热能力上做到芯片最大处理能力。

示例性的，缓存控制模块3021存储有5个带宽档位，分别为0档、1档、2档、3档、4档，0档表示不读取数据，即读取数据的带宽为0，1档表示读取数据的带宽为读取数据的带宽阈值的1/4。档位越高，读取数据的带宽值越大，4档表示功耗热点信息小于第一预设阈值时，缓存控制模块3021从缓存模块3022中正常读取数据的带宽阈值。即默认读取数据的带宽为4档，在功耗热点信息小于第一预设阈值时，缓存控制模块3021从缓存模块3022中读取数据的带宽保持在4档。

当缓存控制模块3021确定功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，缓存控制模块3021经过多个带宽档位降低从缓存模块3022中读取数据的带宽。例如，当缓存控制模块3021确定功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，缓存控制模块3021控制从缓存模块3022中读取数据的带宽降低至第二预设阈值时，可以控制读取数据的带宽从4档降至3档再降到2档的带宽值，在此例子中，第二预设阈值可以理解为2档的带宽值。

由此，本申请实施例提供的一种限制功耗的方法，可以应用于通电子装置，例如数据芯片当中。通过缓存控制模块3021检测电子装置的功耗热点信息，当功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，预示着可能存在功耗过高从而大于最大限制功耗的风 险，可以降低从缓存模块3022中读取数据的带宽，当读取数据的带宽降低时，相应地，缓存模块3022的访问率降低，数据芯片的数据处理翻转率也会降低，可使得整个数据芯片的输出带宽不会过大，功耗也不会过大，从而避免数据芯片在峰值业务时散热能力到达瓶颈无法继续散热的问题。而且，虽然本申请读取缓存模块3022的带宽降低，数据输出的速率降低，但是本申请并未在功耗过高时丢弃数据，数据芯片接收到的数据依然按照输入带宽缓存在缓存模块3022中，只是输出带宽降低，在短时间内不会出现数据丢失的现象(例如在缓存模块3022能够容忍存储报文容量的时间内不丢弃报文，超过此存储报文容量的时间可能会出现丢弃报文的现象)，因此相对于现有技术通过丢包或降频降低数据芯片功耗的方式，本申请减少了丢包比例、提高了能耗利用率，提升了数据芯片带宽处理能力，也实现了在单板最大供电和散热能力上达到芯片最大处理能力，同时缓解了数据芯片散热和供电问题。

与上述图4提供的限制功耗的方法对应，在图3所示的电子装置的结构基础上，如图6所示，本申请提供一种电子装置的硬件结构示意图，该电子装置可以是数据中心中的数据芯片，图6中以芯片600示例的数据芯片。该芯片600包括处理器601、缓存602、芯片接口603。其中，缓存602包括缓存控制模块6021和缓存模块6022，缓存控制模块6021与上文中的缓存控制模块3021的实现方式类似，缓存模块6022与上文中的缓存控制模块3022的实现方式类似。

在一些实施例中，缓存控制模块6021包括功耗热点检测子模块、过热保护控制子模块和数据调度子模块。其中，功耗热点检测子模块用于周期性检测电子装置的功耗热点信息，并向过热保护控制子模块发送功耗热点信息。功耗热点检测子模块可以包括数据翻转率检测单元、读/写访问率检测单元和局部温度检测单元中的至少一种。过热保护控制子模块用于确定从功耗热点检测子模块接收到的功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，向数据调度子模块发送控制信息，控制信息用于指示数据调度子模块降低从缓存模块中读取数据的带宽。数据调度子模块用于根据控制信息降低从缓存模块6022中读取数据的带宽。

基于此，芯片600的工作流程可以包括：芯片600外部的数据可以通过芯片接口603输入并存入缓存模块6022，处理器601可以用于通过缓存控制模块6021从缓存模块6022中读取数据并进行处理。例如，当数据理解为报文时，处理器601要读取缓存模块6022中的报文时，可以通过缓存控制模块6021从缓存模块6022中读取报文，处理器601再对读取的报文执行报文的识别和编辑等，并将编辑后的报文通过芯片接口603发送给与芯片600连接的其他硬件结构。当缓存控制模块6021在从缓存模块6022中读取报文时，缓存控制模块6021中的过热保护控制子模块可以根据数据翻转率检测单元、读/写访问率检测单元和局部温度检测单元的检测结果的至少一种确定缓存控制模块6021从缓存模块6022中读取报文的带宽，以控制数据芯片600的功耗。

