JP4262233B2 - 半導体装置とその制御方法 - Google Patents
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Description
G.E.Suh、 S.Devadas、 and L.Rudolph、 "A New Memory Monitoring Scheme for Memory-Aware Scheduling and Partitioning"、 In Proc. 8th high Performance Computer Architecture、 pp. 117-128、 Feb.2002. S.Kim、 D.Chandra、 and Y.Solihin、 "Fair Cache Sharing and Partitioning in a Chip Multiprocessor Architecture"、 In Proc. 13th PACT、 pp.111-122、 Oct. 2004.
本発明の半導体装置の態様は、複数のプロセッサと、前記プロセッサに共有される共有リソースと、複数の前記プロセッサが前記共有リソースをアクセスする場合、アクセスを阻害したことを示す阻害度を前記プロセッサ毎に検出する検出部と、複数の前記プロセッサのうち、前記検出部により検出された阻害度が大きいプロセッサの動作周波数と電源電圧を低下させ、阻害度が小さいプロセッサの動作周波数と電源電圧上昇させることにより、前記共有リソースのアクセス率を調整する制御部とを具備することを特徴とする。
本発明の半導体装置の製造方法の態様は、複数のプロセッサの共通リソースに対するアクセスを阻害したことを示す阻害度をプロセッサ毎に検出し、複数の前記プロセッサのうち、前記検出された阻害度が大きいプロセッサの動作周波数と電源電圧を低下させ、阻害度が小さいプロセッサの動作周波数と電源電圧を上昇させることにより、前記共通リソースのアクセス率を調整することを特徴とする。
図1は、第1の実施形態に係る構成図を示している。図1において、CMP11は、例えば2つのプロセッサコアPU0、PU1を有している。プロセッサコアの数は2つに限定されるものではない。PU0、PU1は、電源電圧、及び動作周波数が独立に制御可能とされている。さらに、PU0、PU1は、L2キャッシュ11−1を共有している。L2キャッシュ11−1は、アクセス率検出部12を介して共有リソースとしてのメモリバス13に接続されている。このメモリバス13には、主記憶としてのメモリ(例えばDRAM)14が接続されている。共有リソースとしては、メモリバス13、メモリ14以外に、図示せぬコプロセッサ等であってもよい。
この後、式(2)で示すPU毎のCwaitiと平均値Cwaitavgとの差分diffiが算出される(S13)。
次に、差分diffiと上限の閾値ThUとが比較される(S14)。この結果、差分diffiが上限の閾値ThUより大きい場合、PUiの周波数及び電源電圧が1レベル低下される(S15)。
ThU : 20000、ThL : 10000
上記仮定に基づき、第1の実施形態に係るCMPと、常に最高周波数で動作する通常のCMPとを比較する。
ここで、Xi=IPSshri/IPSdedi、Xj=IPSshrj/IPSdedj、IPSdedi、IPSdedjは、リソース共有の影響がない場合でのプロセスi、jの性能、IPSshri、IPSshrjは、複数のプロセスが動作している状況下でのプロセスi、jの性能であり、nプロセスを実行した場合の性能である。
IPStotal= ΣIPSi …(4)
i=0
ここで、IPSiは、コアiについてt(s)中に実行された命令の数がInstiのときの性能であり、IPSi=Insti/tで表される。
図9、図10、図11は、第2の実施形態を示している。図9において、図1と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
Creqj (j ≠ i) > 0、PU# = i
である場合(S21)、信号を出力する(S22)。この条件は、バスで転送中のPU以外のPUに未解決のリクエストがある場合を示している。すなわち、PUiは、バス競合により、他のPUのリクエストを阻害していることとなる。したがって、信号生成回路21の出力端に接続されたカウンタ22、23は、リクエストを阻害していたサイクル数Cblock0、Cblock1をそれぞれカウントすることとなる。このため、カウンタ22、23によりカウントされたサイクル数Cblock0、Cblock1の値は、相対的に大きい場合、阻害度合いが大きく、相対的に小さい場合、阻害度合いが小さい。
