KR102648732B1

KR102648732B1 - 디바이스 스킨 온도에 기초하여 극한 전력들을 변경하기 위한 전력 관리

Info

Publication number: KR102648732B1
Application number: KR1020177026424A
Authority: KR
Inventors: 에쉬시 제인; 벤자민 데이비드 베이츠; 알리 아크바 메리크; 사무엘 데이비드 나프지거; 스티븐 프레데릭 리페; 매드후 사라바나 시비 고비단
Original assignee: 어드밴스드 마이크로 디바이시즈, 인코포레이티드
Priority date: 2015-03-09
Filing date: 2016-03-09
Publication date: 2024-03-19
Also published as: JP6595614B2; KR20170126933A; EP3268843A4; JP2018513465A; WO2016145035A1; US20160266628A1; CN107430037A; US9958921B2; CN107430037B; EP3268843A1

Abstract

방법은 컴퓨팅 시스템을 하우징하는 디바이스(100)의 외면(145) 상의 적어도 하나의 위치의 결정된 스킨 온도에 기초하여 컴퓨팅 시스템(102)의 극한 전력을 제어하는 단계를 포함한다. 처리기(105)는 처리 장치(110, 115) 및 처리기를 하우징하는 디바이스(100)의 외면(145) 상의 적어도 하나의 위치의 결정된 스킨 온도에 기초하여 처리 장치의 극한 전력을 제어하기 위한 전력 관리 제어기(125)를 포함한다.

Description

디바이스 스킨 온도에 기초하여 극한 전력들을 변경하기 위한 전력 관리

개시된 발명은 일반적으로 컴퓨팅 시스템들, 보다 상세하게는, 핸드헬드 프로세싱 디바이스의 전력 관리에 관한 것이다.

최신, 고성능 프로세서들은 다수의 여러 다른 종류로 이뤄진 처리 장치, 이를테면 중앙 처리 장치(CPU) 코어 및 그래픽 처리 장치(GPU) 코어들을 포함한다. 전력 관리 기술들은 고정된 프로세스 전력 및 열 범위 내에서 최상의 성능 결과를 내기 위해 처리 장치들에 걸쳐 순응적으로 전력을 할당하기 위해 채용된다.

처리 장치에 대한 최대 전력(즉, 열 설계 전력(TDP; thermal design point))은 최악의 조건에서 과도한 작업량을 실행하는 것에 기초하여 설정된다. TDP는 지속가능한 전력에 대한 상한을 나타내고 처리 장치에 의해 발생된 열이 부품들에 손상을 입히는 것 또는 그것들의 서비스 수명을 줄이는 것을 방지하기 위한 시스템 냉각 요건을 결정하기 위해 사용된다.

핸드헬드 또는 웨어러블 컴퓨팅 디바이스들, 이를테면 태블릿 컴퓨터들, 모바일 폰들, 스마트 워치들 등 의 경우, 디바이스의 최대 작동 온도는 실리콘 온도 제한에 의한 것보다 이용자의 인지에 의해 제한된다. 핸드헬드 디바이스 내 처리 장치들에 의해 발생된 열은 사용자가 그것의 작동 동안 접하는 디바이스의 외면들, 이를테면 디스플레이 및 케이싱에 전도된다. 사용자에게 편안한 경험을 제공하기 위해, 처리 장치들에 할당되는 최대 전력 수요예측은 디바이스의 스킨 온도를 사용자가 너무 높은 것으로 인지할 수 있는 값보다 낮게 유지하기 위해 TDP보다 적을 수 있는 정한으로 설정된다.

정적 극한 전력의 사용은 보존적이고 디바이스의 성능을 인위적으로 감소시키는데, 이는 정적 극한 전력이 최악의 케이스 스킨 온도, 즉 장기간 과중한 작업량에 기초하는 한편, 실제 작동 조건은 보통 최악의 조건을 충족시키지 않기 때문이다.

본 발명은 첨부 도면들을 참조하여 보다 양호하게 이해될 수 있고, 이의 많은 특징 및 이점이 해당 기술분야에서의 통상의 기술자들에게 분명해질 수 있다.
도 1은 몇몇 실시예에 따라, 디바이스 스킨 온도에 기초하여 극한 전력들을 변경하기 위한 전력 관리를 구현하도록 구성된 컴퓨팅 시스템을 포함하는 디바이스의 간략화된 블록도이다.
도 2 및 도 3은 몇몇 실시예에 따라, 스킨 온도에 기초하여 극한 전력들을 제어하기 위한 방법들의 흐름도들이다.
도 4는 몇몇 실시예에 따라, 도 1의 디바이스에서의 레이어들의 열적 특성들을 모델링하기 위한 열적 사다리형 회로의 도해이다.
도 5는 몇몇 실시예에 따라, 디바이스 상태에 기초한 스킨 온도 임계치의 조절을 예시하는 도해이다.
도 6은 몇몇 실시예에 따라, 프로세서의 구성요소의 적어도 일부를 구현하는 집적 회로 디바이스를 설계 및 제조하기 위한 방법을 예시하는 흐름도이다.
상이한 도면들에서의 동일한 참조 부호들의 사용은 유사하거나 동일한 항목들을 나타낸다.