应用图4提供的限制功耗的方法，在一些实施例中，数据翻转率检测单元可以用于检测数据芯片的数据翻转率，并将检测得到的数据翻转率的值发送给过热保护控制子模块。读/写访问率检测单元可以用于检测缓存模块6022的读/写访问率，并将检测得到的读/写访问率的值发送给过热保护控制子模块。局部温度检测单元可以用于检测电子装置的温度信息，并将检测得到的温度信息的值发送给过热保护控制子模块。

假设功耗热点检测子模块是结合数据翻转率检测单元、读/写访问率检测单元和局部温度检测单元执行功耗检测的，如图7所示，为本申请数据芯片内的缓存控制模块6021中的信号交互图。由功耗热点检测子模块中的局部温度检测单元、读/写访问率检测单元以及数据翻转率检测单元将各自检测的芯片的功耗热点信息发送给过热保护控制子模块。过热保护控制子模块将功耗热点信息与第一预设阈值进行比较，判断当前读取数据的带宽是否需要调整，若确定需要调整，过热保护控制子模块可以发送控制信息给数据调度子模块，控制信息用于指示数据调度子模块降低从缓存模块中读取数据的带宽。数据调度子模块根据控制信息降低从缓存模块6022中读取数据的带宽。示例性的，当降低从缓存模块中读取数据的带宽至第二预设阈值时，过热保护控制子模块可以将带宽的第二预设阈值封装在发送控制信息中发送给数据调度子模块，数据调度子模块根据控制信息中携带第二预设阈值控制从缓存模块6022中读取数据的带宽降低至第二预设阈值。

可以理解，读/写访问率检测单元可以向过热保护控制子模块发送的读/写访问率的值，也可以发送的是读/写访问率的值对应的指示信息。类似的，数据翻转率检测单元可以向过热保护控制子模块发送的是数据翻转率的值，也可以发送的是数据翻转率的值对应的指示信息。局部温度检测单元可以向过热保护控制子模块发送的是温度信息的值，也可以发送的是温度信息的值对应的指示信息。其中，指示信息为读取数据的带宽的档位标识。

示例性的，本申请的读/写访问率检测单元以及数据翻转率检测单元可以是以数字电路实现的，即可以在缓存控制模块6021中增加用以检测电子装置的读/写访问率以及数据翻转率的数字电路。局部温度检测单元可以是以模拟电路或模拟知识产权(intellectual property，IP)实现的，即在缓存控制模块6021中嵌入一个或多个模拟IP用以实现电子装置的温度检测。

需要说明的是，上述数字电路以及模拟IP可以位于缓存控制模块6021中，也可以位于缓存模块6022与缓存控制模块6021之间的电路中。

示例性的，结合上文中提到的使用多个带宽档位降低读取数据的带宽的阐述，当过热保护控制子模块确定功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，确定将读取数据的带宽降低至3档，例如确定与第一预设阈值对应的第二预设阈值的档位为3档，则过热保护控制子模块向数据调度子模块发送的控制信息包括3档标识。

假设过热保护控制子模块接收到读/写访问率时，过热保护控制子模块可以根据读/写访问率单独判断电子装置当前的功耗情况，当判断结果为读/写访问率的值大于或等于读/写访问率对应的预设阈值时，过热保护控制子模块可以向数据调度子模块发送控制信息，控制信息用于指示数据调度子模块降低从缓存模块中读取数据的带宽，例如用于指示数据调度子模块将读取数据的带宽降低到第二预设阈值。类似的，过热保护控制子模块还可以根据数据处理翻转率或温度信息单独判断电子装置当前的功耗情况。

在一些实施例中，当过热保护控制子模块接收到读/写访问率、数据处理翻转率以及温度信息时，过热保护控制子模块可以根据读/写访问率、数据处理翻转率以及温度信息综合判断电子装置当前的功耗情况。具体的判断方式可以参见上述步骤402中的 说明。

数据调度子模块，用于当接收到控制信息时，降低从缓存模块6022中读取数据的带宽。

在一些实施例中，数据调度子模块降低从缓存模块6022中读取数据的带宽时，可以经过多个带宽档位降低读取数据的带宽。具体实现方式可以参见上述步骤402中的说明。

在一些实施例中，当数据中心中的数据芯片处于功耗接近最大限制功耗的场景时，过热保护控制子模块确定向数据调度子模块发送的控制信息可以包括0档标识。其中，0档表示不读取数据，相当于控制数据调度子模块置起反压。当数据芯片的功耗有所下降时，即过热保护控制子模块当前接收到的功耗热点信息小于第一预设阈值时过热保护控制子模块可以根据当前的功耗热点信息确定不再发送带宽档位给数据调度子模块，相当于控制数据调度子模块撤销反压。

