JP2008090760A - Method and device for supplying power to processor of multiprocessor system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般に、複数のマイクロプロセッサを有するコンピュータシステムに関する。さらに詳細には、本発明は、マルチプロセッサシステムのプロセッサに電源を供給する方法および装置に関する。 The present invention generally relates to computer systems having a plurality of microprocessors. More particularly, the present invention relates to a method and apparatus for supplying power to a processor in a multiprocessor system.
我々の社会は、我々の日々の活動の多くでコンピュータシステムに負うところが大きい。プロセッサを使用するコンピュータシステムは、我々の家庭で、我々の事務所で、我々の生産設備で、我々の自動車で、ならびに宇宙のスペースシャトル内および静止衛星内でさえ、機器を制御する。デスクトップおよびラップトップコンピュータ、メインフレームコンピュータシステムのような機器の中に、ならびに携帯電話およびパームヘルドコンピュータのような携帯機器の中に、コンピュータおよびプロセッサを見出すことができる。 Our society rests heavily on computer systems for many of our daily activities. Computer systems that use processors control equipment in our homes, in our offices, in our production facilities, in our automobiles, and even in space shuttles and geostationary satellites. Computers and processors can be found in devices such as desktop and laptop computers, mainframe computer systems, and in portable devices such as mobile phones and palm-held computers.
これらの既存の用途に加えて、人々は絶えずコンピュータシステムの新規の用途を見つけている。用途の多くは、プロセッサ性能の改善を要求し、現代のコンピュータシステムに負担を課している。コンピュータ設計者が絶えず改善しようと努力しているプロセッサ性能の改善例としては、プロセッサ速度の向上、およびデータ処理能力の高速化などがある。改善されたプロセッサ性能を要求する用途の例は、画像および音声認識、気候または気象のモデル化、流体乱流のモデル化、ヒトゲノムマッピング、オイルリザーバのモデル化、および海洋循環のモデル化である。これらの用途すべては、多数の数学的計算のために膨大な量の計算能力を必要とする。 In addition to these existing uses, people are constantly finding new uses for computer systems. Many applications demand improved processor performance and place a burden on modern computer systems. Examples of processor performance improvements that computer designers are constantly striving to improve include increased processor speed and faster data processing capabilities. Examples of applications that require improved processor performance are image and speech recognition, climate or weather modeling, fluid turbulence modeling, human genome mapping, oil reservoir modeling, and ocean circulation modeling. All of these applications require a huge amount of computational power for a large number of mathematical calculations.
これらの用途の要求を満たすために、コンピュータシステム設計者は、プロセッサ、主としてマイクロプロセッサのアーキテクチャを大幅に変更した。例えば、1980年代および1990年代前半のコンピュータシステムは、一般に直線方式または順次方式でデータを扱う単一の中央演算処理装置を有していた。残念ながらこのような順次アーキテクチャは、マイクロプロセッサの物理的限界のために、限定された計算能力を提供するのみである。したがって、一般的に今日のコンピュータは並列アーキテクチャのような様々なプロセッサアーキテクチャで同時に計算する複数のプロセッサを使用する。 To meet these application requirements, computer system designers have significantly changed the architecture of processors, primarily microprocessors. For example, computer systems of the 1980s and early 1990s generally had a single central processing unit that handled data in a linear or sequential manner. Unfortunately, such sequential architectures only provide limited computational power due to the physical limitations of the microprocessor. Thus, today's computers typically use multiple processors that compute simultaneously on various processor architectures, such as a parallel architecture.
上述したように、今日の多数のコンピュータシステムは複数のプロセッサを含む。また、コンピュータのプロセッサ数の増加と共に、これらのマルチプロセッサシステムを作成する設計者は、これらのコンピュータシステムからさらなる計算処理能力を引き出すため様々な技術および設計方法を使用する傾向がある。このような技術および設計方法としては、パイプライン処理、ベクトル処理、およびスーパースケーラアーキテクチャの使用などがある。これらの技術および設計方法を使用するコンピュータシステムは、一般にチップ上のトランジスタおよび抵抗器の個数が18カ月毎に倍増するとするムーアの法則に従っている。今日では、何百万個ものトランジスタを含む、あるいは何十億個ものトランジスタを含む最新式コンピュータシステムチップでさえ、珍しいことではない。 As mentioned above, many computer systems today include multiple processors. Also, as the number of processors in a computer increases, designers creating these multiprocessor systems tend to use various techniques and design methods to derive additional computing power from these computer systems. Such techniques and design methods include pipeline processing, vector processing, and the use of superscaler architectures. Computer systems using these techniques and design methods generally follow Moore's law, where the number of transistors and resistors on a chip doubles every 18 months. Today, even state-of-the-art computer system chips containing millions of transistors or billions of transistors are not uncommon.
残念ながら、コンピュータシステムおよびコンピュータチップが使用するトランジスタおよび他の集積回路要素が多いほど、要素のより少ないシステムおよび装置よりも頻繁に故障する傾向がある。こういった増加する故障率に対処するため、計算機メーカーはこれらのシステムの連続稼働時間(アップタイム)および信頼性を向上させる傾向がある様々な設計技術を使用する。例えば、複数のプロセッサを有するコンピュータシステムで現在使用されている連続稼働時間を向上させる1つの技術は、内部故障を有するプロセッサを無効にすることを含む。プロセッサが内部故障を有することを検知すると、プロセッサはリセット状態に保持される。故障したプロセッサをリセット状態に保持することは、故障したプロセッサの出力を実効的にトライステート(tri-state)して、コモンバスに取り付けられた他のプロセッサが作動し続けることを可能とする。 Unfortunately, the more transistors and other integrated circuit elements used by computer systems and computer chips, the more likely they will fail than systems and devices with fewer elements. To address these increasing failure rates, computer manufacturers use a variety of design techniques that tend to improve the continuous uptime and reliability of these systems. For example, one technique for improving continuous uptime currently used in computer systems with multiple processors includes disabling processors with internal failures. When detecting that the processor has an internal fault, the processor is held in a reset state. Holding the failed processor in a reset state effectively tri-states the output of the failed processor, allowing other processors attached to the common bus to continue to operate.
しかしながら、複数のプロセッサを有するコンピュータシステムが、この技術を用いて作動することを可能とする試みには重大な問題がある。プロセッサはプロセッサ自体の中の問題のために故障する場合があり、または、プロセッサは、プロセッサに電源を提供する電圧調節器にかかわる問題のために故障しうる。問題がプロセッサ内部にある場合、上述したリセット状態でプロセッサを保持する技術は、そのプロセッサを無効にして、マルチプロセッサシステムが作動し続けることを可能とすることができる。しかしながら、プロセッサが、プロセッサに電源を供給する電圧調節器にかかわる問題のために故障すると、リセット状態でプロセッサを保持する単純な試みでは、プロセッサ無しでシステムが作動し続けることを可能とすることができない。 However, there are significant problems with attempts to allow computer systems with multiple processors to operate using this technology. The processor may fail due to problems within the processor itself, or the processor may fail due to problems with the voltage regulator that provides power to the processor. If the problem is internal to the processor, the technique of holding the processor in the reset state described above can disable the processor and allow the multiprocessor system to continue to operate. However, if the processor fails due to problems with the voltage regulator that powers the processor, a simple attempt to keep the processor in reset can allow the system to continue to operate without the processor. Can not.
プロセッサの入力および出力を正確にトライステートするために、プロセッサは電源を必要とするため、問題がプロセッサに電源を供給する電圧調節器と関連する場合、リセット状態でプロセッサを保持する技術はうまく作動できない。他のプロセッサが、同じデータ、制御、およびアドレスバスに接続されているという事実のために、故障したプロセッサの入力および出力は、トライステートされる必要がある。正常にトライステートを行わなければ、故障したプロセッサの入力および出力により、バスの信号ラインを不良状態となり、他のプロセッサが正常に機能することを妨げるであろう。 Because the processor requires power to accurately tri-state the processor inputs and outputs, the technique of holding the processor in reset works well when the problem is related to a voltage regulator that powers the processor Can not. Due to the fact that other processors are connected to the same data, control, and address bus, the inputs and outputs of the failed processor need to be tri-stated. If not properly tri-stated, the input and output of the failed processor will cause the bus signal line to fail and prevent other processors from functioning properly.