도 1 내지 도 5는 컴퓨팅 시스템을 포함하는 디바이스의 사용자가 경험하는 스킨 온도에 기초하여 컴퓨팅 시스템의 자원들을 관리하기 위한 예시적인 기술들을 예시한다. 컴퓨팅 시스템에 대한 극한 전력은 본 출원에서 "스킨 온도 인식 전력 관리"(STAPM; Skin Temperature Aware Power Management)로서 지칭되는 기술인, 결정된 스킨 온도 및 스킨 온도 한계 사이에 열적 여유도가 존재할 때 컴퓨팅 시스템에서의 구성요소들의 신장을 가능하게 하기 위해(즉, 보다 높은 빈도의 작동을 가능하게 하는 것) 스킨 온도에 기초하여 동적으로 제어될 수 있다. 스킨 온도와 연관된 열적 헤드룸은 시간 종속적인데, 이는 접합 온도(T_j)로 표현되는, 컴퓨팅 시스템에 의해 발생되는 열이 디바이스를 통해 하나 이상의 위치에, 디바이스의 스킨 온도(T_skin)에 영향을 주기 위해 전도될 때 사이에 지연(즉, 열용량)이 존재하기 때문이다. 스킨 온도는 온도 센서들을 사용하여 또는 스킨 온도 모델을 사용함으로써 결정될 수 있다. 스킨 온도 모델은 하나 이상의 위치에서 스킨 온도를 추정하기 위해 디바이스의 열적 모델과 함께 디바이스에서의 발열 구성요소들에 대한 활동 메트릭 기반 열 전력 추정치들을 통합할 수 있다. 활동 메트릭스는 디바이스에서의 상이한 유형들의 자원들, 이를테면 진보된 처리 장치(APU; advanced processing unit), 메모리, 디스플레이 등에 대한 열 발생과 상관될 수 있다. 스킨 온도 한계들은 고정되거나 가변적일 수 있다. STAPM은 디바이스의 시변 열적 헤드룸의 기회주의적 사용이 시스템을 신장하게 나아가 성능을 향상시키게 한다. 열적 헤드룸을 활용하는 것에 의한 신장 체류의 증가는 특히 단기 및 돌발식 사용 조건에 대해, 시스템 응답성을 향상시킨다.

도 1은 몇몇 실시예에 따라, 가속 처리 장치(APU)(105)로 구현된 컴퓨팅 시스템(102)을 포함하는 디바이스(100)의 블록도이다. APU(105)는 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU) 코어(110), 하나 이상의 그래픽 처리 장치(GPU) 코어(115), 노스 브릿지(NB) 제어기(120), 및 스킨 온도 인식 전력 관리(STAPM) 제어기(125)를 포함한다. 컴퓨팅 시스템(102)은 또한 시스템 메모리(130), 디스플레이(135), 전원 공급 기구(137)(전압 조정기, 배터리 및 배터리 충전 장치를 포함 - 별도로 도시되지 않음)를 포함한다. NB 제어기(120)는 시스템 메모리(130)에 인터페이스를 제공한다. 디바이스(100)의 작동은 일반적으로 디바이스(100)의 다양한 요소와 인터페이싱하는 소프트웨어를 포함하는 운영 체제(140)에 의해 제어된다. APU(105)는 공통 반도체 다이 상에 CPU 코어들(110) 및 GPU 코어들(115)을 통합하여, 그것들이 온-다이 자원들 이를테면 메모리 계층을 공유하고 상호접속하게 한다.

디바이스(100)는 컴퓨팅 시스템(102)의 능동 구성요소들을 둘러싸고 사용자가 디바이스(100)와 접하는 외면들을 제공하는 디스플레이(135)를 지지하는 외측 케이싱(145)을 포함한다. APU(105)는 디스플레이(135)를 제어하고 디스플레이(135)가 터치 스크린인 실시예들에 대해 디스플레이(135)로부터 사용자 입력을 수신할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 온도 센서(150), 이를테면 케이싱(145) 부근 센서(150) 및 디스플레이(135) 부근 센서가 디바이스(100)에 제공될 수 있다. 활동 카운터들, 이를테면 CPU 카운터(155), GPU 카운터(160), 및 메모리 카운터(165)는 그것들이 발생시키는 열을 그리고 그것이 스킨 온도에 어떻게 기여하는지를 추정하기 위해 구성요소들에 대한 디바이스 활동 메트릭스를 생성하기 위해 제공될 수 있다.

다양한 실시예에서, 디바이스(100)는 핸드헬드 또는 웨어러블 디바이스, 이를테면 랩탑 컴퓨터, 핸드헬드 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 모바일 디바이스, 전화, 개인 정보 단말기("PDA"), 음악 플레이어, 게임 디바이스 등으로 구현될 수 있다. 디바이스(100)의 특정 예시적인 측면들이 본 출원에 설명되지 않는 결과로, 그러한 예시적인 측면들은 해당 기술분야에서의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이 본 출원의 실시예들의 사상 및 범위를 제한하지 않고 다양한 실시예에 포함될 수 있거나 포함되지 않을 수 있다.

STAPM 제어기(125)는 결정된 스킨 온도에 기초하여 디바이스(100)에 대한 동적 극한 전력을 설정한다. 동적 극한 전력 내에서, STAPM 제어기(125)는 CPU 코어들(110) 및 GPU 코어들(115)의 전압 및 클록 레벨들을 조정하기 위한 전압 및 주파수 스케일링(DVFS)을 구현한다. STAPM 제어기(125)는 또한 시스템 메모리(130)에 할당되는 대역폭 또는 전원 공급 기구(137)에 의해 채용되는 배터리 충전 속도를 그것들의 각각의 열 기여도들을 제어하기 위해 제어할 수 있다. 아래에서 보다 상세하게 설명될 바와 같이, STAPM 제어기(125)는 전체 디바이스의 극한 전력 또는 각각 제어되는 구성요소에 대한 별개의 극한 전력들을 구현할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 스킨 온도 한계는 구성되고 디폴트 패키지 극한 전력(DPPL; default package power limit)과 연관되며, 여기서 디바이스(100)가 장기간 DPPL로 작동한다면, 디바이스(100)의 실제 스킨 온도는 스킨 온도 한계에 거의 도달하나 이를 초과하지 않을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 스킨 온도 한계는 이를테면 디바이스 상태 또는 사용자 선호와 같은 요인들에 따라, 가변적일 수 있다. 몇몇 경우, DPPL은 스킨 온도 한계로 조절될 수 있다.

