DE112012006353T5

DE112012006353T5 - Adaptiver Spannungseingang zu einer Ladungspumpe

Info

Publication number: DE112012006353T5
Application number: DE112012006353.8T
Authority: DE
Inventors: Kuljit Bains; George Vergis
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Tahoe Research Ltd
Priority date: 2012-05-08
Filing date: 2012-05-08
Publication date: 2015-02-12
Anticipated expiration: 2032-05-09
Also published as: TW201405572A; DE112012006353B4; US9355688B2; WO2013169235A1; TWI511155B; US20140192607A1

Abstract

Ein Speichersubsystem schließt eine adaptive Ausgangsspannung ein, um eine Spannung basierend auf einem Energieprofil eines Speichergeräts des Speichersubsystems bereitzustellen. Eine Ladungspumpe vergrößert die Spannung auf einen erforderlichen Pegel, um Daten zum Speichergerät zu schreiben. Die bereitgestellte Spannung basiert auf dem Energieprofil des Speichergeräts, das einen Spannungspegel angibt, der einen guten Wirkungsgrad für die Ladungspumpe bereitstellt und innerhalb von Maximalpegeln für das Speichergerät liegt. Die Spannung kann höher sein als eine Nennspannung, die für das Speichergerät in einer Spezifikation angegeben ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Ausführungsformen der Erfindung betreffen im Allgemeinen ein Energiemanagement und insbesondere das adaptive Bereitstellen einer Eingangsspannung basierend auf einem Aufladeeinrichtungsprofil.
URHEBERRECHTSVERMERK/GENEHMIGUNG
Teile der Offenbarung dieser Patentschrift können Material beinhalten, das Urheberschutz unterliegt. Der Eigentümer des Urheberrechts hat keine Einwände hinsichtlich Reproduktion der Patentschrift oder Patentoffenbarung durch Dritte, da diese in der Patentdatenbank oder in Aufzeichnungen des Patent- und Markenamts erscheint, behält sich allerdings ansonsten jegliche Urheberrechte vor. Der Urheberrechtsvermerk gilt für alle Daten, wie sie nachstehend und in den Begleitzeichnungen beschrieben sind, sowie für jede Software, die nachstehend beschrieben ist: Copyright^© 2012, Intel Corporation. Alle Rechte vorbehalten.
HINTERGRUND
Während elektronische Schaltungen schrumpfen und Geräte kleiner und tragbarer werden, haben sich von der Elektronik verwendete Spannungspegel verringert. Während die Verwendung von niedrigeren Betriebsspannungen bei vielen elektronischen Bauelementen erfolgt, erfordern Speichergeräte normalerweise höhere Spannungen für Datenspeicherung, Datenerhaltung und Datenzugriff, als sie momentan für andere Bauelemente verwendet werden. Beispielsweise erzeugen DRAMs (dynamische Random Access Memories) intern eine Vpp-Versorgung unter Verwendung von Ladungspumpen. Die Vpp-Versorgung wird beim Wortleitungsverstärken verwendet und für elementare DRAM-Datenspeicherung, -erhaltung und -zugriff als wesentlich betrachtet. Jedoch war der Wirkungsgrad von Ladungspumpen traditionell niedrig und er verschlechterte sich mit der Verfahrenstechnikmigration stetig.
Modernere Speicherimplementierungen wie DDR4 (Doppeldatenrate Version 4) adressieren den abnehmenden Ladungspumpenwirkungsgrad durch Einstellen einer etwas höheren Eingangsspannung für die DRAM-Geräte als die Spannung von typischen elektronischen Geräten. JEDEC (Joint Electronic Device Engineering Council) hat 2,5 V als eine Standardeingangsspannung von einer externen Quelle zu den Speichergeräten genormt. Mit 2,5 V Eingangsspannung zu den Speichergeräten müssen die Ladungspumpen die Spannung nicht so erhöhen, wie wenn die Spannung ungefähr 1,0–1,5 V betragen würde, wie es bei vielen elektronischen Schaltungen der Fall ist. Jedoch auch mit standardisierter Eingangsspannung bei 2,5 V sind die Ladungspumpen ineffizient und daher die Quelle einer signifikanten Menge an Energieverbrauch in einem System, das Speichergeräte einsetzt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die folgende Beschreibung beinhaltet eine Erörterung von Figuren mit Veranschaulichungen, die beispielhafte Implementierungen von Ausführungsformen der Erfindung darstellen. Die Zeichnungen sind als Beispiel zu verstehen, und nicht als Einschränkung. Wie hier verwendet verstehen sich Verweise auf eine oder mehrere „Ausführungsformen” als Beschreibungen eines bestimmten Merkmals, einer Struktur oder Eigenschaft, das bzw. die in zumindest einer Implementierung der Erfindung beinhaltet ist. Damit beschreiben Formulierungen, wie z. B. „bei einer Ausführungsform” oder „bei einer alternativen Ausführungsform”, die hierin erscheinen, verschiedene Ausführungsformen und Implementierungen der Erfindung und beziehen sich nicht notwendigerweise alle auf die gleiche Ausführungsform. Sie schließen sich jedoch auch nicht notwendigerweise gegenseitig aus.
1 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Systems, das adaptive Spannung basierend auf einem Ladeprofil an eine Ladungspumpe bereitstellt.
2 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines adaptiven Spannungsreglers.
3 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Systems, das eine Eingangsspannung basierend auf einem Ladeprofil bereitstellt.
4 ist ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Prozesses für das dynamische Bereitstellen einer angepassten Spannung an eine Ladungspumpe.
5 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Computersystems, bei dem eine adaptive Spannung für eine Ladungspumpe verwendet werden kann.
6 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines mobilen Gerätes, bei dem eine adaptive Spannung für eine Ladungspumpe verwendet werden kann. Beschreibungen von bestimmten Details und Implementierungen folgen, einschließlich einer Beschreibung der Figuren, die einige oder alle Ausführungsformen, die nachstehend beschrieben werden, darstellen können, und auch andere potenzielle Ausführungsformen oder Implementierungen der erfinderischen, hierin vorgestellten Konzepte erörtern.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wie hiernach beschrieben stellt ein adaptives Spannungsregelungssystem eine Spannung basierend auf einem Energieprofil einer Aufladeeinrichtung bereit. Bei einer Ausführungsform kann ein Speichersubsystem mit einer adaptiven Ausgangsspannung eine Spannung an ein Speichergerät basierend auf einem Energieprofil des Speichergeräts bereitstellen. Eine Ladungspumpe vergrößert die Spannung auf einen Pegel, der für Datenspeicherungs-, -zugriffs- und/oder -erhaltungsoperationen durch das Speichergerät erforderlich ist. Die an die Ladungspumpe bereitgestellte Spannung basiert auf dem Energieprofil des Speichergeräts, das einen Spannungspegel angibt, der einen guten Wirkungsgrad für die Ladungspumpe bereitstellt und innerhalb von Maximalpegeln für das Speichergerät liegt. Die Spannung kann höher sein als eine Nenneingangsspannung, die für das Speichergerät in einer Spezifikation angegeben wird.