多くのマルチプロセッサシステムのアーキテクチャは、正常動作時に、他のプロセッサ用のコア電圧から独立している各プロセッサ用のコア電圧を必要とする。その結果、問題のプロセッサ用の電圧供給または電圧調節器が故障すると、電圧不足のために、プロセッサを正常にトライステートすることができない。多くの場合、コア電源層(plane)は他の電源層から隔離されており、コア電圧の他の電源は利用できない。最終的に、複数のプロセッサを有するコンピュータの中の単一の電圧調節器の故障が、コンピュータが動作することを妨げることになるであろう。したがって、電圧調節器のうちの1つが故障しても、複数のプロセッサコンピュータが作動することを可能とする方法および装置に対する必要性がある。 Many multiprocessor system architectures require a core voltage for each processor that is independent of core voltages for other processors during normal operation. As a result, if the voltage supply or voltage regulator for the processor in question fails, the processor cannot be properly tri-stated due to a voltage shortage. In many cases, the core power supply plane is isolated from other power supply layers, and other power supplies of the core voltage are not available. Eventually, the failure of a single voltage regulator in a computer with multiple processors will prevent the computer from operating. Accordingly, there is a need for a method and apparatus that allows multiple processor computers to operate even if one of the voltage regulators fails.
上で特定された問題は、主に、電圧調節器のような電圧源に欠陥がある場合、プロセッサに電圧を提供するための方法および装置により対処される。1つの実施形態は、複数のプロセッサを有するコンピュータシステムのプロセッサに電源を供給する方法を含む。一般に、この方法は、プロセッサに結合された第1の電圧電位に関連するパラメータをモニタすることを含む。モニタされたパラメータまたは状態が、第1の電圧が不良であるか、または障害があることを示す場合、この方法は、プロセッサから電圧を分離し、プロセッサを無効にするか、またはリセットして、プロセッサに第2の電圧電位を結合する。また、この方法は、プロセッサが無効にされた状態で、コンピュータシステムが作動し続けることを可能としうる。様々な実施形態では、第1の電圧電位の分離、プロセッサの無効、および第2の電圧電位の結合は、スイッチ、トランジスタ、およびリレー接点のような装置を使用することにより達成されうる。 The problems identified above are primarily addressed by methods and apparatus for providing voltage to a processor when a voltage source, such as a voltage regulator, is defective. One embodiment includes a method of providing power to a processor of a computer system having a plurality of processors. In general, the method includes monitoring a parameter associated with a first voltage potential coupled to the processor. If the monitored parameter or condition indicates that the first voltage is bad or faulty, the method isolates the voltage from the processor and disables or resets the processor, A second voltage potential is coupled to the processor. This method may also allow the computer system to continue to operate with the processor disabled. In various embodiments, first voltage potential isolation, processor disablement, and second voltage potential coupling may be achieved by using devices such as switches, transistors, and relay contacts.
他の実施形態は、複数のプロセッサを有するコンピュータシステムのプロセッサに電圧を供給する装置を含む。この装置は、第1の電圧調節器に関連するエラーを検出するエラー検出回路、エラーに呼応して第1の電圧調節器を無効にする無効化回路、プロセッサ分離回路、およびプロセッサに第2の電圧調節器から電圧を供給する電圧スイッチング回路を含むことができる。この装置のすべての要素は、サービスプロセッサと呼ばれる単一の装置の中に存在しうる。この装置は、電圧調節器を分離し、プロセッサを分離して、かつ第2の電圧調節器にプロセッサを切り替えるために、トランジスタ、スイッチ、およびリレー接点を利用できる。 Another embodiment includes an apparatus for supplying a voltage to a processor of a computer system having a plurality of processors. The apparatus includes an error detection circuit for detecting an error associated with the first voltage regulator, a disabling circuit for disabling the first voltage regulator in response to the error, a processor isolation circuit, and a second to the processor. A voltage switching circuit for supplying a voltage from the voltage regulator may be included. All elements of this device may reside in a single device called a service processor. The device can utilize transistors, switches, and relay contacts to isolate the voltage regulator, isolate the processor, and switch the processor to a second voltage regulator.
さらなる実施形態は、2つ以上のプロセッサを含むマルチプロセッサ・コンピュータシステム、プロセッサに電圧を供給する2つ以上の電圧調整装置、電圧調整モジュールにかかわる問題を検知する電圧エラー検出モジュール、問題のある電圧調整モジュールを分離する電圧分離モジュール、および問題のある電圧調整モジュールに影響を受けている任意のプロセッサに、残りの電圧調整モジュールのうちの少なくとも1つを結合する電圧スイッチングモジュールを含む。また、他の実施形態では、コンピュータシステムは、問題のある電圧調整モジュールに影響を受けているプロセッサのうちの1つ以上を無効にするプロセッサ無効化モジュールを含むことができる。 Further embodiments include a multi-processor computer system that includes two or more processors, two or more voltage regulators that supply voltages to the processors, a voltage error detection module that detects problems with the voltage regulator module, and a problematic voltage. A voltage isolation module that isolates the regulation module and a voltage switching module that couples at least one of the remaining voltage regulation modules to any processor affected by the problematic voltage regulation module. In other embodiments, the computer system may also include a processor disable module that disables one or more of the processors affected by the problematic voltage regulation module.
本発明の他の目的および利点は、添付図面を参照するとともに以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。添付図面において、同様の参照番号は同様の要素を示しうる。 Other objects and advantages of the present invention will become apparent upon reading the following detailed description and upon reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, like reference numbers may indicate like elements.
下記は、添付図面に示された本発明の実施形態例の詳細な説明である。実施形態例は、本発明を明確に知らせるために、このように詳細に示される。しかしながら、提供された詳細全体は、実施形態の予想される変形を制限するものではなく、反対に、添付クレームで定義されるとおり本発明の要旨および範囲内にあるすべての変更、均等物、および代替物を含むことを意図するものである。下記の詳細な説明は、このような実施形態が当業者にとって明白になるように意図されている。 The following is a detailed description of example embodiments of the invention illustrated in the accompanying drawings. The example embodiments are thus shown in detail to clearly inform the invention. However, the overall details provided are not intended to limit the anticipated variations of the embodiments, but on the contrary, all modifications, equivalents, and so on that are within the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It is intended to include alternatives. The detailed description below is intended to make such embodiments obvious to those skilled in the art.
概括して言えば、マルチプロセッサ・コンピュータシステムのプロセッサに電源を供給する方法、装置、およびシステムが開示される。電圧エラーを検出した後に、プロセッサ間の電源を切り替える新技法について論ずる。実施形態は、複数の電圧源により電力を供給されている複数のプロセッサを有するコンピュータシステムをモニタして、電圧エラーが検出されると、プロセッサ間の電源を切り換える方法を含む。これらの実施形態では、装置ソフトウェアまたはハードウェアもしくはその両方が、1つ以上のプロセッサに対する電圧が許容範囲をはずれていることを検出でき、これに呼応して他の電源からの電圧を切り替え、かつ影響を受けたプロセッサを分離することができる。 In general, a method, apparatus, and system for providing power to a processor of a multiprocessor computer system is disclosed. Discusses a new technique for switching power between processors after detecting a voltage error. Embodiments include a method of monitoring a computer system having a plurality of processors that are powered by a plurality of voltage sources and switching power between the processors when a voltage error is detected. In these embodiments, the device software and / or hardware can detect that the voltage for one or more processors is out of tolerance, and in response switch the voltage from the other power source, and Affected processors can be isolated.
いくつかの実施形態では、電圧は、独立した2つの電圧調節器を使用する2つのプロセッサ間で切り換えられる。他の実施形態では、電圧は、3、4、8、またはそれ以上といった任意の個数のプロセッサ間で切り換えられうる。同様に、プロセッサに対する電圧は、多数の異なる電源から得られうる。多数の実施形態では、電圧は、電界効果トランジスタのような半導体素子を用いて切り替えられうる。他の実施形態では、プロセッサに対する電圧は、リレー、または他のスイッチング装置を用いて切り替えられうる。 In some embodiments, the voltage is switched between two processors that use two independent voltage regulators. In other embodiments, the voltage can be switched between any number of processors, such as 3, 4, 8, or more. Similarly, the voltage for the processor can be derived from a number of different power sources. In many embodiments, the voltage can be switched using a semiconductor device, such as a field effect transistor. In other embodiments, the voltage to the processor can be switched using a relay or other switching device.