전압 및 주파수는 일반적으로 DVFS 상태들에 연결되기 때문에(즉, 전압이 감소됨에 따라, 주파수가 또한 감소한다), DVFS 상태들은 또한 간단히 능동 주파수 상태들로 지칭될 수도 있다. 수식어 활성은 대응하는 클록의 주파수가 제로인 비활성 또는 전원 차단 상태와 비교할 때, 처리용 코어(110, 115)가 명령들을 실행할 수 있는 활성 작동 상태를 이어간다는 것을 암시한다. 아래 표 1은 CPU 코어들(110)에 대한 대표적인 DVFS 상태들을 예시한다. P0 내지 P5는 운영 체제(135) 또는 STAPM 제어기(125)에 의해 제어될 수 있는 소프트웨어 표시 상태들을 나타내고, Pb0 내지 Pb1은 STAPM 제어기(125)에 의해 제어될 수 있는 하드웨어 제어 신장 상태들(이를테면 운영 체제(135)와 같은 소프트웨어에 표시되지 않는)을 나타낸다. P0 내지 P5에 대해, P0는 기본 DVFS 상태를 나타내고, 상태 숫자가 증가될 수록, 전압 및 주파수는 감소되며, 그에 따라 P5는 최저 DVFS 상태이다. 신장 상태들과 연관된 전압들 및 주파수들은 기본 상태(P0)의 전압 및 주파수보다 크다. 신장 상태들(Pb1 및 Pb1)은 또한 색인 번호에 따라 감소되는 전압들 및 주파수들을 나타내며, Pb0이 최고 신장 상태이다.

[표 1]

CPUDVFS 상태들

GPU 코어들(115)은 전압들 및 주파수들이 CPU 코어들(110)과 연관된 것들과는 독립적으로 제어되게 하는 전원 플레인들을 독립적으로 제어해왔다. 예시된 예에서, GPU 코어들(115)은 GPU-고 상태(최고 주파수), GPU-중간 상태(중간 주파수), 및 GPU-저 상태(최저 주파수)를 갖는다.

도 2는 몇몇 실시예에 따라, 추정된 스킨 온도에 기초하여 컴퓨팅 시스템(102)에서의 처리용 구성요소들에 대한 극한 전력들을 설정하기 위한 방법(200)의 흐름도이다. 방법 블록(205)에서, STAPM 제어기(125)는 컴퓨팅 시스템(102)을 하우징하는 디바이스의 m개의 위치(예를 들어, 케이싱(145) 또는 디스플레이(135) 상의 하나 이상의 위치)의 스킨 온도(T_skin,m)를 결정한다. 아래에서 보다 상세하게 설명될 바와 같이, 스킨 온도는 온도 센서들(150)을 사용하여 또는 스킨 온도 모델을 채용함으로써 결정될 수 있다. 온도 센서들(150)의 경우, 그것들이 실제로 표면 상이 아니라, 표면 부근에 장착될 수 있음에 따라, 센서 데이터는 스킨 온도를 직접 판독할 수 없을 수 있다. 센서를 커버하는 임의의 재료의 열 저항은 측정된 온도에 오프셋을 생성할 수 있다.

방법 블록(210)에서, 다양한 위치의 스킨 온도들은 최대 스킨 온도 임계치(T_{SKIN_TH})(즉, 스킨 온도 한계)에 비교된다. 몇몇 실시예에서, 최대 스킨 온도 임계치는 또한 위치 종속적일 수 있다(T_SKIN _{_} _TH _{, m}). 예를 들어, 디스플레이(135)는 케이싱(145)과 상이한 스킨 온도 한계를 가질 수 있다. 스킨 온도들 중 임의의 스킨 온도가 T_SKIN _{_} _TH를 초과하는 경우, 컴퓨팅 시스템(102)에 대한 패키지 극한 전력(PPL; package power limit)은 감소된다. 몇몇 실시예에서, T_SKIN _{_} _TH의 값은 고정될 수 있고, 몇몇 실시예에서, 그것을 가변적일 수 있다. PPL은 제어되는 디바이스(100)의 구성요소들 플러스 고정된 기여도들을 갖는 것으로 추정되는 것들에 의해 소비되는 총 전력을 나타낸다. 아래에서 보다 상세하게 설명될 바와 같이, PPL에 의해 설정된 범위 내에서, 각각의 구성요소들의 전력 상태들을 설정하기 위해 다양한 전력 관리 기술이 채용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, PPL을 감소시키는 데 전력 감소가 스킨 온도로 인식될 시간을 허용하기 위해 PPL이 미리 결정된 속도에 따라 증분적으로 감소되는 단계적인 접근법이 사용될 수 있다. STAPM 제어기(125)는 디폴트 패키지 극한 전력(DPPL)에 도달될 때까지 PPL을 감소시키는 데 기여할 수 있다. 가변 스킨 온도 임계치들의 경우, DPPL은 최대 스킨 온도 임계치의 값과 함께 조절될 수 있다. 최대 스킨 온도 임계치 및 DPPL 간 미리 결정된 상관관계가 채용될 수 있다.