Die hier bereitgestellte adaptive Spannung versetzt die Ladungspumpe in die Lage, bei einem höheren Wirkungsgrad zu arbeiten, als einfach einen Nennspannungspegel wie durch den Standard angegeben zu verwenden. Die Systemenergiesteuerung (wie z. B. Teil einer Energiemanagement-Komponente) kann eine adaptive Spannung bereitstellen, die näher am Zielspannungsausgang der Ladungspumpe liegt und deshalb weniger Arbeit für die Ladungspumpe erfordert, um die Spannung zu erhöhen. Eine Spannungsregelung auf den adaptiven Spannungspegel ist effizienter, als die Spannung noch weiter herunterzuregeln und sie dann mit einer Ladungspumpe wieder zu erhöhen. Deshalb ist der Gesamtsystemenergieverbrauch geringer.
Als ein spezielleres Beispiel kann der JEDEC-Standard für DRAM betrachtet werden, der eine Spannung von 2,5 V spezifiziert, die an die Speichergeräte bereitzustellen ist. Einige Geräte können nur 2,5 V Eingangsspannung tolerieren, während andere höhere Spannungen (wie 3,3 V) tolerieren können. Einige Geräte unterstützen nominell eine Spannung, können aber tatsächlich bei einer geringfügig höheren Spannung (d. h., innerhalb eines Toleranzbetrags) arbeiten.
Ladungspumpen sind normalerweise dafür ausgelegt, Eingangsspannungen über der Spezifikationstoleranz der Spezifikation zu behandeln, solange die Eingangsspannung geringer als die interne gepumpte Spannung ist. Die adaptive Spannungserzeugung hierin kann einen Eingangsspannungspegel bereitstellen, der für die Speichergeräteeigenschaften spezifisch ist.
1 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Systems, das adaptive Spannung basierend auf einem Ladeprofil an eine Ladungspumpe bereitstellt. Das System 100 ist ein Computergerät, welches das Speichersubsystem 140 einschließt. Das Speichersubsystem 140 schließt ein oder mehrere Speichergeräte 142 wie ein DRAM-Gerät (jede Form von dynamischem Random Access Memory-Gerät) ein. Der adaptive Spannungsregler 110 stellt Spannung bei Pegel V1 an die Ladungspumpe 130 bereit, welche die Spannung auf Pegel V2 erhöhen kann, um sie an das Speichersubsystem 140 bereitzustellen.
Bei einer Ausführungsform schließt das Speichersubsystem 140 ein Speichergerät, wie ein Register (z. B. ein Modusregister) oder eine Sicherungsbank ein, das bzw. die die Profilinformationen 144 für das Speichergerät 142 einschließt. Das Profil ist normalerweise für alle Speichergeräte jedes Speichermoduls des Speichersubsystems 140 das gleiche. Bei einer Ausführungsform geben die Profilinformationen 144 eine Spannung an, die für das Speichergerät 142 das Maximum ist. Bei einer Ausführungsform geben die Profilinformationen 144 einen optimalen Vpp oder einen Wert für Vpp an, der durch das Speichergerät 142 verwendet wird, um seine Datenoperationen auszuführen. Bei einer Ausführungsform sind die Profilinformationen 144 ein Wert oder mehrere Werte, die zur digitalen Steuerung der variablen Steuerung 120 des Controllers 110 verwendet werden.
Bei einer Ausführungsform kann der Controller 110 die optimale Vpp bereitstellen, was bedeutet, dass die Ladungspumpe 130 nicht erforderlich ist, da V1 gleich V2 wäre. Jedoch selbst wenn eine ideale Vpp vom Controller 110 nicht bereitgestellt werden kann, wenn Controller 110 eine Spannung bereitstellt, die höher ist als eine Nennspannung, gibt es immer noch signifikante Einsparungen im Wirkungsgrad. Bei einer Ausführungsform ist V1 auf einen Wert eingestellt, der so nahe wie möglich an einer internen Vpp-Anforderung, aber immer noch beispielsweise über einem JEDEC-Spezifikationswert liegt.
Der Controller 110 greift auf die Profilinformationen 144 zu, um zu bestimmen, wo V1 einzustellen ist. Bei einer Ausführungsform werden die Profilinformationen 144 nicht im Speichergerät gespeichert, sondern in einem BIOS (Basic Input/Output System) des Systems 100 (nicht speziell gezeigt). Beispielsweise kann das BIOS eine Liste von Geräten mit begleitenden Werten einschließen, um die Speichersubsystem-Eingangsspannung einzustellen, oder es kann auf solch eine Liste zugreifen. Bei solch einer Ausführungsform kann der Controller 110 auf das Speichergerät 142 zugreifen, um zu bestimmen, welches Speichergerät es ist, und kann dann auf das BIOS zugreifen, um zu bestimmen, welche Werte zu verwenden sind, um V1 für dieses spezielle bestimmte Gerät zu setzen.
Beim Bereitstellen von V1 als eine adaptive Spannung basierend auf dem Profil 144 für das Speichergerät 142 kann das System 100 signifikante Energieeinsparungen aufweisen. Bei einer Simulation betrugen die Aktivierungsenergieeinsparungen ca. 5%, die Selbstauffrischungsenergieeinsparungen ca. 10% und die Autoaktualisierungsenergieeinsparungen ca. 20%. Es ist jedoch offensichtlich, dass die Einsparungen von der Art des Speichergeräts und der Konfiguration des Systems abhängig sind, aber es wird erwartet, dass 10% ingesamt an Energieeinsparungen möglich sind.
2 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines adaptiven Spannungsreglers. Das System 200 schließt den adaptiven Spannungsregler 202 ein, der ein Beispiel eines adaptiven Spannungsreglers gemäß jeder hier beschriebenen Ausführungsform ist. Bei einer Ausführungsform stellt der Controller 202 eine maximale Vout 224 bereit, die von der Last 230 empfangen werden kann, um einen erhöhten Wirkungsgrad in der Ladungspumpe 234 bereitzustellen.
Das Energiemanagement 210 stellt Komponenten eines Energiemanagement-Subsystems in System 200 dar. Das Energiemanagement 210 verwaltet generell die Energieverteilung im System 200. Im System 200 gibt es eine Spannung Vin, die höher ist als die Spannung, die für ein Speichersubsystem des Systems 200 erforderlich ist. Solch eine Spannung wird auf Vout 224 heruntergeregelt. Wie hiernach beschrieben, kann Vout 224 anpassungsfähig an einen Spannungspegel für die Last 230 (was das Speichergerät 236 eines Speichersubsystems einschließt) basierend auf einem Energieprofil der Last erzeugt werden.
Bei einer Ausführungsform schließt der Controller 202 den Kondensator C242 ein, um den Eingang bei Vin 222 zu halten und deshalb die Eingangsspannung zu glätten. Bei einer Ausführungsform wird C242 nicht als Teil des Controllers 202 betrachtet. Ähnlich glättet der Kondensator C244 Vout 224 und oder kann als Teil des Controllers 202 betrachtet werden oder nicht.