示例性的，当数据芯片在四DIE(4个裸片)场景下达到了1500W散热瓶颈，即数据芯片实现大Buffer(缓存)的缓存读/写访问率时，大Buffer的缓存读/写访问率可以理解为本申请中的缓存模块6022此时的读/写访问率达到第一预设阈值时，过热保护控制子模块可以根据软件配置周期内的读/写访问率，即第一预设阈值判断缓存模块3022的读/写访问率此时超过第一预设阈值，则过热保护控制子模块向数据调度子模块在该周期发送置起反压的反压信息(相当于上文中的控制信息)，从而降低缓存模块3022的读访问率，或者说降低读取数据的带宽，确保数据芯片的功耗在1500W以内。以数据为报文为例，本申请可以最大程度上保证报文业务不受损。即，在数据芯片功耗突升时通过数据调度子模块间隔反压，短时间内反压不影响缓存模块3022的写能力，数据芯片实现了大Buffer，只是输出带宽降低，或者说输出报文的速率降低，进而保证了输入输出的报文业务不受损，实现了在单板最大供电和散热能力上做到芯片最大处理能力。

由此，本申请实施例提供的电子装置，例如数据芯片，可以通过功耗热点检测子模块检测电子装置的功耗热点信息，将检测到的功耗热点信息发给过热保护控制子模块，由过热保护控制子模块判断功耗热点信息与第一预设阈值的大小关系，当功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，过热保护控制子模块发送控制信息给数据调度子模块，其中控制信息用于指示数据调度子模块降低从缓存模块中读取数据的带宽，数据调度子模块根据控制信息降低从缓存模块6022中读取数据的带宽，从而降低数据芯片功耗。由于数据芯片接收到的数据按照正常的输入带宽缓存在缓存模块6022中，指示输出带宽降低，在短时间内不会出现数据丢失的现象，因此相对于现有技术中采用的减少业务芯片的接口数量，以降低业务芯片的处理带宽来降低业务芯片的处理规格，或者当检测到输入带宽超过业务芯片处理带宽阈值时，直接在业务芯片的接口处丢弃部分报文的散热方式，本申请减少了丢包比例、提高了能耗利用率、提升了数据芯片带宽处理能力，也实现了在单板最大供电和散热能力上达到芯片最大处理能力，同时缓解了数据芯片散热和供电问题，数据芯片的处理规格也得到了提升，能够在某一处的处理需求很高(例如向缓存模块输入数据的带宽较高)时降低另一处的处理需求(例如降低从缓存模块中读取数据的带宽)。

可以理解的是，上述电子装置为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请实施例能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请实施例的范围。

本申请实施例可以根据上述方法示例对上述电子装置进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

在采用集成的单元的情况下，如图8所示，本申请实施例公开了一种电子装置800，该电子装置800可以为上述实施例中数据芯片。电子装置800可以包括处理模块、存储模块和通信模块。其中，处理模块可以用于对电子装置800的动作进行控制管理，例如，可以用于支持电子装置800执行上述步骤401和步骤402。存储模块可以用于支持电子装置800存储程序代码和数据等。例如存储模块包括本申请中的缓存模块3022和缓存控制模块3021。通信模块，可以用于支持电子装置800与其他设备的通信，例如与外部设备的通信。该通信模块可以包括本申请中的芯片接口303。

当然，上述电子装置800中的单元模块包括但不限于上述处理模块、存储模块和通信模块。例如，电子装置800中还可以包括电源模块等。电源模块用于对电子装置800供电。

其中，处理模块可以是处理器或控制器。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，数字信号处理(digital signal processing，DSP)和微处理器的组合等等。存储模块可以是存储器。通信模块具体可以为芯片接口等与其他外部设备交互的设备。

例如，处理模块为处理器801(如图3所示的处理器301)，存储模块可以为存储器802(如图3所示的缓存302)，通信模块可以称为通信接口803(如图3所示的芯片接口303)。本申请实施例所提供的电子装置800可以为图3所示的芯片300。其中，上述处理器、存储器、通信接口等可以连接在一起，例如通过总线连接。

本申请实施例还提供一种电子装置，包括一个或多个处理器以及一个或多个存储器。该一个或多个存储器与一个或多个处理器耦合，一个或多个存储器用于存储计算机程序代码，计算机程序代码包括计算机指令，当一个或多个处理器执行计算机指令时，使得电子装置执行上述相关方法步骤实现上述实施例中的限制功耗的方法。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序代码，当处理器执行该计算机程序代码时，电子装置执行上述实施例中限制功耗的方法。