방법 블록(220)에서, 다양한 위치의 스킨 온도들은 최대 스킨 온도 임계치(T_{SKIN_TH}) 마이너스 히스테리 오프셋(T_HYS)에 비교된다. 다양한 위치의 최소 스킨 온도가 히스테리시스 조절 임계치보다 낮은 경우, 시스템에 열적 헤드룸이 존재하고 스킨 온도 임계치를 초과하지 않고 시스템 성능을 신장시킬 수 있는 기회가 존재한다. 방법 블록(225)에서는, PPL이 증가된다. 몇몇 실시예에서, PPL은 실리콘에 대한 손상을 방지하도록 설계된 TDP 한계에 대응하는, 열적 패키지 극한 전력 임계치(TPPL; thermal package power limit threshold)에 의해 정의되는 최대로 증가될 수 있다. 다른 실시예들에서, PPL의 증가는 또한 미리 결정된 속도를 사용하여 증분적으로 구현될 수 있다. TPPL 임계치의 값이 실리콘 한계들에 기초하여 결정되기 때문에, 그것은 최대 스킨 온도 임계치의 변화들에 의해 영향을 받지 않는다.

도 2의 실시예는 스킨 온도에 기초하여 전체 PPL을 관리하는 기술을 사용한다. 몇몇 경우, 디바이스(100)에서의 특정 구성요소는 특정 모니터링된 위치의 스킨 온도에 주된 기여자일 수 있다. 예를 들어, 시스템 메모리(130) 위에 배치된 위치의 스킨 온도는 주로 메모리(130)의 활동 레벨에 종속적일 수 있거나, APU(105) 위에 배치된 위치의 스킨 온도는 주로 APU(105)의 활동 레벨에 종속적일 수 있거나, 또는 전원 공급 기구(137) 위에 배치된 위치의 스킨 온도는 주로 배터리의 충전 상태 및 속도에 종속적일 수 있다. 보다 미세한 제어 세분화를 가능하게 하기 위해, STAPM 제어기(125)는 스킨 온도 및 위치에 기초하여 조절될 수 있는 PPL에 의해 정의되는 범위 내에서 구성요소 특정의 극한 전력들을 구현할 수 있다.

도 3은 몇몇 실시예에 따라, 추정된 스킨 온도에 기초하여 컴퓨팅 시스템(102)에서의 구성요소들에 대한 각각의 극한 전력들을 설정하기 위한 방법(300)의 흐름도이다. 방법 블록(305)에서, STAPM 제어기(125)는 컴퓨팅 시스템(102)을 하우징하는 디바이스의 m개의 위치(예를 들어, 케이싱(145) 또는 디스플레이(135) 상의 하나 이상의 위치)의 스킨 온도(T_SKIN,m)를 결정한다.

방법 블록(310)에서, 다양한 위치의 스킨 온도들은 최대 스킨 온도 임계치(T_{SKIN_TH})에 비교된다. 다시, 스킨 온도 임계치는 고정되거나 가변적일 수 있다. 스킨 온도들 중 임의의 스킨 온도가 T_SKIN _{_} _TH를 초과하는 경우, 방법 블록(315)에서 특정 위치 또는 위치들에서의 발열과 연관되는 특정 구성요소가 있는지를 결정하기 위해 방법 블록(310)에서의 극한 전력, 특정 위반 위치 또는 위치들(T_SKIN,m)이 평가된다. 위반 위치가 방법 블록(315)에 종속적인 구성요소인 경우, 방법 블록(320)에서 관련 구성요소의 극한 전력(PLC_j)이 감소된다. 예를 들어, 메모리(130)가 위반 위치의 주된 기여 구성요소인 경우, STAPM 제어기(125)는 메모리(130)의 대역폭 한계를 감소시킬 수 있으며, 여기서 대역폭은 전력에 정비례한다. 전원 공급 기구(137)가 주된 기여 구성요소인 경우, STAPM 제어기(125)는 배터리 충전 속도를 감소시킬 수 있다. 그로 인해, 방법 블록(320)에서 대역폭 한계는 구성요소 극한 전력의 맥락에서 극한 전력을 나타낼 수 있다. APU(105)의 경우, APU 극한 전력이 사용될 수 있거나 각각의 CPU 및 GPU 극한 전력들이 사용될 수 있다. APU(105)에서의 극한 전력의 감소는 일반적으로 보다 낮은 DVFS 상태로의 전이로 귀결된다. 몇몇 실시예에서, 극한 전력들은 주파수/P-상태 한계들을 변경함으로써 간접적으로 제어될 수 있다. 본 예시적인 예들을 위해, 주파수/P-상태 한계들이 극한 전력들로 고려된다. 위반 위치가 방법 블록(315)에 종속적인 구성요소가 아닌 경우, 방법 블록(325)에서 모든 구성요소의 극한 전력이 감소된다. 구성요소 극한 전력들은 비-제어 구성요소들에 대한 고정된 전력 기여와 조합되고 극한 전력들의 조작 동안, 페이지 극한 전력(PPL)에 기초한 제약을 받을 수 있다.

방법 블록(330)에서, 다양한 위치의 스킨 온도들은 최대 스킨 온도 임계치(T_{SKIN_TH}) 마이너스 히스테리 오프셋(T_HYS)에 비교된다. 다양한 위치의 최소 스킨 온도가 히스테리시스 조절 임계치보다 낮은 경우, 시스템에 열적 헤드룸이 존재하고 스킨 온도 임계치를 초과하지 않고 시스템 성능을 신장시킬 수 있는 기회가 존재한다. 방법 블록(335)에서는, 모든 구성요소의 극한 전력들이 증가된다. 몇몇 실시예에서, 구성요소 극한 전력들은 실리콘에 대한 손상을 방지하도록 설계된 각 구성요소에 대한 TDP 한계에 대응하는 각 구성요소에 대한 최대 구성요소 극한 전력들로 증가될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 구성요소 극한 전력들의 증가는 또한 미리 결정된 속도를 사용하여 증분적으로 구현될 수 있다.