Der Spannungsregler 220 umfasst einen Spannungsregler wie in der Technik bekannt, der Vin 222 bei einem Pegel aufnimmt und die Spannung auf eine niedrigere Vout 224 herunterregelt. Der Pegel von Vout 224 ist von der adaptiven Spannungsregelung des Controllers 202 abhängig. Die adaptive Spannungsregelung wird durch die Logik 204 in Verbindung mit den anderen Elementen des Controllers 202 bereitgestellt. Die Logik 204 stellt allgemein Logik dar, um M250 (d. h., der Eingang „CONTROL” zu M250) anzusteuern. M250 wird basierend auf dem Energieprofil des Speichergeräts 236 ein- und ausgeschaltet, um den Ausgang bei Vout 224 zu steuern.
R262 ist als ein Regelwiderstand veranschaulicht. Die Veranschaulichung als ein Regelwiderstand kann etwas redundant verstanden werden, wenn man bedenkt, dass die Veränderlichkeit von R262 durch den Schaltvorgang von M250 bereitgestellt werden kann. Deshalb wird M250 bei einer relativ hohen Geschwindigkeit (z. B. kHz-Geschwindigkeit) ein- und ausgeschaltet. Der Widerstand R264 stellt eine Regelung von Vout 224 bereit, um die gewünschte Ausgangsspannung aufrechtzuerhalten. Deshalb schließt bei einer Ausführungsform die adaptive Spannungsversorgung einen variablen Spannungsteiler ein, der einen digital gesteuerten Spannungspegel einschließen kann.
Es ist jedoch offensichtlich, dass der Controller 202 auf ein Energieprofil (nicht speziell gezeigt) des Speichergeräts 236 zugreift und Vout 224 auf dem Energieprofil des Speichergeräts basiert. Bei einer Ausführungsform schließt das Profil des Speichergeräts 236 die Plattformverbindung ein, die das Speichergerät mit dem System koppelt. Deshalb kann bei einer Ausführungsform die Backplane 232 Teil der Last 230 sein. Die Backplane 232 verweist auf Verbinder, Kupferebeneneigenschaften oder andere Kontakte, die eine kapazitive oder induktive Eigenschaft der Last 230 beeinflussen können. Die kapazitiven und induktiven Eigenschaften der Last 230 können als die reaktive oder komplexe Komponente des Energieprofils bezeichnet werden.
Der Controller 202 kann versuchen, Vout 224 basierend auf dem Energieprofil des Speichergeräts 236 (einschließlich der Backplane und/oder anderen Komponenten, welche die Blindkomponente des Energieprofils beeinflussen) zu maximieren. Indem Vout 224 auf die Maximalspannung gesetzt wird, die für das Speichergerät 236 erlaubt ist, muss die Ladungspumpe 234 die Spannung nicht so sehr erhöhen, was den Wirkungsgrad der Ladungspumpe vergrößert. Die Ladungspumpen sind hauptsächlich aufgrund der Energie ineffizient, die erforderlich ist, um die Ladekondensatoren (nicht dargestellt) durch ein moduliertes Schaltsignal, wie es auf dem Fachgebiet bekannt ist, von seriell zu parallel zu wechseln. Die Ladungspumpen weisen einen Rückkopplungsschleifenmechanismus auf, der die Ausgangsspannung durch Modulieren des Pumpenarbeitszyklus reguliert. Der Arbeitszyklus der Ladungspumpe kann reduziert werden, wenn der durch die Ladungspumpe bereitzustellende Sprung reduziert wird, was den Wirkungsgrad der Ladungspumpe vergrößert.
Jedoch birgt das Vergrößern von Vout 224 (was die Eingangsspannung zum Speichergerät und seiner Ladungspumpe ist) auf den Maximalpegel, der für das Speichergerät 236 erlaubt ist, die Gefahr, einer reaktiven Reaktion bei Energieübergängen, die dann die zulässige Eingangsspannung zum Speichergerät überschreiten und in einem Schaden am Speichergerät resultieren könnte. Deshalb berechnet bei einer Ausführungsform der Controller 202 einen Wert für Vout 224 (z. B. mit der Logik 204) basierend auf einem maximalen Eingangsspannungspegel für das Speichergerät 236, was das Berechnen einer Toleranz einschließt. Die Toleranz kann auf einem festgelegten Prozentsatz basieren oder kann speziell für ein Gerät basierend auf einer reaktiven Komponente seines Energieprofils berechnet sein.
Deshalb kann eine adaptive Spannungsversorgung eine Spannung an das Speichergerät 236 bei einem Pegel bereitstellen, der höher ist als ein durch eine Spezifikation angegebener Nennspannungspegel. Der höhere Spannungspegel kann einen Toleranzbetrag einschließen, der niedriger ist als der Maximalspannungsschwellenwert für das Speichergerät. Zusätzlich kann bei einer Ausführungsform der Toleranzbetrag basierend auf einer reaktiven Komponente des Energieprofils für das Speichergerät berechnet werden.
Bei einer Ausführungsform erstellt der Controller 202 einen Spannungsteiler mit dem Regelwiderstand R262 und R264 und passt Vout 224 basierend auf den spezifischen Energieeigenschaften des Speichergeräts 236 an. Bei einer Ausführungsform schließt die Logik 204 einen DAC (Digital-Analog-Wandler) ein, der ein Signal generiert, das verwendet wird, um den Spannungsteiler zu steuern. Der DAC kann auf einen Code ansprechen, der das Energieprofil des Speichergeräts 236 anzeigt. Beispielsweise kann eine adaptive Regelung mit einem 8-Bit-DAC bereitgestellt werden, der 0,1 mV Feinheit pro Bit aufweist.
Es ist jedoch offensichtlich, dass die Energieprofilinformationen vorbestimmt oder α priori zum Systembetrieb mit dem Speichergerät berechnet sind. Betrachten wir ein Speichergerät, das bei 2,5 V geprüft wird, um zu bestimmen, was gegenwärtig für das Speichergerät erforderlich ist. Das System kann dann die realen und reaktiven Komponenten für die Lastzustände berechnen. Basierend auf den Berechnungen kann ein spezieller Spannungsausgang vom Controller 202 an die Last 230 bereitgestellt werden. Bei einer Ausführungsform stellt das System Werte für einen DAC basierend auf den Berechnungen ein. Die DAC-Werte können ein gegenwärtiges Profil angeben, das eine Anzahl von für das Speichergerät erforderlichen Ampere angibt. Bei einer Ausführungsform schließt das Energieprofil Minimal- und Maximalwerte für ein verbundenes Speichergerät ein.
3 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Systems, das eine Eingangsspannung basierend auf einem Ladeprofil bereitstellt. Das System 300 stellt ein Beispiel für adaptive Spannungsregelung gemäß irgendeiner hier beschriebenen Ausführungsform bereit. Insbesondere stellt der adaptive Spannungsregler 310 Vin 324 an die Ladungspumpe 320 bereit, wobei der Spannungspegel von Vin 324 auf dem Profil 312 basiert. Das Profil 312 ist ein Energieprofil für das Speichergerät 330. Der Controller 310 ist eine adaptive Spannungsversorgung gemäß irgendeiner hier beschriebenen Ausführungsform. Der Controller 310 bestimmt vom Profil 312, auf welchen Pegel die Spannung zu setzen ist, die an das Speichergerät 330 (Vin 324) bereitgestellt wird. Ein Vergleich von Spannungspegeln ist zum Zweck der Darstellung gezeigt. Die Pegel sollen nicht als notwendigerweise maßstäblich verstanden werden. Vsource ist eine Quellenspannung, die an einen Spannungsregler des Controllers 310 bereitgestellt werden kann. Vmax ist der Maximalspannungspegel des Speichergeräts 330. Bei einer Ausführungsform gibt das Profil 312 Vmax an. Das Angeben von Vmax kann das Bereitstellen eines Wertes einschließen, der Vmax bestimmt, oder kann das Bereitstellen eines Wertes einschließen, der vom Controller 310 verwendet wird, um Vin 324 auf einen Pegel basierend auf Vmax einzustellen.