種々の電圧問題の検知および応答の方法は、種々の実施形態において異なる。いくつかの実施形態では、電圧制御ユニットは、単に、電圧調節器からの電圧の消失を検出できる。他の実施形態では、電圧制御ユニットは、電圧が所定のしきい値に達しないといったより微妙な電圧エラー状態をモニタできる。さらなる実施形態では、サービスプロセッサは、電圧調節器からの、または調節器により電力を供給されているプロセッサからの、単一の状態ビットをモニタすることにより、電圧エラーをモニタできる。様々なエラーに対する呼応については、いくつかの実施形態の電圧制御ユニットは、電圧エラーにより影響を受けているプロセッサに、影響を受けていない電圧源から供給して、かつプロセッサをリセット状態に保持することにより、呼応しうる。他の実施形態では、電圧制御ユニットは異なる方法で呼応でき、例えば、プロセッサに対する状態入力を、プロセッサがその入力および出力を浮動させうる高レベルに保持するように呼応しうる。 The method of detecting and responding to various voltage problems is different in various embodiments. In some embodiments, the voltage control unit can simply detect the loss of voltage from the voltage regulator. In other embodiments, the voltage control unit can monitor more subtle voltage error conditions such that the voltage does not reach a predetermined threshold. In a further embodiment, the service processor can monitor the voltage error by monitoring a single status bit from the voltage regulator or from a processor powered by the regulator. In response to various errors, the voltage control unit of some embodiments provides a processor affected by the voltage error to a voltage source that is not affected and keeps the processor in a reset state. Can respond. In other embodiments, the voltage control unit can be responsive in different ways, for example, to keep the status input to the processor at a high level that allows the processor to float its inputs and outputs.
以下の詳細な論議の一部では、複数のマイクロプロセッサを有するコンピュータシステムのマイクロプロセッサに電源を供給する新技法を含む多数の実施形態について説明するが、当業者は、以下の発明が、様々なプロセッサベースのコンピュータシステムにおける、例えば、複数ボードコンピュータに実装されたプロセッサ、およびメインフレームシステムに実装されたプロセッサにおいてさえ、多数の異なった種類のプロセッサを用いて実施されうることを認識するであろう。実施形態は、データバスまたはメモリアクセスバスのような単一のバスに結合されたプロセッサを有するように説明されているが、様々な実施形態では、同時に、複数バスに結合されうる。さらに、実施形態では、トランジスタおよびリレーを用いてプロセッサ間の電圧の切り替えを行うことについて説明するが、当業者は、本明細書に開示された技術が、スイッチング装置のほとんど無限の変形を利用できることを認識するであろう。本発明を実施するすべての構成および方法は、同様の制約条件に基づいて実質的に同等な機能を実行するために使用されるとき、他の実施形態に対して交換可能である。 In some of the detailed discussion below, a number of embodiments will be described, including new techniques for supplying power to a microprocessor in a computer system having a plurality of microprocessors. It will be appreciated that in a processor-based computer system, for example, a processor implemented in a multi-board computer, and even a processor implemented in a mainframe system can be implemented using many different types of processors. . Although embodiments have been described as having a processor coupled to a single bus, such as a data bus or a memory access bus, various embodiments can be coupled to multiple buses simultaneously. Further, although the embodiments describe switching voltages between processors using transistors and relays, those skilled in the art will appreciate that the techniques disclosed herein can utilize almost infinite variations of switching devices. Will recognize. All configurations and methods embodying the invention are interchangeable with other embodiments when used to perform substantially equivalent functions based on similar constraints.
ここで、2つのプロセッサ、2つの電圧調節器モジュール、および2つの調節器モジュールの間を切り替える装置を有するマルチプロセッサ・コンピュータシステム100を示す図1を参照する。さらに具体的に述べると、図1に示されたコンピュータシステム100は、第1のマイクロプロセッサ118、および単一のバスセグメント128を介してバスコントローラ154に並列に結合された第2のマイクロプロセッサ120を有する。様々な実施形態では、バスセグメント128は、プロセッサ118および120を様々な幅のバスに結合できる。例えば、いくつかのシステムでは、バスセグメント128は、8ビットバスセグメントを含むことができる。他の実施形態では、バスセグメント128は、16、32、またはさらに大きいビット数のバスを含むことができる。
Reference is now made to FIG. 1 showing a
バスコントローラ154に結合されているのは、AGP(acceleratedgraphics port)バス158、PCI(peripheral component interconnect)バス150、およびランダムアクセスメモリ(RAM)124のバンクである。この実施形態では、マイクロプロセッサ118およびマイクロプロセッサ120は、RAM124のバンクを共同利用し、共用メモリコンピュータシステムを含むが、他の実施形態では、他の方法で配置されたマイクロプロセッサを有することができる。例えば、メモリの1つのバンクを共同利用するマイクロプロセッサ118およびマイクロプロセッサ120の代わりに、他の実施形態では、分散メモリコンピュータシステムの場合のように、個別の専用メモリバンクを有するマイクロプロセッサ118および120を配置できる。
Coupled to the
マイクロプロセッサ118および120は連絡し合って作動でき、AGPバス158およびAGPビデオカード160を用いて、ブラウン管モニタによりコンピュータシステム100のユーザに情報を表示することができる。他の実施形態では、表示装置は、液晶ディスプレイ画面または薄膜トランジスタフラットパネルモニタでもよい。さらに、様々な実施形態では、レガシー業界標準アーキテクチャ(ISA)カードのような、AGPビデオカード160とは異なる他の種類のディスプレイアダプタを用いてユーザに情報を表示できる。さらなる実施形態では、ディスプレイを全く有しない計算機器に、マイクロプロセッサ118および120を埋め込むことができる。
コンピュータシステム100は、BIOSモジュール190に格納された基本的入出力システム(BIOS)プログラムを有することができる。コンピュータシステム100の電源投入後に、マイクロプロセッサ118および120に、システムハードウェアについての多数の所定のテストを実行させる、パワーオン・セルフテスト(Power On Self Test)コードまたはプログラムが、BIOSモジュール190に含まれうる。例えば、POSTプログラムは、コンピュータシステムを検査できるとともに、キーボードおよびマウスのような入出力装置用の様々なポートおよびUSBポートを点検できる。
図1に示されているように、コンピュータシステム100は、キャッシュメモリ116に結合されたマイクロプロセッサ118を有することができる。同様に、コンピュータシステム100は、キャッシュメモリ122に結合されたマイクロプロセッサ120を有することができる。このようなキャッシュメモリ装置は、様々な実施形態において個々のプロセッサの動作性能の向上を促進しうる。しかしながら、いくつかの実施形態では、マイクロプロセッサ118および120と同様の1つ以上のプロセッサは、個々のマイクロプロセッサに結合された複数のキャッシュメモリ装置を有してもよく、複数のマイクロプロセッサに結合されたキャッシュメモリ装置を有してもよく、およびキャッシュメモリ装置を備えていない1つ以上のマイクロプロセッサを有することさえ可能である。