패키지 극한 전력 또는 개별적인 구성요소 극한 전력들에 의해 정의되는 작동 범위 내에서, 실제 디바이스 전력 상태(예를 들어, 위에서 설명된 CPU 및 GPU 상태들)를 제어하기 위해 다양한 접근법이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, APU(105)에 대한 DVFS 상태들은 열적 수요예측 내에서 욕심을 내어 전력을 할당하는 것으로 지칭되는 개념인, 총 열용량의 사용을 최대화하기 위해 신장될 수 있다. 최대 스킨 온도 임계치에 도달되지 않은 경우, 전력은 최대 CPU 및 GPU 주파수들 및 메모리 대역폭들에 도달될 때까지 할당된다. 다른 실시예들에서, DVFS 상태들을 조절하기 위해 주파수에 민감한 접근법이 사용될 수 있다.

배터리 충전 속도의 경우, STAPM 제어기(125)는 다른 구성요소들의 활동 상태들에 기초하여 전원 공급 기구(137)에 전력을 우선적으로 할당할 수 있다. 예를 들어, 낮은 APU(105) 활동의 기간 동안, 전원 공급 기구(137)에 의해 채용되는 충전 속도는 시스템 성능에 부정적인 영향을 미치지 않고 보다 빠르게 배터리를 충전하기 위해 증가될 수 있다. 높은 APU(105) 활동의 기간 동안, 충전 속도는 임의의 이용가능한 열적 헤드룸이 컴퓨팅 시스템(102)의 성능을 증가시키기 위해 채용되게 하기 위해 감소될 수 있다. 도 2의 실시예에서, 전원 공급 기구(137)의 열 기여를 처리하기 위해 STAPM 제어기(125)는 충전 속도를 직접 제어할 수 있는 한편, 도 3의 실시예에서, STAPM 제어기(125)는 전원 공급 기구(137)에 대한 구성요소-레벨 극한 전력을 사용할 수 있고, 전원 공급 기구(137)는 그것의 분배된 극한 전력에 기초하여 충전 속도를 제어할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 디바이스(100) 내 온도 센서들(150)을 제공하는 것은 실행가능하지 않을 수 있다. 스킨 온도 분석을 용이하게 하기 위해, 구성요소 활동 레벨들을 복수의 위치의 스킨 온도에 상관시킨 스킨 온도 모델이 사용될 수 있다. 일반적으로, 구성요소에 의해 발생된 열이 그것이 특정 위치의 스킨 온도로서 분명해질 때까지 디바이스를 통해 전도되는 경로가 존재한다. 이러한 열 경로는 전기 회로 유추를 사용하여 모델링될 수 있으며, 여기서 전류는 열 전력과 유사하고 전압은 온도와 유사하다. 발열 구성요소 및 스킨 온도 위치 사이 디바이스의 색인 i로 표현되는 각 레이어는 특유의 열 저항 파라미터(R_th _(i)), 및 특유의 병렬 열용량 파라미터(C_th(i))로 표현될 수 있다. 레이어와 연관된 열 시정수는 열 저항 및 용량의 곱에 의해 표현될 수 있다(τ_i = R_th(i)C_th(i)).

도 4는 소정의 구성요소 및 스킨 온도 위치에 대한 디바이스(100)에서의 레이어들에 대한 열적 사다리 회로 유추(400)를 예시한다. 열적 사다리 회로 유추(400)는 포스터(Foster) RC 네트워크를 나타낸다. 채용되는 특정 수의 레이어 및 각 레이어의 특성들을 디바이스의 특정 구성에 따른다. 예를 들어, APU(105) 및 메모리(130)에 대한 패키지들이 회로 기판 상에 장착될 수 있다. 패키지들 중 하나 또는 둘 위에는 열 분산기가 제공될 수 있다. 캐스팅(145) 상에는 스킨 분산기가 제공될 수 있다. 인쇄 회로 기판을 지지하기 위해 미드프레임이 사용될 수 있다. 방열 요소들에 대한 다양한 구성 및 인쇄 회로 기판의 배향은 다양할 수 있다(예를 들어, 케이싱(145)을 향해 또는 디스플레이(135)를 향해). 각 레이어는 RC 쌍(405A-405D)으로 표현된다.

열적 모델 회로 유추(400)에 기초하여, 복수의 위치의 스킨 온도에 대한 스킨 온도 모델은 다음 식들에 의해 정의된다:

,

여기서 식 파라미터들은:

n = 불연속적 시간 변수의 지시자;

m = 정수, 스킨 온도 위치를 정의하는 변수

M = 정수, 스킨 온도 온도들의 전체 수;

i = 정수, 포스터 RC 네트워크에서의 사다리;

I = 정수, 포스터 RC 네트워크에서의 사다리들의 전체 수;

j = 정수, 발열 구성요소의 수;

J= 정수, 구성요소들의 전체 수;

= 샘플링 시간(또한 T_s로도 알려짐);

τ = RC 사다리들 및 직교-가열 구성요소들과 관련된 시정수;

= RC 사다리들 및 직교-가열 구성요소들과 관련된 열 저항;

= 열적 구성요소 열 전력을 나타내는 시간-종속 변수;

T_amb = 주위 온도(고정된 값 또는 측정된 값); 및

T_sys = 시스템의 정적 비-열적 구성요소 온도 상승

몇몇 실시예에서, 식 2에서 참조되는 주위 온도 및 정적 시스템 온도는 일정한 값들로 추정된다. 다른 실시예들에는, 주위 온도가 측정될 수 있다. 예를 들어, 시스템 초기화 동안 취해지는 온도 센서(150)로부터의 초기 판독치가 시스템이 차가운 경우 주위 온도로서 사용될 수 있다. 열적으로 차폐된 온도는 또한 주위 온도를 동적으로 측정 및 업데이트하기 위해 사용될 수 있다.