Vin stellt einen Ziel-Pegel für Vin 324 dar. Vin kann gleich oder kleiner als Vmax sein. Bei einer Ausführungsform gibt es eine Toleranz zwischen Vmax und Vin. Vnom ist eine Nennspannung, die durch eine Spezifikation für das Speichergerät 330 angegeben wird. Traditionelle Systeme stellen Vin 324 zu Vnom wie angegeben durch eine Spezifikation ein, während das hier beschriebene System, das Einstellen eines Spannungspegels basierend auf den Eigenschaften des Speichergeräts 330 ermöglicht.
Nehmen wir an, dass Vin 324 (die Eingangsspannung zur Ladungspumpe 320) auf 2,5 V + 10%/–5% basierend auf einer Spezifikation für Systeme, die Speichergerät 330 verwenden, standardisiert ist. Somit wäre Vnom 2,5 V. Vin könnte auf 2,5 V + 10% eingestellt werden, was die Eingangsspannung innerhalb der Gesamtspezifikation halten würde. Wenn jedoch die Eingangsspannung auf 2,75 V erhöht ist, kann der Arbeitszyklus der Ladungspumpe 320 um ca. 10% (entsprechend des 10-%-Anstiegs im Spannungspegel) reduziert sein. Die Energieeinsparungen können verbunden werden, wenn in Betracht gezogen wird, dass jedes Speichergerät (z. B. jede DRAM-Einheit) seine eigene Ladungspumpe aufweist. Vorausgesetzt, dass eine interne Vpp-Versorgung von jedem Speichergerät für Datenerhaltung und Datenzugriff verwendet wird, kann jedes Speichergerät eines Mehrgeräte-Speichersubsystems die gleiche Energie von ca. 10% sparen. Die Energieeinsparungen übersetzen sich beispielsweise in längere Batterielebensdauer für mobile Plattformen, Handgeräte, Mobiltelefone oder andere Geräte.
Wenn sie eine höhere Eingangsspannung verwenden, als die Spezifikation anzeigt, müssen sie einen Wert auswählen, der darauf basiert, was ein Gerät tolerieren kann. Sie können sich in der Nähe des Maximums bewegen, ohne es zu überschreiten. Der Vorteil hier ist, dass sie die Spannung speziell für ein bestimmtes Gerät regeln können.
Bei einer Ausführungsform stellt die Schaltersteuerung 322 einen Arbeitszyklus eines Schalters der Ladungspumpe 320 dar. Bei einer Ausführungsform ist der Arbeitszyklus des Ladungspumpenschalters basierend darauf, dass Vin 324 höher als eine Nennspannung eingestellt ist, eingestellt. Es versteht sich jedoch, dass das Niedrigereinstellen des Arbeitszyklus, auf das niedrigere Einstellen des Arbeitszyklus verweist, als er eingestellt wäre, wenn Vnom als die Eingangsspannung zur Ladungspumpe 320 verwendet werden würde.
4 ist ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Prozesses für das dynamische Bereitstellen einer angepassten Spannung an eine Ladungspumpe. Der Prozess 400 ist ein Prozess für das dynamische oder adaptive Bereitstellen einer angepassten Spannung. Die adaptive Spannungsversorgung oder der Controller empfängt eine Spannung von einer Stromversorgung, 402. Die Betriebsspannung wird auf einen Pegel heruntergeregelt, um sie dem Speichersubsystem des Systems bereitzustellen.
Der Controller bestimmt ein Profil des Speichergeräts des Speichersubsystems, 404. Der Controller liest das Profil wie oben beschrieben vom Speichergerät selbst, von einem BIOS oder einem anderen Register oder Speicher. Bei einer Ausführungsform berechnet der Controller eine Maximalspannung basierend auf dem Profil, 406, was das Berechnen einer reaktiven Komponente zum Energieprofil des Speichergeräts einschließen kann. Bei einer Ausführungsform geben die Energieprofilinformationen einen Maximalspannungspegel für das Speichergerät an und der Controller berechnet einen Pegel, um den Spannungseingang zum Speichergerät und seiner Ladungspumpe einzustellen. Der Controller passt seine Ausgangsspannung (die Eingangsspannung zur Ladungspumpe) basierend auf dem berechneten Spannungspegel an, 408.
5 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Computersystems, bei dem eine adaptive Spannung für eine Ladungspumpe verwendet werden kann. Das System 500 stellt ein Computergerät gemäß jeder hier beschriebenen Ausführungsform dar und kann ein Laptop, ein Desktop-Computer, ein Server, ein Spiel- oder Unterhaltungssteuersystem, ein Scanner, Kopierer, Drucker oder ein anderes elektronisches Gerät sein. Das System 500 schließt Prozessor 520 ein, der Verarbeitung, Betriebsmanagement und Befehlsausführung für das System 500 bereitstellt. Der Prozessor 520 kann jede Art von Mikroprozessor, Hauptprozessor (CPU), Prozessorkern oder andere Verarbeitungshardware einschließen, um die Verarbeitung für das System 500 bereitzustellen. Der Prozessor 520 steuert den allgemeinen Betrieb des Systems 500 und kann ein oder mehrere programmierbare Allzweck- oder Spezialmikroprozessoren, Digitalsignal-Prozessoren (DSPs), Automatisierungssysteme, anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs), programmierbare Logikbaugruppen (PLDs) oder Ähnliches oder eine Kombination von solchen Geräten sein oder einschließen.
Das Speichersubsystem 530 stellt den Hauptspeicher des Systems 500 dar und stellt eine vorübergehende Speicherung für Code bereit, der durch den Prozessor 520 auszuführen ist, oder Dateninhalte, die beim Ausführen einer Routine zu verwenden sind. Das Speichersubsystem 530 kann ein oder mehrere Speichergeräte wie Read Only Memory (ROM), Flash-Speicher, eine oder mehrere Varianten von Random Accesses Memory (RAM) oder andere Speichergeräte oder eine Kombination von solchen Geräten einschließen. Das Speichersubsystem 530 speichert und beherbergt unter anderem das Betriebssystem (OS) 532, um eine Softwareplattform für die Befehlsausführung im System 500 bereitzustellen. Zusätzlich sind andere Befehle 534 gespeichert und werden vom Speichersubsystem 530 ausgeführt, um die Logik und die Verarbeitung des Systems 500 bereitzustellen. Das OS 532 und die Befehle 534 werden durch den Prozessor 520 ausgeführt.
Das Speichersubsystem 530 schließt den Controller 536 ein, der ein adaptiver Spannungsregler gemäß jeder hier beschriebenen Ausführungsform ist, und der das Bereitstellen einer Spannung basierend auf einem Energieprofil der Speichergeräte des Speichersubsystems 530 verwaltet. Der Controller 536 liest ein Energieprofil des Speichergeräts und passt den Betrieb einer variablen Spannungsversorgung basierend auf dem Profil an.