As shown in FIG. 1, the
また、図1に示されているように、コンピュータシステム100は、スイッチングモジュール114を介して、マイクロプロセッサ118に電源を提供する電圧調整モジュール(VRM:Voltage Regulation Module)108、およびマイクロプロセッサ120に電源を供給する別のVRM112を有することができる。正常動作時に、スイッチングモジュール114は、VRM108およびVRM112からの電圧を分離でき、VRM108がマイクロプロセッサ118に電圧を供給して、他方でVRM112がマイクロプロセッサ120に電圧を供給するようにできる。VRM108またはVRM112が故障すると、電圧調節器制御ユニット102は、状態入力ライン104および106のそれぞれから、このような故障を検出できて、出力スイッチング制御ライン110を介して、スイッチングモジュール114を作動させることができる。スイッチングモジュール114を作動させることにより、正常時にはその故障しているVRMから供給されているプロセッサに、故障していないVRMからの電圧を結合できる。このようにバックアップ電圧を結合することにより、影響を受けているプロセッサが、迂回モードに置かれることを可能とすることができ、影響を受けているプロセッサが正常動作を停止して、かつバスコントローラ154に結合された他のプロセッサおよび装置が、正常に動作することを可能とするようになされる。
As shown in FIG. 1, the
例えば、マイクロプロセッサ118がVRM108から電圧を受電している状態で、コンピュータシステム100が正常モードで作動していると想定してみよう。同様に、マイクロプロセッサ120がVRM112から電圧を受電している。2つの状態入力ライン104および106それぞれの状態をモニタすることにより、VRM制御ユニット102は、VRM108およびVRM112が正常に作動していることを検出できる。VRM108およびVRM112が正常に作動していることを検知すると、VRM制御ユニット102は、スイッチングモジュール114にVRM108およびVRM112の出力を分離させることができて、各VRM出力が、他の出力から分離されるようになされる。この正常な動作モードでは、スイッチングモジュール114は、VRM108からの電圧をマイクロプロセッサ118のみに結合でき、かつVRM112からの電圧をマイクロプロセッサ120のみに結合できる。しかしながら、VRM108が故障して、出力電圧の供給を停止すると想定してみよう。VRM108により供給される動作電圧の欠如にともない、マイクロプロセッサ118は、動作を停止する。残念ながら、マイクロプロセッサ118に印加される動作電圧の完全な欠如にともない、バスセグメント128の出力信号ラインは、低レベルに保持され、バスコントローラ154を有するマイクロプロセッサ120の正常な動作を妨げうる。この問題を改善するために、マイクロプロセッサ118は、迂回モードに置かれることができ、十分な電圧がマイクロプロセッサ118に印加されるようになされうる。このような電圧は、まだ正常に作動しているVRM112のような他のVRMモジュールから提供されうる。
For example, assume that the
VRM制御ユニット102は、状態入力ライン104における現在の電圧の欠如を検知することにより、VRM108が故障したことを検出できる。したがって、VRM制御ユニット102は、スイッチング制御ライン110を作動状態にして、スイッチングモジュール114を介してVRM112の出力をマイクロプロセッサ118に結合することができる。十分な電圧がVRM112からマイクロプロセッサ118に供給されることにより、マイクロプロセッサ118は、リセットされて、かつ迂回状態に保持されることができ、その結果、マイクロプロセッサ120は、バスコントローラ154と正常に相互作用できる。逆の状況も起こりうることは明らかである。すなわち、VRM112が故障して、マイクロプロセッサ120に影響を与えうる。そのとき、VRM制御ユニット102がスイッチングモジュール114を作動させて、VRM108からの電圧をマイクロプロセッサ120に結合でき、その結果、マイクロプロセッサ120が迂回されて、かつマイクロプロセッサ118が作動し続けることを可能とすることができる。
The
電圧および電源が、マルチプロセッサシステムのプロセッサにどのように供給されうるのかについてより良く説明するために、ここで我々は、様々な実施形態において、どのように電圧エラーを検出でき、どのように電圧エラーを分離でき、どのようにシステムのプロセッサを無効にできるのかについてのより詳細な議論を続ける。図2は、2つのコア電圧、すなわちコア電圧230およびコア電圧260を制御する装置200を示す。いくつかの実施形態では、装置200は、完全に半導体基板の中に実装されて、かつ単一の集積回路を含むことができる。他の実施形態では、装置200の1つ以上の構成要素は、1つ以上のプリント基板上の電気トレースのような、金属線または他の導電性材料で結合された個別の電子装置として存在できる。
To better explain how voltage and power can be supplied to a processor in a multiprocessor system, here we can see how voltage errors and how voltage can be detected in various embodiments. A more detailed discussion of how errors can be isolated and how the processor of the system can be disabled continues. FIG. 2 shows an
図2に示されているように、コア電圧230は、マイクロプロセッサ240に動作電圧および電流を提供できる。同様に、コア電圧260は、マイクロプロセッサ270に動作電圧および電流を提供できる。正常動作時に、VRM220はコア電圧230を出力または供給でき、他方でVRM250はコア電圧260を供給できる。マイクロプロセッサ240および270は、共用メモリアーキテクチャのような、様々な異なったコンピュータアーキテクチャで構成されたマルチプロセッサ・コンピュータシステムの2つのプロセッサでありうる。さらに、マイクロプロセッサ240および270は、パイプライニング、タイムシェアリング、マルチスレッディング、インタリービング、およびオーバーラッピングのようなデータ処理の様々な技術を利用できる。
As shown in FIG. 2, the
電圧およびマイクロプロセッサ制御ユニット210は、マイクロプロセッサ240、マイクロプロセッサ270、およびVRM220およびVRM250により供給された電圧に関連する多数のパラメータをモニタできる。例えば、制御ユニット210は、VRM220およびVRM250により供給された電圧をモニタすることができ、両方の電圧が正常電圧範囲内にあることを確認する。いくつかの実施形態では、制御ユニット210は、何らかの最小動作しきい値を下回っていないことを確認するために、このような電圧をモニタすることができる。他の実施形態では、制御ユニット210は、単に、VRM220およびVRM250内の内部診断回路により生成された状態ビットをモニタすることができる。換言すれば、各VRMは、それ自身の診断回路を有することができ、電圧レベル、電圧低下、電圧低下持続時間、電圧雑音、リップル、および他の電圧品質の尺度のような電圧パラメータをモニタする。このような電圧パラメータのモニタは、実施形態に応じて、VRMまたは制御ユニット210で実行されうる。
The voltage and
VRM220またはVRM250に関連した電圧エラーを検出すると、制御ユニット210は、実施形態に応じて、様々な異なった方法で呼応しうる。いくつかの実施形態では、制御ユニット210は、最初に、障害のあるまたは異常のあるVRMにより影響を受けたプロセッサを無効にして、障害のあるVRMを無効にして、作動中のVRMからの電圧を、マイクロプロセッサ240およびマイクロプロセッサ270の両方に結合して、正常時にはその障害のあるVRMに結合されているプロセッサを、見えない状態に保持することができる。このようにプロセッサを見えない状態に保持することにより、コンピュータシステムのうちの1つ以上の残りのプロセッサが、作動し続けることを可能としうる。いくつかの実施形態では、個別のVRMモジュールの各々は、マイクロプロセッサ240およびマイクロプロセッサ270の両方に供給するための十分な電流発生能力を有することができ、影響を受けたマイクロプロセッサが、簡単に制御ユニット210によりリセットされることを可能とし、また、影響を受けたマイクロプロセッサが作動し続けることを可能とする。
Upon detecting a voltage error associated with
他の実施形態では、制御ユニット210は、異なった方法で電圧エラーを検出して、かつ呼応しうる。例えば、制御ユニット210は、マイクロプロセッサ240および270からの状態ビットをモニタでき、どちらかのビットの消失は、異常な電圧がプロセッサに供給されていることに相当するであろう。換言すれば、マイクロプロセッサは電圧モニタを実行できる。どちらかの状態ビットが消失すると、制御ユニット210は、障害のあるVRMを無効にして、影響を受けたプロセッサに他のVRMを結合して、かつ影響を受けたプロセッサをリセット状態に保持することにより呼応でき、同一の入出力ラインに接続された他の任意のシステムプロセッサまたは装置が、機能し続けることができるようにするために、影響を受けたプロセッサの入出力ラインを実効的にトライステートする。さらなる実施形態では、制御ユニット210は、直接、コア電圧230および260をモニタすることができて、制御ユニット210で電圧エラーを検出する。
In other embodiments, the
マルチプロセッサ・コンピュータシステムのプロセッサにどのように電源を再分配できるのかについて、より明白な例を提供するために、図3に移動する。図3は、2つのマイクロプロセッサ375および380に電源を供給する、2つの電圧調節器モジュールVRM350およびVRM365からの電圧を制御するサービスプロセッサ315を有するコンピュータシステム300を示す。マイクロプロセッサ375が、RAM385専用であり、マイクロプロセッサ380が、RAM390専用であってもよい。マイクロプロセッサ375および380は、単一のシステムバス395に結合されることができ、分散メモリマルチプロセッサ・コンピュータシステム300でありうるものを形成する。