열 저항 및 시정수 파라미터들은 소정의 디바이스 설계에 따라 경험적으로 결정될 수 있다. 각 레이어(i)에 대해, 열 저항값은 다음 공식에 기초하여 온도 응답의 냉각 시작 및 정상 상태 값들을 사용하여 획득될 수 있다:

.

τ에 대한 값들은 온도 값이 그것의 정상 상태 값의 대략 63.2%에 이르는 시간(즉, 그것의 최종 점근적 값의 1-1/e에 도달하기 위한 시스템의 계단 응답에 대해 요구되는 시간)에 기초하여 계산될 수 있다.

각 구성요소(STATE_j)의 열 전력 관련 기여도를 결정할 때, 활동을 열 전력(즉, 와트 단위)과 관련 짓는 모델들이 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, STAPM 제어기(125)는 APU(105), 시스템 메모리(130), 및 디스플레이(135)의 열 전력 기여도들을 추적할 수 있다. STAPM 제어기(125)는 활동 메트릭스를 생성하기 위해 CPU 카운터(155)(CPU_CNT), GPU 카운터(160)(GPU_CNT) 및 메모리 카운터(165)(MEM_CNT)를 채용할 수 있다. 카운터들(155, 160, 165)은 도 1에 예시된 바와 같이 분산될 수 있거나, 그것들은 STAPM 제어기(125)로 통합될 수 있다. 기능적 구성요소들은 카운터 데이터를 STAPM 제어기(125)로 넣을 수 있거나 STAPM 제어기(125)가 카운터 데이터에 대한 기능적 구성요소들을 폴링할 수 있다. 몇몇 실시예에서, STAPM 제어기(125)의 몇몇 기능은 (예를 들어, 운영 체제(135)에서의) 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어는 카운터들을 폴링하고 STAPM 제어기(125)에 알릴 수 있다.

열 전력 함수는 다음과 같이 구성요소 전력을 활동과 관련 지어 각 구성요소에 대해 결정된다:

STATE_APU = f(CPU_CNT, GPU_CNT, 베이스누설, V, F, APU 온도),

여기서 베이스누설은 전압 및 온도의 특정 테스트 조건들 하 APU(105)의 열 누설이고, F 및 V는 소정의 순간의 DVFS 상태이며, APU 온도는 통합된 열적 센서들에 의해 보고되는 소정의 순간의 APU(105)의 작동 온도이다. 모델 함수는 타겟 디바이스로부터 실제 전력 측정치들에 기초하여 결정되는 가중치 파라미터들을 갖는 선형 모델을 사용하여 생성될 수 있다.

STATE_메모리 = NumDimms * (DIMM/모듈당 동적 + 누설 전력),

여기서:

DIMM/모듈당 동적 전력 = DdrPowerSlope ^* %Utilization ^*VDDIO² ^*MemClkFreq;

DIMM/모듈당 누설 전력 = DdrPowerOffset ^*VDDIO;

DdrPowerSlope 및 DdrPowerOffset은 타겟 메모리 모듈들 상의 실제 메모리 전력 측정치들에 기초하여 특징지어지는 계수들이고, VDDIO는 메모리 디바이스 전압이고, MemClkFreq는 메모리 클록 주파수이며, %Utilization은 메모리 비지 사이클들의 수 대 메모리 사이클들의 총 수의 비인 MEM_CNT로부터 파생되는 메트릭이다;

STATE_{디스플레이}=Alpha^*AvgBackLight% + Beta^*AvgRefreshRate + Gamma,

여기서Alpha, Beta, Gamma는 타겟 디스플레이 패널 상의 실제 전력 측정치들에 기초하여 특징지어지는 모델 계수들이다.

AvgBackLight% 및 AvgRefreshRate는 APU(105)의 디스플레이 제어 장치에서의 제어 레지스터들로부터 판독되는 배면광 및 복원 레이트 값들의 이동 평균들이다.

STATE_PS=f(ChgState, ChgRate)

여기서ChgState는 전원 공급 기구(137)의 충전 상태이고 ChgRate는 배터리를 충전하기 위해 채용되는 충전 속도이다.

위에서 설명된 최대 스킨 온도 임계치(T_SKIN _{_} _TH) 및 그것과 연관된 전력 임계치들을 설정하기 위해 다양한 접근법이 채용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 최대 스킨 온도 임계치는 고정되어, 채용되는 최소 패키지 극한 전력 임계치, PWR_MIN 및 임의의 구성요소 최소 극한 전력에 대한 고정된 값들로 귀결된다. 몇몇 실시예에서, 최대 스킨 온도 임계치는 이를테면 디바이스 상태 또는 사용자 선호와 같은 요인들에 기초하여 동적으로 설정될 수 있다. 최대 스킨 온도 임계치를 변경하면 패키지 극한 전력 임계치(DPPL)가 변경되게 된다.일반적으로, 최대 스킨 온도를 증가시키면 보다 뜨거운 작동이 허용되기 때문에 컴퓨팅 시스템(102)의 성취할 수 있는 성능이 증가되게 된다.