Der Prozessor 520 und das Speichersubsystem 530 sind mit dem Bus/Bussystem 510 gekoppelt. Der Bus 510 ist eine Abstraktion, die ein oder mehrere separate physische Busse, Kommunikationsleitungen/Schnittstellen und/oder Punkt-zu-Punkt-Verbindungen darstellt, die durch geeignete Brücken, Adapter und/oder Controller verbunden sind. Deshalb kann der Bus 510 beispielsweise ein oder mehrere von einem Systembus, Peripheral Component Interconnect-(PCI)-Bus, HyperTransport- oder Industriestandardarchitektur-(ISA)-Bus, SCSI-Schnittstellen-(SCSI)-Bus, einem universellen seriellen Bus (USB) oder Institute of Electrical and Electronics Engineers-(IEEE)Standard-1394-Bus (allgemein als „FireWire” bezeichnet) einschließen. Die Busse von Bus 510 können auch Schnittstellen in der Netzwerkschnittstelle 550 entsprechen.
Das System 500 schließt auch eine oder mehrere Ein-/Ausgabe-(I/O)-Schnittstellen 540, die Netzwerkschnittstelle 550, ein oder mehrere interne Massenspeichergeräte 560 und die Peripherieschnittstelle 570 ein, die mit Bus 510 gekoppelt ist. Die I/O-Schnittstelle 540 kann eine oder mehrere Schnittstellenkomponenten einschließen, durch die ein Benutzer mit dem System 500 interagiert (z. B. Video, Audio- und/oder alphanumerische Schnittstelle). Die Netzwerkschnittstelle 550 stellt dem System 500 die Kommunikationsfähigkeit mit entfernten Geräten (z. B. Server, andere Computergeräte) über ein oder mehrere Netzwerke bereit. Die Netzwerkschnittstelle 550 kann ein Ethernet-Adapter, drahtlose Verbindungskomponenten, USB (universeller serieller Bus) oder andere verdrahtete oder drahtlose standardbasierte oder proprietäre Schnittstellen einschließen. Der Speicher 560 kann jedes konventionelle Medium sein oder einschließen, um große Mengen von Daten in einer nicht flüchtigen Weise zu speichern, wie eine oder mehrere Magnetplatten, Halbleiterplatten oder optische Speicherplatten oder eine Kombination davon. Der Speicher 560 hält Code oder Befehle und die Daten 562 in einem permanenten Zustand (d. h., der Wert wird trotz der Unterbrechung des Stroms zu System 500 aufrechterhalten). Der Speicher 560 kann allgemein als ein „Speicher” betrachtet werden, obwohl der Speicher 530 der ausführende oder Betriebsspeicher ist, um Befehle an Prozessor 520 bereitzustellen Während der Speicher 560 nicht flüchtig ist, kann Memory 530 flüchtigen Speicher einschließen (d. h., der Wert oder Zustand der Daten ist unbestimmt, wenn der Strom zum System 500 unterbrochen wird).
Die Peripherieschnittstelle 570 kann jede Hardwareschnittstelle, die nicht speziell oben angegeben ist, einschließen. Peripheriegeräte verweist generell auf Geräte, die abhängig mit dem System 500 verbinden. Eine abhängige Verbindung ist eine, bei der das System 500 die Software- und/oder Hardware-Plattform bereitstellt, auf der die Operation ausgeführt wird und mit der ein Benutzer interagiert.
6 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines mobilen Geräts, bei dem eine adaptive Spannung für eine Ladungspumpe verwendet werden kann. Das Gerät 600 stellt ein mobiles Gerät, wie ein Computing-Tablet, ein Mobiltelefon oder Smqartphone, einen drahtlosen e-Reader oder ein anderes mobiles Gerät dar. Es ist offensichtlich, dass gewisse Komponenten generell gezeigt sind, und nicht alle Komponenten solch eines Gerätes sind in Gerät 600 gezeigt.
Das Gerät 600 schließt Prozessor 610 ein, der die primären Verarbeitungsoperationen von Gerät 600 durchführt. Der Prozessor 610 kann ein oder mehrere physische Geräte wie Mikroprozessoren, Anwendungsprozessoren, Mikrocontroller, programmierbare Logikgeräte oder andere Verarbeitungsmittel einschließen. Bei einer Ausführungsform schließt der Prozessor 610 zusätzlich zu einer Prozessorchiplage optische Schnittstellenkomponenten ein. Deshalb befinden sich die Prozessorchiplage und die Photonikkomponenten im gleichen Paket. Solch ein Prozessorpaket kann optisch mit einem optischen Verbinder gemäß jeder hier beschriebenen Ausführungsform verbinden.
Die Verarbeitungsoperationen, die durch den Prozessor 610 ausgeführt werden, schließen die Ausführung einer Betriebsplattform oder eines Betriebssystems ein, auf denen Anwendungen und/oder Gerätefunktionen ausgeführt werden. Die Verarbeitungsoperationen schließen Operationen ein, die mit I/O (Ein-/Ausgabe) mit einem menschlichen Benutzer oder mit anderen Geräten, Operationen, die mit dem Energiemanagement und/oder Operationen die mit dem Verbinden von Gerät 600 mit einem anderen Gerät in Zusammenhang stehen. Die Verarbeitungsoperationen können auch Operationen einschließen, die mit Audio-I/O und/oder Anzeige-I/O in Zusammenhang stehen.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Gerät 600 das Audiosubsystem 620, welches Hardware (z. B. Audiohardware und Audioschaltkreise) repräsentiert und Software-(z. B. Treiber und Codecs)-Komponenten, die mit dem Bereitstellen von Audiofunktionen an das Computinggerät verbunden sind. Audiofunktionen können einen Lautsprecher- und/oder Kopfhörerausgang sowie einen Mikrofoneingang umfassen. Geräte für solche Funktionen können in das Gerät 600 integriert oder an das Gerät 600 angeschlossen werden. Bei einer Ausführungsform interagiert ein Benutzer mit dem Gerät 600 durch die Übertragung von Audiobefehlen, die vom Prozessor 610 empfangen und verarbeitet werden.
Das Anzeigesubsystem 630 stellt Hardware (z. B. Anzeigegeräte) und Softwarekomponenten (z. B. Treiber) dar, die eine visuelle und/oder taktile Anzeige für einen Benutzer bereitstellen, der so mit dem Computer interagieren kann. Das Anzeigesubsystem 630 weist die Anzeigeschnittstelle 632 auf, die den konkreten Bildschirm oder das konkrete Hardwaregerät umfasst, der bzw. das zur Bereitstellung einer Anzeige für einen Benutzer verwendet wird. Bei einer Ausführungsform umfasst die Anzeigeschnittstelle 632 eine von Prozessor 610 getrennte Logik, um mindestens einige Verarbeitungsaufgaben in Verbindung mit der Anzeige auszuführen. Bei einer Ausführungsform umfasst das Anzeigesubsystem 630 ein Touchscreen-Gerät, das einem Benutzer sowohl die Ausgabe als auch Eingabe bereitstellt.