本申请的实施例还提供了一种计算机程序产品，当该计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行上述相关步骤，以实现上述实施例中电子装置执行的限制功 耗的方法。

其中，本实施例提供的电子装置、计算机存储介质、计算机程序产品或芯片均用于执行上文所提供的对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考上文所提供的对应的方法中的有益效果，此处不再赘述。

通过以上实施方式的描述，所属领域的技术人员可以了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上内容，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1. 一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括缓存，所述缓存包括缓存模块和缓存控制模块，所述缓存模块用于存储数据，其中：

   所述缓存控制模块，用于检测所述电子装置的功耗热点信息，所述功耗热点信息用于反映所述电子装置的功耗大小；

   所述缓存控制模块，还用于确定所述功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，降低从所述缓存模块中读取数据的带宽。
2. 根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述缓存控制模块包括：

   功耗热点检测子模块，用于周期性检测所述电子装置的功耗热点信息，并向过热保护控制子模块发送所述功耗热点信息；

   所述过热保护控制子模块，用于确定所述功耗热点信息大于或等于所述第一预设阈值时，向数据调度子模块发送控制信息，所述控制信息用于指示所述数据调度子模块降低从所述缓存模块中读取数据的带宽；

   所述数据调度子模块，用于根据所述控制信息降低从所述缓存模块中读取数据的带宽。
3. 根据权利要求1或2所述的电子装置，其特征在于，所述功耗热点信息包括所述缓存模块的读/写访问率，所述读/写访问率包括预设周期内，对所述缓存模块执行读访问的次数以及写访问的次数之和。
4. 根据权利要求1或2所述的电子装置，其特征在于，所述功耗热点信息包括所述电子装置的数据处理翻转率，所述数据处理翻转率包括预设周期内，所述电子装置中用于数据处理的触发器的状态翻转次数。
5. 根据权利要求1或2所述的电子装置，其特征在于，所述功耗热点信息包括所述电子装置的温度信息，所述温度信息为所述电子装置的温度采样点的温度。
6. 根据权利要求1-5任一项所述的电子装置，其特征在于，当所述功耗热点信息等于所述第一预设阈值时，所述电子装置的功耗小于所述电子装置的最大限制功耗。
7. 根据权利要求1-6任一项所述的电子装置，其特征在于，所述缓存控制模块用于降低从所述缓存模块中读取数据的带宽包括：

   所述缓存控制模块用于经过多个带宽档位降低从所述缓存模块中读取数据的带宽。
8. 一种限制功耗的方法，所述方法用于电子装置，其特征在于，所述方法包括：

   检测所述电子装置的功耗热点信息，所述功耗热点信息用于反映所述电子装置的功耗大小；

   确定所述功耗热点信息大于或等于第一预设阈值时，降低从所述缓存模块中读取数据的带宽。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

   周期性检测所述电子装置的功耗热点信息，并向过热保护控制子模块发送所述功耗热点信息；

   确定所述功耗热点信息大于或等于所述第一预设阈值时，向数据调度子模块发送控制信息，所述控制信息用于指示所述数据调度子模块降低从所述缓存模块中读取数据的带宽；

   根据所述控制信息降低从所述缓存模块中读取数据的带宽。
10. 根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，

    所述功耗热点信息包括所述缓存模块的读/写访问率，所述读/写访问率包括预设周期内，对所述缓存模块执行读访问的次数以及写访问的次数之和。
11. 根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述功耗热点信息包括所述电子装置的数据处理翻转率，所述数据处理翻转率包括预设周期内，所述电子装置中用于数据处理的触发器的状态翻转次数。
12. 根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述功耗热点信息包括所述电子装置的温度信息，所述温度信息为所述电子装置的温度采样点的温度。
13. 根据权利要求8-12任一项所述的方法，其特征在于，当所述功耗热点信息等于所述第一预设阈值时，所述电子装置的功耗小于所述电子装置的最大限制功耗。
14. 根据权利要求8-13任一项所述的方法，其特征在于，所述降低从所述缓存模块中读取数据的带宽包括：

    经过多个带宽档位降低从所述缓存模块中读取数据的带宽。
15. 一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机指令，当计算机指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述权利要求8-14中的任一项所述的方法。
16. 一种计算机程序产品，其特征在于，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得电子设备执行上述权利要求8-14中的任一项所述的方法。