도5는 몇몇 실시예에 따라, 디바이스 상태에 기초한 스킨 온도 임계치의 조절을 예시하는 도해이다. 디폴트 스킨 온도 임계치(T_SKIN _{_} _DEF)(즉, 또는 상이한 위치들에 대한 상이한 임계치들의 세트)는 블록(500)에 나타낸 바와 같이 복수의 디바이스 상태 요인에 기초하여 조절된다. 개별적인 디바이스 상태 요인들은 구성 상태 조절(505), 외부 상태 조절(510), 어플리케이션 상태 조절(515), 사용 상태 조절(520), 및 하드웨어 상태 조절(525)을 포함할 수 있다. 조절들은 스킨 온도 임계치에 대한 동적 값을 생성하기 위해 블록(500)에서 합산된다. 위에서 설명된 디폴트 패키지 극한 전력 한계(DPPL)는 또한 미리 결정된 식 또는 룩-업 테이블을 사용하여 조절된 스킨 온도 임계치의 함수로서 조절될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 모든 조절(505-525)이 STAPM 제어기(125)에 의해 구현되지는 않을 수 있다.

구성 상태 조절(505)은 사용자 선호 데이터에 기초하여 생성된다. 사용자는 사용자가 디바이스(100)의 온도를 어떻게 인지하는지를 확인하기 위한 질의를 받을 수 있다. 사용자는 선택지들, "보다 따뜻하게 실행", "보다 차갑게 실행", 또는 "변경하지 말 것"을 갖는 스킨 온도 메뉴를 제시받을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 사용자는 디바이스(100)가 측정치들에 기초하여 또는 장기간 DPPL로 작동한 것에 기초하여 스킨 온도 임계치에 이른 것으로 결정된 후 자동으로 질의를 받을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 사용자는 설정 입력 스크린에서 상대 스킨 온도 조절 선택들에 액세스할 수 있다. 사용자의 자동 질의는 주기적으로 또는 다른 조절들이 아래에 설명될 다른 디바이스 상태 조절 요인들에 기초하여 스킨 온도 임계치에 대해 이루어진 후 반복될 수 있다. 사용자 선택에 기초하여, 디폴트 스킨 온도 임계치를 수정하기 위해 조절 요인(TSK_ADJ₁)이 생성될 수 있다. 상이한 위치들에 대한 다수의 스킨 온도 임계치들의 경우, 모든 위치 임계치에 동일한 조절 요인이 적용될 수 있다.

외부 상태 조절(510)은 디바이스(100)의 주위 조건들에 기초한다. 위에서 설명된 스킨 온도 모델 식은 주위 온도 성분(T_amb)을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 주위 온도 성분은 고정된 값인 것으로 추정된다. 몇몇 실시예에서, 온도 센서들(150) 중 하나는 그것이 직접 주변 환경의 주위 온도를 측정하도록 디바이스(100)의 발열 구성요소들로부터 열적으로 차폐될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 주위 온도는 디바이스(100)에 대한 위치 데이터 또는 네트워크 연결 데이터를 사용하여 추론될 수 있다. 예를 들어, 디바이스(100)의 GPS 위치가 사용자가 외부에 있는 것으로 결정되는 경우 디바이스(100) 상에서 실행되는 어플리케이션에 의해 검색되는 날씨 데이터에 기초하여 주변의 주위 온도를 결정하기 위해 채용될 수 있다. 사용자가 내부에 있는 것으로 결정되는 경우, 주위 온도에 대해 추정된 값이 사용될 수 있다. 예를 들어, 디바이스(100)가 사용자에 의해 회사 네트워크로서 지정된 통신 네트워크에 연결된 경우, 사용자는 내부에 위치될 확률이 크다. 주위 온도 조절 요인(TSK_ADJ₂)은 디폴트 값에서 결정된 주위 온도를 감산함으로써 생성될 수 있다. 결정된 주위 온도값이 디폴트 값보다 낮은 경우, 스킨 온도 한계에 대해 양의 오프셋이 생성된다. 결정된 주위 온도값이 디폴트 값보다 높은 경우, 스킨 온도 한계에 대해 음의 오프셋이 생성된다. 스킨 온도가 모델링되는 대신 측정되는, 몇몇 실시예에서, 주위 온도는 모니터링되거나 추정될 필요가 없고 블록(510)의 조절 요인은 무시될 수 있다.

어플리케이션 상태 조절(515)은 컴퓨팅 시스템(102)에 의해 실행되고 있는 애플리케이션들의 유형들에 기초하여 생성된다. 상이한 유형들의 어플리케이션들은 본질적으로 상이한 레벨들의 사용자 상호작용을 수반한다. 스킨 온도 임계치 조절을 용이하게 하기 위해, 어플리케이션들의 상이한 유형들이 상대 상호작용 메트릭스로 분배될 수 있다. 상호작용 메트릭은 어플리케이션 상태 블록(151)에 의해 생성되는 조절 요인(TSK_ADJ₃)의 크기를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 통상적으로 빈번한 사용자 상호작용들을 수반하는 어플리케이션들, 이를테면 이메일 어플리케이션, 웹 브라우저, 또는 비디오 게임은 사용자가 디바이스(100)와 빈번하게 상호작용할 확률이 크기 때문에, 스킨 온도 임계치 조절을 거의 수반하지 않거나 수반하지 않는 "고" 상호작용 메트릭과 연관될 수 있다. 다른 어플리케이션들, 이를테면 비디오 플레이백 어플리케이션들은 "저" 상호작용 메트릭에 대응하여 시작해서 보다 적은 사용자 상호작용을 갖는 경향이 있어, 증가된 플레이백 성능을 제공하기 위해 스킨 온도 임계치에 대한 보다 공격적인, 또는 보다 높은 조절을 가능하게 한다. 다른 애플리케이션들 이를테면 전자책 리더기 또는 레서피 디스플레이 어플리케이션은 간헐적인 사용자 상호작용들을 필요로 하는 "중간" 상호작용 범위에 속해, 중간 레벨 스킨 온도 조절로 귀결된다. 고, 중, 및 저 상호작용 메트릭스와 연관된 특정 온도 조절 양들은 특정 구현에 따라 달라질 수 있다. 블록(505)에 설명된 구성 설정은 또한 상호작용 메트릭스와 연관된 사용자-정의 조절들을 포함할 수 있다.