Der I/O-Controller 640 repräsentiert Hardwaregeräte und Softwarekomponenten in Verbindung mit der Interaktion mit einem Benutzer. Der I/O-Controller 640 kann für das Management der Hardware, die Teil des Audiosubsystems 620 und/oder des Anzeigesubsystems 630 ist, genutzt werden. Zudem veranschaulicht der I/O-Controller 640 einen Verbindungspunkt für zusätzliche Geräte, die mit Gerät 600 verbunden sind und über die ein Benutzer mit dem System interagiert. Die Geräte, die an Gerät 600 angeschlossen werden können, können u. a. Mikrofon, Lautsprecher- oder Stereosysteme, Videosysteme oder andere Anzeigegeräte, Tastatur oder Keypad-Geräte oder andere I/O-Geräte zur Nutzung bei spezifischen Anwendungen, wie Kartenleser oder andere Geräte, einschließen.
Wie oben angegeben, kann der I/O-Controller 640 mit dem Audiosubsystem 620 und/oder dem Anzeigesubsystem 630 interagieren. Zum Beispiel kann ein Eingang über ein Mikrofon oder ein anderes Audiogerät Eingabe oder Befehle für eine oder mehrere Anwendungen oder Funktionen von Gerät 600 bereitstellen. Außerdem kann eine Audioausgabe anstatt oder zusätzlich zur Anzeigeausgabe bereitgestellt werden. Bei einem weiteren Beispiel agiert das Anzeigegerät auch als ein Eingabegerät, das mindestens teilweise durch I/O-Controller 640 verwaltet werden kann, wenn das Anzeigesubsystem einen Touchscreen umfasst. Am Gerät 600 können zusätzliche Schaltflächen oder Schalter vorhanden sein, um vom I/O-Controller 640 verwaltete I/O-Funktionen bereitzustellen.
Bei einer Ausführungsform verwaltet der I/O-Controller 640 Geräte wie Beschleunigungsmesser, Kameras, Lichtsensoren oder andere Sensoren, Gyroskope, globale Positionsbestimmungssystem-(GPS)-Hardware, die im Gerät 600 eingeschlossen sein können. Die Eingabe kann Teil der direkten Benutzerinteraktion sowie das Bereitstellen umgebungsbedingter Eingabe in das System sein, um dessen Operationen zu beeinflussen (wie beispielsweise das Filtern von Rauschen, das Anpassen von Anzeigen bezüglich der Helligkeitserkennung, einen Blitz einer Kamera anzuwenden oder andere Merkmale).
Bei einer Ausführungsform umfasst das Gerät 600 das Energiemanagement 650, das die Nutzung des Batteriestroms, das Laden der Batterie und Funktionen in Verbindung mit einem Energiesparbetrieb verwaltet. Das Speichersubsystem 660 umfasst Speichereinheiten zur Speicherung von Informationen im Gerät 600. Der Speicher kann nichtflüchtige (Zustand ändert sich nicht, wenn der Strom zum Speichergerät unterbrochen wird) und/oder flüchtige (Zustand ist unbestimmt, wenn der Strom zum Speichergerät unterbrochen wird) Speichergeräte einschließen. Der Speicher 660 kann Anwendungsdaten, Benutzerdaten, Musik, Fotos, Dokumente oder andere Daten sowie Systemdaten (gleich, ob langfristig oder temporäre) in Verbindung mit der Ausführung der Anwendungen und Funktionen von System 600 speichern.
Bei einer Ausführungsform schließt das Energiemanagement 650 die variable Spannungsversorgung 652 ein, um eine adaptive Spannung an Speichergeräte des Speichersubsystems 660 basierend auf einem Energieprofil der Speichergeräte bereitzustellen. Bei einer Ausführungsform ist die variable Spannungsversorgung 652 Teil des Speichersubsystems 660. Bei einer Ausführungsform schließt das Speichersubsystem 660 die Ladungspumpe 662 ein. Der Betrieb der Ladungspumpe 662 kann durch den Ausgang der variablen Spannungsversorgung 652 beeinflusst werden. Beispielsweise kann die Ladungspumpe einen Arbeitszyklus eines Schalters basierend auf dem Empfangen einer höheren Eingangsspannung von der adaptiven Spannungsversorgung 652 anpassen.
Die Konnektivität 670 beinhaltet Hardwaregeräte (z. B. drahtlose und/oder verdrahtete Anschlüsse und Kommunikationshardware) und Softwarekomponenten (z. B. Treiber, Protokollstapel), um dem Gerät 600 die Kommunikation mit externen Geräten zu ermöglichen. Das Gerät könnte separate Geräte, wie z. B. andere Rechengeräte, drahtlose Zugangspunkte oder Basisstationen sowie Peripheriegeräte wie Headsets, Drucker oder andere Geräte sein.
Die Konnektivität 670 kann mehrere unterschiedliche Arten der Konnektivität einschließen. Zur Verallgemeinerung ist das Gerät 600 mit der Mobilfunkkonnektivität 672 und der drahtlosen Konnektivität 674 veranschaulicht. Die Mobilfunkkonnektivität 772 verweist generell auf Mobilfunknetzkonnektivität, die durch Mobilfunkanbieter, wie beispielsweise GSM (Global System for Mobile Communications) oder Varianten oder Ableitungen, CDMA (Codemultiplexverfahren) oder Varianten oder Ableitungen, TDM (Zeitmultiplexbetrieb) oder Varianten oder Ableitungen, LTE (Long Term Evolution – auch als „4G” bezeichnet) oder andere Mobilfunkdienststandards bereitgestellt wird. Die drahtlose Konnektivität 674 bezeichnet drahtlose Konnektivität, die kein Mobilfunk ist, und persönliche Netzwerke (wie Bluetooth), lokale Netzwerke (wie WiFi), Weitverkehrsnetzwerke (wie WiMax) und andere drahtlose Kommunikation einschließen kann. Drahtlose Kommunikation verweist auf Datenübertragung durch die Verwendung von modulierter elektromagnetischer Strahlung durch ein nicht festes Medium. Verdrahtete Kommunikation erfolgt durch ein Festkörper-Kommunikationsmedium.
Die peripheren Verbindungen 680 beinhalten Hardwareschnittstellen und Anschlüsse sowie Softwarekomponenten (z. B. Treiber, Protokollstapel) zur Herstellung peripherer Verbindungen. Es ist offensichtlich, dass das Gerät 600 sowohl ein peripheres Gerät („zu” 682) für andere Computergeräte sein kann als auch Peripheriegeräte besitzen kann („von” 684), die mit ihm verbunden sind. Das Gerät 600 besitzt im Allgemeinen einen „Docking”-Verbinder zur Verbindung mit anderen Computergeräten zum Zweck der Verwaltung (z. B. Herunterladen und/oder Hochladen, Ändern, Synchronisieren) von Inhalt auf dem Gerät 600. Zusätzlich kann ein Dockingverbinder dem Gerät 600 ermöglichen, sich mit gewissen Peripheriegeräten zu verbinden, die dem Gerät 600 ermöglichen, beispielsweise die Inhaltsausgabe an audiovisuelle oder andere Systeme zu steuern. Zusätzlich zu einem eigenentwickelten Docking-Verbinder oder anderer eigenentwickelter Verbindungshardware kann das Gerät 600 Peripherieverbindungen 680 über herkömmliche oder auf Standards basierenden Verbindern herstellen. Gewöhnliche Arten können einen USB-Anschluss (der irgendeine von einer Anzahl von unterschiedlichen Hardwareschnittstellen umfassen kann), DisplayPort, MiniDisplayPort (MDP), HDMI-Schnittstelle (HDMI), FireWire oder eine andere Art einschließen.