To provide a clearer example of how power can be redistributed to the processors of a multiprocessor computer system, go to FIG. FIG. 3 shows a
正常動作時に、VRM350は、マイクロプロセッサ375に安定化されかつフィルタリングされたコア電圧355を供給できる。同様に、VRM365は、マイクロプロセッサ380にコア電圧370を供給できる。コア電圧355およびコア電圧370は、共に、マイクロプロセッサ375および380に銅平面を介して分配されうる。VRM350およびVRM365の両方が正常に機能している状態では、マイクロプロセッサ375および380の両方は、それぞれコア電圧355および370を利用できて、RAM385および390とデータを送受信しながら、連絡し合って作動する。さらに、各マイクロプロセッサは、システムバス395によりコンピュータシステム300の中の他の機器とデータを通信できる。また、正常動作時に、サービスプロセッサ315は、独立した状態ライン325および335それぞれを介して、VRM350およびVRM365の状態をモニタできる。
During normal operation, the
電圧調節器モジュールのうちの1つが不良となり、エラーを生じる場合には、サービスプロセッサ315は、状態ライン325または状態ライン335からエラーを検出できるとともに、影響を受けたマイクロプロセッサをリセットし、不良である電圧調節器を無効にし、出力接続ライン345を作動状態にし、スイッチ360を閉じることで、コア電圧355および375を連結することにより呼応できる。換言すれば、電圧調節器がエラーを有するときはいつでも、サービスプロセッサ315が検出できるとともに、調節器を無効にし、作動中の調節器から影響を受けたプロセッサに電圧を供給することにより呼応できて、その結果、コンピュータシステム300が作動し続けることができるようにするために、プロセッサが迂回されうる。プロセッサ315が予備電圧305のような予備電圧源から供給されていれば、サービスプロセッサ315は、VRM350またはVRM365が消失しても、作動し続けることができる。
If one of the voltage regulator modules fails and causes an error, the
例えば、コンピュータシステム300が、マイクロプロセッサ375およびマイクロプロセッサ380のそれぞれに電源を供給するVRM350およびVRM365の両方とともに、正常に作動していると仮定する。サービスプロセッサ315は、出力接続ライン345を非作動状態にして、スイッチ360を開くことができる。VRM365が内部故障を生じると、状態ライン335は、論理的な0に変化しうる。サービスプロセッサ315は、状態ライン335のこの変化を検出できるとともに、制御出力340を論理的な1から論理的な0に変化させることで、VRM365を無効にすることにより呼応できて、最終的に、VRM365を無効にする。また、サービスプロセッサ315は、制御出力320を論理的な0から論理的な1に変化させることにより、マイクロプロセッサ380をリセット状態に設定できる。さらに、サービスプロセッサ315は、出力接続ライン345を作動状態にして、スイッチ360を閉じることにより、VRM350からマイクロプロセッサ380に電源を供給できる。スイッチ360を閉じることにより、VRM350にコア電圧355からコア電圧370に電源を過不足なく提供させることができ、その結果、マイクロプロセッサ380が、入出力ラインを正常にトライステートすることができる。この方法で、制御出力320を論理的な1に保持された状態のサービスプロセッサ315を有することにより、マイクロプロセッサ380入出力ラインをトライステートすることは、マイクロプロセッサ380をシステムバス395から分離できて、マイクロプロセッサ375が、作動してかつシステムバス395に結合された他の機器と通信し続けることを可能とする。
For example, assume that
VRM365を無効にして、VRM350からマイクロプロセッサ380に電源を供給するのと同様に、サービスプロセッサ315は、制御出力330、制御出力310、および出力接続ライン345を用いて、VRM350を無効にして、VRM365からマイクロプロセッサ375に電源を供給することができる。さらに、サービスプロセッサ315は、VRM350、VRM365、マイクロプロセッサ375、およびマイクロプロセッサ380の構成に応じて、制御出力を、低レベルから高レベルへ、または高レベルから低レベルへ変化させることにより、異なった実施形態でこれらの機能を達成できる。換言すれば、電圧調節器、マイクロプロセッサ、およびスイッチング装置の構成に応じて、高レベルから低レベルへ、または低レベルから高レベルへ、ラインをなすことにより、制御出力は作動状態にされうる。
Similar to disabling
様々な実施形態では、電圧調節器を迂回してマイクロプロセッサを無効にする際のサービスプロセッサ315により実行処理される正確な手順は、変更されうるが、同じタスクを達成できる。例えば、いくつかの実施形態では、サービスプロセッサは、最初に欠陥があるVRMを無効にし、マイクロプロセッサを設定して、その後電源層を連結することができる。さらに他の実施形態では、サービスプロセッサは、最初にマイクロプロセッサをリセット状態に設定して、次に欠陥があるVRMを無効にして、最後に電圧スイッチを閉じることができる。様々な出力制御ラインを制御する正確な順序は重要ではなく、コンピュータシステム300の構成要素に応じて変わりうる。
In various embodiments, the exact procedure performed by
ここで図4を参照すると、マルチプロセッサ・コンピュータシステム400が示されている。図4に示されているように、コンピュータシステム400は、異なる個数の電圧調節器から電源を供給された、異なる個数のプロセッサを有することができる。さらに具体的に述べると、コンピュータシステム400は、第1のVRM430により電源を供給された2つのマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサ435およびマイクロプロセッサ440を有することができる。同様に、第2のVRM455は、マイクロプロセッサ485およびマイクロプロセッサ490に電源を供給することができる。図4のコンピュータシステム400が、図1のコンピュータシステム100、図3のコンピュータシステム300、および図2の装置200と、どのように異なっているかに注意する。前者のシステムおよび装置は、2つのマイクロプロセッサおよび2つの電圧調節器モジュールだけを有したが、コンピュータシステム400は、4つのマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサ435、440、485、および490に電源を供給する2つのVRM、430および455を使用する。上述したように、異なる実施形態では、用途からの要求、プロセッサの電力需要、および調節器の出力定格などに応じて、異なる個数の電圧調節器およびマイクロプロセッサを含むことができる。
Referring now to FIG. 4, a
コンピュータシステム400では、正常動作時に、VRM430は、マイクロプロセッサ435およびマイクロプロセッサ440に電源を提供できる。同様に、VRM455は、マイクロプロセッサ485および490に正常動作電源を提供できる。サービスプロセッサ410は、状態ライン420でVRM430の状態をモニタでき、状態ライン465でVRM455の状態をモニタできる。説明のために、仮にVRM455で電圧エラーが発生するとした場合、サービスプロセッサ410は、状態ライン465によりエラーを検出できるとともに、制御出力470および480それぞれを出力することで、マイクロプロセッサ485およびマイクロプロセッサ490を無効にすることにより呼応することができる。その後、サービスプロセッサ410は、制御出力460の状態を変更することにより、VRM455を無効にすることができ、リレー445を励磁することにより、マイクロプロセッサ485および490に電源を結合することができる。リレー445を励磁することにより、リレー接点450を閉じることができて、マイクロプロセッサ485および490にVRM430からの電圧および電源を結合することができる。
In
他の実施形態では、サービスプロセッサ410は、電圧調節器と関連するすべてのマイクロプロセッサを無効にするか、または迂回する必要がないかもしれない。例えば、VRM430が故障すると想定しよう。サービスプロセッサ410は、制御出力425を作動状態にして、かつリレー445を励磁してリレー接点450を閉じることで、VRM430を無効にすることにより呼応できる。さらに、VRM455が、3つのマイクロプロセッサに電源を供給するのに十分大きい出力定格を有するが、4つのマイクロプロセッサに電源を供給するには十分ではないと想定しよう。サービスプロセッサ410は、マイクロプロセッサ435およびマイクロプロセッサ440の両方を無効にする必要はないかもしれない。代わりに、サービスプロセッサ410は、コンピュータシステム400で動作するプロセッサの個数を最大にすることを試みることができ、制御出力405を用いてマイクロプロセッサ440を無効にするか、または制御出力415を用いてマイクロプロセッサ435を無効にすることができるのみである。
In other embodiments, the
ここで、より柔軟でかつ詳細な構成を検討するために、サービスプロセッサが、数個のプロセッサに対する数個の電圧調節器からの電圧をどのように制御しうるかについての他の技術を示す図5を参照する。コンピュータシステム500は、正常時には、4つの電圧調節器モジュール、550、556、560、および564のそれぞれから電源を供給されている4つのプロセッサ、プロセッサ586、588、590、および592を有する。正常動作時に、サービスプロセッサ502は、スイッチ566、570、572、および574のそれぞれを閉じるために、制御出力508、514、528、および532を作動状態にすることができ、VRMからの電圧を個々のプロセッサに結合する。サービスプロセッサ502は、VRM状態ライン504、518、524、および536のそれぞれを介して、VRM550、556、560、および564をモニタできる。