この後、式(6)に示すPU毎のCblockiと平均値Cblockavgとの差分diffiが算出される(S33)。
次に、差分diffiと上限の閾値ThUとが比較される(S34)。この結果、差分diffiが上限の閾値ThUより大きい場合、PUiの周波数及び電源電圧が1レベル低下される(S35)。
Claims (7)
- 複数のプロセッサと、
前記プロセッサに共有される共有リソースと、
複数の前記プロセッサが前記共有リソースをアクセスする場合、アクセスが待たされたことを示すウェイト数を前記プロセッサ毎に検出する検出部と、
複数の前記プロセッサのうち、前記検出部により検出されたウェイト数が小さいプロセッサの動作周波数と電源電圧を低下させ、ウェイト数が大きいプロセッサの動作周波数と電源電圧を上昇させることにより、前記共有リソースのアクセス率を調整する制御部と
を具備することを特徴とする半導体装置。 - 前記検出部は、前記各プロセッサから前記共有リソースに出力されるリクエストを順次保持するリクエストキューと、
前記各プロセッサに対応して設けられ、プロセッサ毎に前記共有リソースに対するリクエスト回数をカウントする複数の第1のカウンタと、
前記リクエストキューから前記共有リソースに転送されるプロセッサの番号を保持するレジスタと、
前記プロセッサの番号iに対応する前記第1のカウンタのカウント値が0より大きく、前記レジスタに保持されたプロセッサの番号がiと異なる場合、信号を生成する信号生成回路と、
前記信号生成回路から出力される信号を前記プロセッサ毎にウェイト数としてカウントする複数の第2のカウンタと
を具備することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 複数のプロセッサと、
前記プロセッサに共有される共有リソースと、
複数の前記プロセッサが前記共有リソースをアクセスする場合、アクセスを阻害したことを示す阻害度を前記プロセッサ毎に検出する検出部と、
複数の前記プロセッサのうち、前記検出部により検出された阻害度が大きいプロセッサの動作周波数と電源電圧を低下させ、阻害度が小さいプロセッサの動作周波数と電源電圧を上昇させることにより、前記共有リソースのアクセス率を調整する制御部と
を具備することを特徴とする半導体装置。 - 前記検出部は、前記各プロセッサから前記共有リソースに出力されるリクエストを順次保持するリクエストキューと、
前記各プロセッサに対応して設けられ、プロセッサ毎に前記共有リソースに対するリクエスト回数をカウントする複数の第1のカウンタと、
前記リクエストキューから前記共有リソースに転送されるプロセッサの番号を保持するレジスタと、
前記レジスタに保持されたプロセッサの番号がiであるとき、前記プロセッサの番号がj(j≠i)に対応する前記第1のカウンタのカウント値が0より大きい場合、信号を生成する信号生成回路と、
前記信号生成回路から出力される信号を前記プロセッサ毎に阻害度としてカウントする複数の第2のカウンタと
を具備することを特徴とする請求項3記載の半導体装置。 - 複数のプロセッサの共通リソースに対するアクセスが待たされたことを示すウェイト数をプロセッサ毎に検出し、
複数の前記プロセッサのうち、前記検出されたウェイト数が小さいプロセッサの動作周波数と電源電圧を低下させ、ウェイト数が大きいプロセッサの動作周波数と電源電圧を上昇させることにより、前記共通リソースのアクセス率を調整する
ことを特徴とする半導体装置の制御方法。 - 複数のプロセッサの共通リソースに対するアクセスを阻害したことを示す阻害度をプロセッサ毎に検出し、
複数の前記プロセッサのうち、前記検出された阻害度が大きいプロセッサの動作周波数と電源電圧を低下させ、阻害度が小さいプロセッサの動作周波数と電源電圧を上昇させることにより、前記共通リソースのアクセス率を調整する
ことを特徴とする半導体装置の制御方法。 - 前記共通リソースは、少なくともメモリバス、主記憶、コプロセッサのいずれかを含むことを特徴とする請求項1又は3記載の半導体装置。
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