Bei einem Aspekt schließt ein Speichersubsystem ein Speichergerät, um Daten zu speichern, eine Ladungspumpe und eine adaptive Spannungsversorgung ein. Das Speichergerät empfängt eine Eingangsspannung bei einem ersten Spannungspegel, verwendet aber eine zweite Spannung, die höher ist als die erste Spannung, um Daten zum Speichergerät zu schreiben. Die Ladungspumpe hebt die Eingangsspannung vom ersten Spannungspegel auf den zweiten Spannungspegel an. Die adaptive Spannungsversorgung stellt den ersten Spannungspegel basierend auf einem Energieprofil des Speichergeräts bereit, wobei das Energieprofil einen maximalen Eingangsspannungspegel für das Speichergerät angibt.
Bei einer Ausführungsform ist das Speichergerät ein dynamisches Random Access Memory-(DRAM)-Gerät. Bei einer Ausführungsform senkt die Ladungspumpe einen Arbeitszyklus eines Schalters basierend auf dem ersten Spannungspegel ab.
Bei einer Ausführungsform stellt die adaptive Spannungsversorgung die erste Spannung bei einem Pegel bereit, der höher ist als ein Nennspannungspegel, der durch eine Spezifikation für das Speichergerät angegeben wird. Bei einer Ausführungsform ist die erste Spannung ein Toleranzbetrag, der niedriger ist als der Maximalspannungspegel für das Speichergerät. Bei einer Ausführungsform wird der Toleranzbetrag basierend auf einer Blindkomponente des Energieprofils für das Speichergerät berechnet.
Bei einer Ausführungsform schließt die adaptive Spannungsversorgung einen variablen Spannungsteiler ein. Bei einer Ausführungsform schließt die adaptive Spannungsversorgung weiter einen digital gesteuerten Spannungspegel ein. Bei einer Ausführungsform schließt die adaptive Spannungsversorgung weiter einen Digital-Analog-Wandler ein.
Bei einem Aspekt schließt ein elektronisches Gerät ein Speichersubsystem ein, das ein Speichergerät, um Daten zu speichern, eine Ladungspumpe, eine adaptive Spannungsversorgung und einen mit dem Speichersubsystem gekoppelten Mehrkernprozessor, um auf das Speichersubsystem während der Ausführung des Prozessors zuzugreifen, einschließt. Das Speichergerät empfängt eine Eingangsspannung bei einem ersten Spannungspegel, verwendet aber eine zweite Spannung, die höher ist als die erste Spannung, um Daten zum Speichergerät zu schreiben. Die Ladungspumpe hebt die Eingangsspannung vom ersten Spannungspegel auf den zweiten Spannungspegel an. Die adaptive Spannungsversorgung stellt den ersten Spannungspegel basierend auf einem Energieprofil des Speichergeräts bereit, wobei das Energieprofil einen maximalen Eingangsspannungspegel für das Speichergerät anzeigt.
Bei einem Aspekt schließt ein Verfahren Operationen ein, die das Empfangen einer Eingangsspannung bei einem Spannungsregler, das Bestimmen eines Energieprofils eines mit dem Spannungsregler gekoppelten Speichergeräts, das Anpassen einer Ausgangsspannung des Spannungsreglers basierend auf dem Energieprofil und das Bereitstellen der angepassten Ausgangsspannung an eine Ladungspumpe des Speichergeräts ein, wobei die Ladungspumpe die Ausgangsspannung auf einen erhöhten Spannungspegel anhebt, der verwendet wird, um Daten zum Speichergerät zu schreiben.
Bei einer Ausführungsform kann das Verfahren weiter das Verringern eines Arbeitszyklus eines Schalters der Ladungspumpe basierend auf der angepassten Ausgangsspannung einschließen. Bei einer Ausführungsform kann das Anpassen der Ausgangsspannung das Anpassen der Spannung an einen Pegel einschließen, der höher ist als ein Nennspannungspegel, der durch eine Spezifikation für das Speichergerät angegeben ist, und einen Toleranzbetrag, der niedriger ist als der Maximalspannungspegel für das Speichergerät. Bei einer Ausführungsform schließt das Verfahren das Berechnen des Toleranzbetrags basierend auf einer reaktiven Komponente des Energieprofils für das Speichergerät ein.
Bei einer Ausführungsform schließt das Verfahren das digitale Steuern des Spannungspegels basierend auf einem Wert, der im Energieprofil angegeben ist, ein. Bei einer Ausführungsform schließt das Verfahren das digitale Steuern des Spannungspegels ein, was die Verwendung eines Digital-Analog-Wandlers einschließen kann, um die Ausgangsspannung anzupassen.
Ablaufdiagramme, wie sie hier veranschaulicht sind, stellen Beispiele von Sequenzen von verschiedenen Prozessaktionen bereit. Sofern nicht anderweitig spezifiziert, kann die Reihenfolge der Aktionen modifiziert werden, obwohl sie in einer bestimmten Sequenz oder Ordnung gezeigt sind. Somit sollen die veranschaulichten Ausführungsformen nur als ein Beispiel verstanden werden, und der Prozess kann in einer unterschiedlichen Reihenfolge ausgeführt und einige Aktionen können parallel ausgeführt werden. Darüber hinaus können eine oder mehrere Aktionen bei verschiedenen Ausführungsformen ausgelassen werden; somit sind nicht alle Aktionen bei jeder Ausführungsform erforderlich. Andere Prozessabläufe sind möglich.
In dem Maße, wie verschiedene Operationen oder Funktionen hierin beschrieben sind, können sie als Softwarecode, Anweisungen, Konfiguration und/oder Daten beschrieben oder definiert sein. Der Inhalt kann direkt ausführbar („Objekt”- oder „ausführbare” Form), Quellcode oder Differenzcode („Delta”- oder „Patch”-Code) sein. Der Softwareinhalt der hierin beschriebenen Ausführungsformen kann über ein Herstellungsprodukt bereitgestellt sein, auf dem der Inhalt gespeichert ist, oder über ein Verfahren zum Betreiben einer Kommunikationsschnittstelle, um Daten über die Kommunikationsschnittstelle zu senden. Ein maschinenlesbares Speichermedium kann eine Maschine veranlassen, die beschriebenen Funktionen oder Operationen auszuführen und beinhaltet jeden Mechanismus, der Informationen in einer Form speichert, auf die von einer Maschine zugegriffen werden kann (z. B. Computing-Gerät, Elektroniksystem, etc.), wie beschreibbare/nicht beschreibbare Medien (z. B. Festspeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM), magnetische Plattenspeichermedien, optische Speichermedien, Flash-Memorygeräte etc.). Eine Kommunikationsschnittstelle beinhaltet jeden Mechanismus, der sich mit jedem Medium (festverdrahtet, drahtlos, optisch usw.) verbinden lässt, um mit einem anderen Gerät zu kommunizieren, wie z. B. eine Speicherbusschnittstelle, eine Prozessorbusschnittstelle, eine Internetverbindung, ein Disc-Controller, etc. Die Kommunikationsschnittstelle kann konfiguriert werden, indem Konfigurationsparameter bereitgestellt werden und/oder indem Signale gesendet werden, um die Kommunikationsschnittstelle so vorzubereiten, dass sie Datensignale bereitstellt, die den Softwareinhalt beschreiben. Auf die Kommunikationsschnittstelle kann über einen oder mehr Befehle oder Signale zugegriffen werden, die an die Kommunikationsschnittstelle gesendet werden. Verschiedene hierin beschriebene Komponenten können ein Mittel zum Ausführen der beschriebenen Operationen oder Funktionen sein. Jede hierin beschriebene Komponente beinhaltet Software, Hardware oder eine Kombination davon. Die Komponenten können als Softwaremodule, Hardwaremodule, Spezialhardware (z. B. anwendungsspezifische Hardware, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), digitale Signalprozessoren (DSPs) usw.), eingebettete Controller, festverdrahtete Schaltungen usw. implementiert sein.