FIG. 5 shows another technique for how the service processor can control the voltage from several voltage regulators for several processors to consider a more flexible and detailed configuration. Refer to
図5に示されたコンピュータシステム500の構成は、1つ以上のVRMが故障した場合、切り替え操作のさらなる柔軟性を提供できる。例えば、VRM550およびVRM560の両方が故障すると仮定しよう。サービスプロセッサ502は、状態ライン504および524を介してこれらの故障を検出できるとともに、制御出力ライン506および526を作動状態にしてVRMを無効にすることにより、かつ制御出力508および528を変更してスイッチ566および572を開いて、マイクロプロセッサ586、マイクロプロセッサ590、およびすべてのVRMの出力における相互接続配線から、VRMの出力を分離することにより呼応できる。サービスプロセッサ502は、引き続いて制御出力510を作動状態にすることによりプロセッサ586を無効にすることができ、かつ制御出力530を作動状態にすることによりプロセッサ590を無効にすることができる。次に、サービスプロセッサ502は、制御出力552を作動状態にしてスイッチ568を閉じることにより、VRM556からマイクロプロセッサ586に電源を供給できる。同様に、サービスプロセッサ502は、制御出力562を作動状態にしてスイッチ584を閉じることにより、VRM564からマイクロプロセッサ590に電源を供給できる。あるいは、サービスプロセッサ502は、制御出力520を作動状態にしてスイッチ580を閉じることにより、VRM556からマイクロプロセッサ590に電源を供給できるとともに、制御出力512を作動状態にしてスイッチ578を閉じることにより、VRM564からマイクロプロセッサ586に電源を供給できる。
The configuration of the
他の実施形態では、図5のコンピュータシステム500で採用されたスイッチング回路は、コンピュータシステム500が既に経験したかもしれない任意の先行する故障に応じて、いくつかの他の実施形態よりもさらに柔軟性および冗長性を提供できる。例えば、マイクロプロセッサ588が、以前に内部故障を経験したと仮定しよう。サービスプロセッサ502は、既にこの故障を検出して、制御出力558を作動状態にすることによりプロセッサ588を無効にしたかもしれない。しかしながら、また、サービスプロセッサ502は、状態ライン518から、VRM556がまだ良好な電圧状態を有することを検出したかもしれない。その結果、制御出力514はまだ作動状態であり、かつスイッチ570はまだ閉じられているかもしれない。しかしながら、コンピュータシステム500がVRM564の故障を経験して、この故障を、サービスプロセッサ502が状態入力536を介して検出すると想定しよう。サービスプロセッサ502は、制御出力540を作動状態にすることによりマイクロプロセッサ592を無効にすることができ、制御出力534を作動状態にして、かつ制御出力532を作動状態にしてスイッチ574を開けることでVRM564を分離することにより、VRM564を無効にすることができる。
In other embodiments, the switching circuitry employed in the
その後、サービスプロセッサ502は、制御出力512を作動状態にしてスイッチ578を閉じることで、VRM550からマイクロプロセッサ592に単に電源を供給することにより続行でき、あるいはまた、制御出力562を作動状態にしてスイッチ584を閉じることにより、VRM560から電源を供給することにより続行できる。しかしながら、サービスプロセッサ502は、マイクロプロセッサ588が既に無効にされたことを認識するように構成されることが可能であり、そのことは、無効にされたマイクロプロセッサ588に対する電源ドレインが十分低いことが可能であるため、VRM556が他のマイクロプロセッサに電源を供給するために利用可能でありうることを意味しうる。その場合、サービスプロセッサ502は、制御出力522を作動状態にしてスイッチ582を閉じることができ、それによって、VRM556からの電源をマイクロプロセッサ592に結合することができる。その後、サービスプロセッサ502は、制御出力540からの無効コマンドを非作動状態にすることにより、マイクロプロセッサ592を使用状態に戻すことができる。
各VRMの出力が、他のVRMの他の出力のいずれとも結合されうることは強調する価値のある事実である。VRM550は、制御出力552を作動状態にし、かつスイッチ568を閉じることによりマイクロプロセッサ588と、制御出力554を作動状態にし、かつスイッチ576を閉じることによりマイクロプロセッサ590と、制御出力512を作動状態にし、かつスイッチ578を閉じることによりマイクロプロセッサ592と、それぞれ結合されうる。同様に、制御出力552、554、512、520、522、および562を作動状態にしてスイッチ568、576、578、580、582、および584のそれぞれを閉じることにより、VRM556、VRM560、およびVRM564は、各マイクロプロセッサに個別に結合されうる。
It is worth emphasizing that the output of each VRM can be combined with any of the other outputs of other VRMs. The
図6は、8つのマイクロプロセッサを有し、かつマイクロプロセッサ間の電圧を切り替える2つのサービスプロセッサを使用する、より大きなコンピュータシステム600でありうるものを示す。コンピュータシステム600は、二元的サービスプロセッサの利用により、先に議論された単一のサービスプロセッサまたは電圧制御ユニットを有する実施形態と異なっていることに気づくであろう。この対比を行うことにより、異なる実施形態が、異なる個数の電圧調整モジュール、および異なる個数のマイクロプロセッサで構成された異なる個数のサービスプロセッサをどのように有することができるかを示すのに役立つ。
FIG. 6 illustrates what may be a
さらに具体的に述べると、コンピュータシステム600は、対応するコア電圧、670、672、678、および680を有する4つのVRM、610、612、614、および616をモニタする第1のサービスプロセッサ602を有する。また、サービスプロセッサ602は、スイッチングトランジスタ630、632、634、636、638、640、および642で、4つのマイクロプロセッサ668、674、676、および682に供給された電圧を制御する。鏡に映したように、第2のサービスプロセッサ604は、対応するコア電圧686、688、694、および696を有する4つのVRM618、620、622、および624をモニタできる。また、サービスプロセッサ604は、スイッチングトランジスタ644、645、646、648、650、652、および654で、4つのマイクロプロセッサ684、690、692、および698に供給された電圧を制御することができる。
More specifically, the
1つのサービスプロセッサの代わりに2つのサービスプロセッサを用いてコンピュータシステム600を実現することにより、より単純なサービスプロセッサ設計のような多数の好ましい便益を有することができる。あるいは、このような方法でプロセッサおよび電圧調節器を分割することが、ハードウェア要件から必要とされるかもしれない。例えば、コンピュータシステム600は、サーバネットワークの中のコンピュータシステムを含むことができる。様々なサーバプロセッサの中で複数のプロセッサを分割することが、スペーシングおよび熱負荷要件からサーバシステムで必要とされるかもしれない。すなわち、サービスプロセッサ602、ならびにすべての関連するVRMおよびマイクロプロセッサは、1つのプリント基板上にあるとともに、ラックマウント式コンピュータシステムハードウェアに装入できる。用途またはハードウェア格納装置寸法により決定された最大許容回路寸法は、サービスプロセッサ604、ならびにすべての関連するVRMおよびマイクロプロセッサが、別々のプリント基板上にあることを要求するかもしれない。
Implementing
前述の例と同様に、サービスプロセッサ602および604は、それらと結合された様々なVRM、トランジスタ、およびマイクロプロセッサをモニタしてかつ制御できる。例えば、正常動作時に、サービスプロセッサ604は、VRM618、620、622、および624からの出力電圧を各コア電圧686、688、694、および696に結合できる。サービスプロセッサ604は、P型電界効果トランジスタ(P−fet)644、646、650、および654のゲートを地電位に付勢してそれらのトランジスタをオンにすることにより、電圧を結合できるとともに、P−fet645、648、および652のゲートをVddなどの正電圧供給に結合してそれらのトランジスタをオフにし、異なるVRMの出力を接続するクロスカップリングラインを分離することができる。
Similar to the previous example,
VRMのうちの1つに故障を検知すると、サービスプロセッサ604は、故障したVRMにより影響を受けたプロセッサに、他の機能しているVRMからの電圧を結合するために、1つまたはいくつかのトランジスタの状態を切り替えることができ、それにより、影響を受けたプロセッサは、前述した技術と同様に、リセット状態に保持され、迂回され、または使用状態に戻されうる。例えば、VRM622が故障して、コア電圧694およびマイクロプロセッサ692に対する電源層に影響すると想定しよう。サービスプロセッサ604は、マイクロプロセッサおよび他のVRM出力から、VRM622の電圧出力を分離するために、P−fet650のゲートをVddに付勢することにより呼応できる。その後、サービスプロセッサ604は、コア電圧694およびマイクロプロセッサ692に供給するために他のVRMのうちの1つからの出力を結合できる。可能な結合状況のひとつは、P−fet648のゲートをアースに付勢することにより、VRM620の出力をコア電圧694およびマイクロプロセッサ692と結合することを含みうる。一目瞭然であるが、VRM624の電圧出力もまた、P−fet652を切り替えることにより、コア電圧694およびマイクロプロセッサ692と結合されうる。
Upon detecting a failure in one of the VRMs, the
サービスプロセッサ602は、サービスプロセッサ604に対して説明されたのと同様の方法で作動しうる。また、他の実施形態では、サービスプロセッサは、P−fet以外の装置を用いてVRMの電圧出力を結合できる。例えば、いくつかの実施形態では、N型fetのみ、またはP−fetおよびN−fetの組み合わせを利用できる。また、さらなる実施形態では、他の回路装置が、fet、スイッチ、または接点と共に作動しうる。例えば、図6に示されたコンピュータシステム600用のスイッチングP−fetは、デバウンシング、より滑らかな切り替え操作、および誘導性キックバック(inductive kick-back)の低減のような便益を提供するために、トランジスタと結合された容量素子および抵抗素子を有することができる。また、前述の実施形態に対する説明の中では具体的に言及されていないが、様々な実施形態構成要素にスイッチング回路網のような他の回路装置を付加することも、同様に適用可能である。
さらに、様々な実施形態に対するサービスプロセッサおよび電圧制御ユニットは、論理ゲートの比較的小規模の、かつ簡単な配置のように、比較的簡単なものでありうる。しかしながら、他の実施形態では、サービスプロセッサおよび電圧制御ユニットは、内部クロック発振器、メモリ、コード化された処理命令、および無効および電圧切り替えのプロセッサ機能を実行するソフトウェアプログラムを有する比較的複雑なプロセッサを含むことができる。 Further, the service processor and voltage control unit for the various embodiments can be relatively simple, such as a relatively small and simple arrangement of logic gates. However, in other embodiments, the service processor and voltage control unit include a relatively complex processor having an internal clock oscillator, memory, coded processing instructions, and a software program that performs the invalidation and voltage switching processor functions. Can be included.
ここで、プロセッサ電圧調節器がエラーを経験するときの、マルチプロセッサコンピュータを作動する方法を示す図7および図8を参照する。図7は、マルチプロセッサを有するシステムを作動することから始まる(要素705)。異なる実施形態は、共用メモリコンピュータアーキテクチャ、分散メモリアーキテクチャ、および両者の組み合わせまたは派生のような異なるコンピュータアーキテクチャで配置されたマルチプロセッサを有することができる。すべてのプロセッサは、単一のバスで共に結合されることができ、または、プロセッサのクラスタが、より小さくかつ個別的なプロセッサグループバスを介して、共に結合されうる。 Reference is now made to FIGS. 7 and 8 which illustrate how the multiprocessor computer operates when the processor voltage regulator experiences an error. FIG. 7 begins with operating a system having multiple processors (element 705). Different embodiments may have multiple processors arranged in different computer architectures, such as shared memory computer architectures, distributed memory architectures, and combinations or derivatives of both. All processors can be coupled together on a single bus, or a cluster of processors can be coupled together via a smaller and individual processor group bus.
図7の方法は、電圧エラー状態に対してマルチプロセッサ・コンピュータシステムをモニタすることにより継続できる(要素710)。モニタされたエラー状態は、異なる実施形態に対しては変化しうる。例えば、いくつかの実施形態では、エラー状態は、マイクロプロセッサが必要とするVRMのうちの1つ以上の欠如でありうる。他の実施形態では、エラー状態は、良好なコア電圧の不足でありうる。エラー状態が検出されない間は、この方法により要求される動作は何も無いが、ただ、エラー状態に対するモニタを継続することを含みうる(要素715および710)。しかしながら、エラー状態が検出されると、図7の方法に基づくシステムは、電圧エラー状態を分離し、または無効にすることにより続行できる(要素715および720)。例えば、図7の方法に基づいて機能するコンピュータシステムは、分離でき、または欠陥がある電圧調節器の入力に対して電圧が供給されることを禁止できる。あるいは、実施形態は、調節器出力と調節器負荷の間に連結されたスイッチを開けることにより、不良の電圧調節器を分離できる。
The method of FIG. 7 can continue by monitoring the multiprocessor computer system for voltage error conditions (element 710). Monitored error conditions may change for different embodiments. For example, in some embodiments, the error condition may be a lack of one or more of the VRMs required by the microprocessor. In other embodiments, the error condition may be a lack of good core voltage. While no error condition is detected, no action is required by this method, but may simply include continuing monitoring for the error condition (
図7に基づく実施形態は、電圧エラー状態により影響を受けたプロセッサをリセットし(要素725)、他の電源からの電圧を影響を受けたプロセッサに供給するために、スイッチを作動させること(要素730)により続行できる。いくつかの実施形態では、他の電源は、システムの他の電圧調節器でありうる。しかしながら、他の実施形態では、他の電圧源は、フィルタリングされておらず、かつ安定化されていない電圧源でありうる。 The embodiment based on FIG. 7 resets the affected processor due to the voltage error condition (element 725) and activates the switch to supply voltage from the other power source to the affected processor (element 730) can continue. In some embodiments, the other power source can be another voltage regulator of the system. However, in other embodiments, the other voltage source can be an unfiltered and unregulated voltage source.
影響を受けたプロセッサがリセットされると(要素725)、プロセッサは、リセット状態で保持されて(要素735)、影響を受けたプロセッサと関連する入出力を、アドレスバスからトライステートすることができ(要素745)、コンピュータシステムの中の他のプロセッサが、無効にされたまたは迂回されたプロセッサにより妨げられずに、作動することを可能とする(要素750)。様々な実施形態では、影響を受けたプロセッサは、システムの他のバスから分離されうる。例えば、プロセッサは、データバス、制御バス、または3つのすべての種類のバスの組み合わせから分離されうる。 When the affected processor is reset (element 725), the processor is held in a reset state (element 735) and the input / output associated with the affected processor can be tri-stated from the address bus. (Element 745), allowing other processors in the computer system to operate without being interrupted by the disabled or bypassed processor (Element 750). In various embodiments, the affected processor can be isolated from other buses in the system. For example, the processor may be isolated from a data bus, a control bus, or a combination of all three types of buses.