Neben dem hier Beschriebenen können verschiedene Modifikationen an den offenbarten erfindungsgemäßen Ausführungsformen und Implementierungen vorgenommen werden, ohne von deren Umfang abzuweichen. Die Veranschaulichungen und Beispiele hierin sollen deshalb in einem veranschaulichenden und nicht einschränkenden Sinn ausgelegt werden. Der Umfang der Erfindung soll lediglich unter Bezugnahme auf die folgenden Ansprüche gemessen werden.

Claims

Speichersubsystem, umfassend: ein Speichergerät, um Daten zu speichern, wobei das Speichergerät eine Eingangsspannung bei einem ersten Spannungspegel empfängt, und wobei das Schreiben von Daten zum Speichergerät einen zweiten Spannungspegel verwendet, der höher ist als der erste Spannungspegel; eine Ladungspumpe, um die Eingangsspannung vom ersten Spannungspegel auf den zweiten Spannungspegel anzuheben; und eine adaptive Spannungsversorgung, um den ersten Spannungspegel basierend auf einem Energieprofil des Speichergeräts bereitzustellen, wobei das Energieprofil einen maximalen Eingangsspannungspegel für das Speichergerät angibt.
Speichersubsystem nach Anspruch 1, wobei das Speichergerät ein dynamischer Random Access Memory-(DRAM)-Gerät umfasst.
Speichersubsystem nach Anspruch 1, wobei die Ladungspumpe einen Arbeitszyklus eines Schalters basierend auf dem ersten Spannungspegel absenkt.
Speichersubsystem nach Anspruch 1, wobei die adaptive Spannungsversorgung die erste Spannung bei einem Pegel bereitstellt, der höher ist als ein Nennspannungspegel, der durch eine Spezifikation für das Speichergerät angegeben ist.
Speichersubsystem nach Anspruch 4, wobei die erste Spannung bei dem Pegel, der höher ist als der Nennspannungspegel, einen Spannungspegel umfasst, der ein Toleranzbetrag ist, der niedriger ist als der Maximalspannungspegel für das Speichergerät.
Speichersubsystem nach Anspruch 5, wobei der Toleranzbetrag einen Toleranzbetrag umfasst, der basierend auf einer Blindkomponente des Energieprofils für das Speichergerät berechnet ist.
Speichersubsystem nach Anspruch 1, wobei die adaptive Spannungsversorgung weiter einen variablen Spannungsteiler umfasst.
Speichersubsystem nach Anspruch 7, wobei die adaptive Spannungsversorgung weiter einen digital gesteuerten Spannungspegel umfasst.
Speichersubsystem nach Anspruch 8, wobei die adaptive Spannungsversorgung weiter einen Digital-Analog-Wandler umfasst.
Elektronisches Gerät, umfassend: ein Speichersubsystem, das aufweist ein Speichergerät, um Daten zu speichern, wobei das Speichergerät eine Eingangsspannung bei einem ersten Spannungspegel empfängt, und wobei das Schreiben von Daten zum Speichergerät einen zweiten Spannungspegel verwendet, der höher ist als der erste Spannungspegel; eine Ladungspumpe, um die Eingangsspannung vom ersten Spannungspegel auf den zweiten Spannungspegel anzuheben; und eine adaptive Spannungsversorgung, um den ersten Spannungspegel basierend auf einem Energieprofil des Speichergeräts bereitzustellen, wobei das Energieprofil einen maximalen Eingangsspannungspegel für das Speichergerät angibt; und ein mit dem Speichersubsystem gekoppelter Mehrkernprozessor, um auf das Speichersubsystem während der Ausführung des Prozessors zuzugreifen.
Gerät nach Anspruch 10, wobei das Speichergerät ein dynamischer Random Access Memory-(DRAM)-Gerät umfasst.
Gerät nach Anspruch 10, wobei die Ladungspumpe einen Arbeitszyklus eines Schalters basierend auf dem ersten Spannungspegel absenkt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die adaptive Spannungsversorgung die erste Spannung bei einem Pegel bereitstellt, der höher ist als ein Nennspannungspegel, der durch eine Spezifikation für das Speichergerät angegeben wird, wobei der höhere Pegel ein Spannungspegel ist, der ein Toleranzbetrag ist, der niedriger ist als die maximale Eingangsspannung für das Speichergerät.
Gerät nach Anspruch 13, wobei der Toleranzbetrag einen Toleranzbetrag umfasst, der basierend auf einer reaktiven Komponente des Energieprofils für das Speichergerät berechnet ist.
Gerät nach Anspruch 10, wobei die adaptive Spannungsversorgung weiter einen digital gesteuerten variablen Spannungsteiler umfasst.
Verfahren, umfassend: das Empfangen einer Eingangsspannung bei einem Spannungsregler; das Bestimmen eines Energieprofils eines mit dem Spannungsregler gekoppelten Speichergeräts; das Anpassen einer Ausgangsspannung des Spannungsreglers basierend auf dem Energieprofil; und das Bereitstellen der angepassten Ausgangsspannung an eine Ladungspumpe des Speichergeräts, wobei die Ladungspumpe die Ausgangsspannung auf einen erhöhten Spannungspegel anhebt, der verwendet wird, um Daten zum Speichergerät zu schreiben.
Verfahren nach Anspruch 16, weiter umfassend das Verringern eines Arbeitszyklus eines Schalters der Ladungspumpe basierend auf der angepassten Ausgangsspannung.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Anpassen der Ausgangsspannung das Anpassen der Ausgangsspannung an einen Pegel umfasst, der höher ist als ein Nennspannungspegel, der durch eine Spezifikation für das Speichergerät angegeben ist, und einen Toleranzbetrag, der niedriger ist als der Maximalspannungspegel für das Speichergerät.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Anpassen der Ausgangsspannung weiter das Berechnen des Toleranzbetrags basierend auf einer reaktiven Komponente des Energieprofils für das Speichergerät umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Anpassen des Ausgangsspannungspegels weiter das digitale Steuern des Spannungspegels umfasst.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das digitale Steuern des Spannungspegels weiter das Generieren eines digitalen Signals umfasst, um einen Digital-Analog-Wandler zu steuern, um die Ausgangsspannung anzupassen.