本発明の他の実施形態は、サービスプロセッサ用のプロセッサ、コア電圧プロセッサ、または、例えば、図5に示されるようなコンピュータシステム500に基づく様々な電圧源により電源を供給されるシステムプロセッサでさえ、それらのような回路部品デバイス用のプログラム製品として実現される。プログラム製品のプログラムは、実施形態の機能(本明細書で説明された方法を含む)を定義するとともに、様々なデータ保持媒体または信号保持媒体もしくはその両方に格納されうる。例としてのデータ保持媒体または信号保持媒体もしくはその両方は、(i)非書き込み可能記憶媒体上に永久保存された情報(例えば、コンピュータシステムの中の読み取り専用メモリ装置)、および(ii)書き込み可能記憶媒体上に保存された可変情報(例えば、磁気媒体)を含むが、これらに限定されない。このようなデータ保持媒体または信号保持媒体もしくはその両方は、本発明の機能を指示するマイクロプロセッサ読み込み可能命令を提供するとき、本発明の実施形態を表す。
Other embodiments of the invention include a processor for a service processor, a core voltage processor, or even a system processor powered by various voltage sources based on, for example, a
一般に、本発明の実施形態を実現するために実行処理されるルーチンは、オペレーティングシステムの一部分、または特定の構成要素、プログラム、モジュール、オブジェクト、または回路基板装置のメモリの中に収納された一連の命令でありうる。本発明のマイクロプロセッサプログラムは、マイクロプロセッサで、機械可読フォーマットに、つまり実行可能命令に変換されるであろう多数の命令からなりうる。また、プログラムは、プログラムに対してローカルに常駐するか、もしくはメモリまたは他の記憶装置の中に見つけられる変数およびデータ構造からなりうる。さらに、以下に説明された様々なプログラムは、それらの様々なプログラムが本発明の特定の実施形態で実行される、その用途に基づいて特定されうる。しかしながら、前述のいかなる特定のプログラム専門用語も、単に便宜のために使用されているに過ぎず、したがって、本発明は、このような専門用語で特定され、示されるいかなる特定用途においても、その特定用途にのみ使用を限定されるものではないことが理解されるべきである。 In general, a routine that is executed to implement an embodiment of the present invention is a portion of an operating system, or a series of components, programs, modules, objects, or a series of memory stored in circuit board device memory. It can be an instruction. The microprocessor program of the present invention may consist of a number of instructions that will be converted to a machine readable format, ie executable instructions, on a microprocessor. A program may also consist of variables and data structures that reside locally to the program or that are found in memory or other storage. In addition, the various programs described below may be identified based on their use in which the various programs are executed in a particular embodiment of the invention. However, any particular program terminology described above is merely used for convenience and, therefore, the present invention is identified in any particular application identified and shown in such terminology. It should be understood that use is not limited to applications.
コンピュータ計算およびマルチプロセッサ・コンピュータシステム設計の当業者は、マルチプロセッサ・コンピュータシステムのプロセッサに電源を供給する様々な実施形態が、マルチプロセッサ・コンピュータシステムの分野に提供する柔軟性および機会について容易に理解するであろう。これらの例は、可能な事例のうちのほんのいくつかに過ぎず、マルチプロセッサシステムのプロセッサに電源を供給する方法、または実質的に同じものを達成する機械および媒体は、マルチプロセッサ・コンピュータシステム設計の分野を提供する。 Those skilled in the art of computer computing and multiprocessor computer system design readily understand the flexibility and opportunities that various embodiments for providing power to the processors of a multiprocessor computer system provide to the field of multiprocessor computer systems. Will do. These examples are just a few of the possible cases, and how to supply power to a processor in a multiprocessor system, or a machine and medium that accomplishes substantially the same, is a multiprocessor computer system design. To provide the field.
本発明が、構成要素が故障した場合にマルチプロセッサ・コンピュータシステムのプロセッサに電源を提供、かつ迂回する方法、装置、および媒体を想定することは、本開示の便益を有する当業者にとって明らかであろう。詳細な説明および図面で示されかつ説明された本発明の形態は、あくまで例として解釈されるべきであると理解される。クレームは、開示された実施形態例のすべての変形を含むように幅広く解釈されるべきである。 It will be apparent to those skilled in the art having the benefit of this disclosure that the present invention contemplates a method, apparatus, and medium that provides and diverts power to a processor of a multiprocessor computer system in the event of a component failure. Let's go. It is understood that the form of the invention shown and described in the detailed description and drawings is to be construed as an example only. The claims should be construed broadly to include all variations of the disclosed example embodiments.
本発明およびそのいくつかの利点が、いくつかの実施形態に対して詳述されたが、クレームで明示された本発明の要旨および範囲を逸脱することなく、様々な変更、置換、および改変が本明細書においてなされうることが理解されるべきである。また、実施形態は、複数の目的を実現できるが、クレームの範囲内のあらゆる実施形態が、すべての目的を実現するわけではない。さらに、本願の範囲は、プロセス、機械、製品、合成物、手段、方法、および本明細書で説明されたステップの特定の実施形態に限定されるものではない。本明細書で説明された対応する実施形態と、実質的に同一機能を実行するか、または実質的に同一結果を実現する、既存の、または後に開発されるであろうプロセス、機械、製品、合成物、手段、方法、またはステップが、本発明に従って利用されうることを、当業者は、本発明の開示から容易に理解するであろう。したがって、クレームは、その範囲の中に、このようなプロセス、機械、製品、合成物、手段、方法、またはステップを含むものである。 Although the invention and its several advantages have been described in detail for certain embodiments, various changes, substitutions, and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims. It should be understood that this can be done herein. Also, embodiments can achieve multiple objectives, but not all embodiments within the scope of the claims realize all objectives. Further, the scope of the present application is not limited to the specific embodiments of processes, machines, products, composites, means, methods, and steps described herein. Existing, or later developed processes, machines, products, that perform substantially the same functions or achieve substantially the same results as the corresponding embodiments described herein, Those skilled in the art will readily understand from the present disclosure that compositions, means, methods, or steps may be utilized in accordance with the present invention. Accordingly, the claims are intended to include within their scope such processes, machines, manufacture, compositions of matter, means, methods, or steps.
Claims (23)
プロセッサに結合されている第1の電圧電位に関連するパラメータを決定するステップと、
前記パラメータに基づいて、
前記プロセッサから前記第1の電圧電位を分離するステップと、
前記プロセッサを無効にするステップと、
前記プロセッサに第2の電圧電位を結合するステップと、を含む方法。 A method of supplying power to a processor of a computer system having a plurality of processors, comprising:
Determining a parameter associated with a first voltage potential coupled to the processor;
Based on the parameters,
Separating the first voltage potential from the processor;
Disabling the processor;
Coupling a second voltage potential to the processor.
プロセッサに電圧を供給する第1の電圧調節器モジュールに関連するエラー状態を検出するエラー検出回路と、
前記エラー検出回路が前記エラーを検出した場合、前記第1の電圧調節器モジュールを無効にする無効化回路と、
前記エラー検出回路が前記エラーを検出した場合、1つ以上の前記プロセッサ入出力が前記コンピュータシステムのバスから分離される分離状態に前記プロセッサを置く、プロセッサ分離回路と、
前記エラー検出回路が前記エラーを検出した場合、前記プロセッサに第2の電圧調節器モジュールから電圧を供給する電圧スイッチング回路と、を含む装置。 An apparatus for supplying a voltage to a processor of a computer system having a plurality of processors,
An error detection circuit for detecting an error condition associated with a first voltage regulator module that supplies voltage to the processor;
A disabling circuit for disabling the first voltage regulator module if the error detection circuit detects the error;
A processor isolation circuit that places the processor in an isolated state in which one or more of the processor inputs and outputs are isolated from the bus of the computer system when the error detection circuit detects the error;
A voltage switching circuit for supplying a voltage from a second voltage regulator module to the processor when the error detection circuit detects the error.
2つ以上のプロセッサと、
前記2つ以上のプロセッサに電圧を供給する2つ以上の電圧調整モジュールと、
前記2つ以上の電圧調整モジュールのうちの少なくとも1つにおいて、問題を検知する電圧エラー検出モジュールと、
前記問題を検出する前記電圧エラー検出モジュールに基づいて、前記問題により影響を受けた前記2つ以上のプロセッサのうちの少なくとも1つから、前記少なくとも1つの電圧調整モジュールを分離する電圧分離モジュールと、
前記問題により影響を受けていない前記2つ以上の電圧調整モジュールのうちの少なくとも1つを、前記問題により影響を受けた前記2つ以上のプロセッサのうちの前記少なくとも1つと結合する電圧スイッチングモジュールと、を含むシステム。 A multiprocessor computer system,
Two or more processors;
Two or more voltage regulation modules for supplying voltage to the two or more processors;
A voltage error detection module for detecting a problem in at least one of the two or more voltage regulation modules;
A voltage separation module that separates the at least one voltage regulation module from at least one of the two or more processors affected by the problem based on the voltage error detection module that detects the problem;
A voltage switching module that couples at least one of the two or more voltage regulation modules not affected by the problem with the at least one of the two or more processors affected by the problem; , Including system.
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