사용 상태 조절(520)은 사용자가 디바이스(100)를 현재 어떻게 이용하고 있는지를 나타내는 데이터에 기초한다. 디스플레이(135)가 사용자 입력 디바이스로 작동하기 때문에, STAPM 제어기(125)는 사용자 상호작용들과 연관된 터치 빈도를 모니터링한다. 몇몇 실시예에서, 터치 센서는 케이싱 터치 빈도를 생성하기 위해 디바이스(100)에, 이를테면 케이싱(145) 상에 존재할 수 있다. 터치 빈도는 위에서 설명된 어플리케이션 상호작용 메트릭과 유사한 상호작용 메트릭을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 터치 빈도는 어플리케이션 메트릭에 의해 제공되는 간접 측정치와는 대조적으로 상호작용의 실제 측정치이다. 그에 따라 측정된 터치 상호작용 메트릭스가 어플리케이션 상호작용 메트릭 대신 사용될 수 있고 어플리케이션 상태 조절(515)은 무시될 수 있다. 어플리케이션 상호작용 메트릭스와 유사하게, 터치 빈도 상호작용 메트릭스는 "고", "중", 및 "저" 상호작용 임계치들 및 관련 스킨 온도 조절들(TSK_ADJ₄)과 연관될 수 있다. 디스플레이(135) 터치 빈도 및 케이싱(145) 터치 빈도의 조합을 사용하여, STAPM 제어기(125)는 사용자가 디바이스(100)를 어떻게 이용하고 있는지 그리고 디바이스(100)가 언제 터치되고 있는지를 결정할 수 있다. 각각의 스킨 온도 임계치들이 케이싱(145) 및 디스플레이(135)에 대해 구현되는 경우, STAPM 제어기(125)는 최저 터치 상호작용 메트릭을 갖는 위치와 연관된 스킨 온도 임계치를 우선적으로 증가시킬 수 있다.

몇몇 실시예에서, 통화 상태가 또한 사용자 상호작용의 측정치일 수 있다. 예를 들어, 사용자가 통화에 능동적으로 참여되는 경우, 그들은 케이싱(145)(즉, 손) 및 디스플레이(135)(즉, 얼굴) 양자에 터치할 가능성이 크다. 그에 따라, 통화 동안, "고" 상호작용 조절 요인이 사용될 수 있다. 그러나, 사용자가 통화를 걸기 위해, 원격 디바이스, 이를테면 헤드셋을 사용하고 있는 경우, 디바이스(100)의 실제 터칭은 거의 없을 가능성이 크고, "저" 상호작용 조절 요인이 사용될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 근접 센서가 사용자의 존재를 사용자 상호작용의 표시로서 검출하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 카메라 또는 다른 센서는 디바이스(100) 부근 모션을 감지할 수 있고, 그에 따라 사용자가 디바이스(100)와 상호작용하려 할 높아진 가능성을 나타낸다. 사용자 근접이 검출되는 경우 "고" 또는 "중" 상호작용 조절 요인이 사용될 수 있다. 그러나, 사용자 근접이 검출되지 않는 경우 "저" 상호작용 조절 요인이 사용될 수 있다.

하드웨어 상태 조절(525)은 디바이스(100)의 물리적 상태 그리고 그것이 다른 디바이스들과 어떻게 상호접속하고 있는지에 기초하여 생성된다. 예를 들어, 주변 디바이스, 이를테면 헤드셋 또는 도킹 스테이션이 이용되고 있는 경우, 디바이스(100)에 커버가 부착된 경우(즉, 센서 입력 또는 사용자 구성에 기초하여), 또는 디바이스(100)가 외부 전력에 연결된 경우, 양의 스킨 온도 조절 요인(TSK_ADJ₅)이 채용될 수 있다. 이들 요인은 증가된 냉각 성능 또는 증가된 열 저항, 그에 따라 디바이스(100)의 보다 뜨거운 작동과 연관될 수 있다. 예를 들어, 주변 디바이스는 그 자체 냉각 팬을 가질 수 있거나 또는 외부 전원의 존재는 만약 구비된다면, 디바이스(100)의 내부 팬에 대해 증가된 팬 속도를 가능하게 할 수 있다. 커버의 경우, 컴퓨팅 시스템(102)에서의 발열 구성요소들 및 터치면들, 이를테면 케이신(145) 간 열 경로에 열 저항이 증가된다. 주변 디바이스가 도킹 스테이션 또는 스탠드인 경우, 사용자 상호작용이 거의 없을 확률이 크다. 하드웨어 상태는 디바이스(100)에 의해 감지되거나 사용자에 의해 설정될 수 있다. 하드웨어 상태 조절(525)에 대한 특정 값들은 특정 구현 또는 특정 하드웨어 상태(예를 들어, 커버 대 도킹 스테이션)에 따를 수 있다.

블록(500)에서, 디바이스 상태 스킨 온도 임계치 조절들(505-525)이 합산된다. 몇몇 실시예에서, 모든 조절(505-525)이 구현되거나 이네이블되지는 않을 수 있다. 사용자는 조절들에 대한 특정 값들 또는 다양한 조절의 선택적 이네이블링을 구성 데이터로 지정할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 스킨 온도 임계치 조절(500)은 스킨 온도 인식 전력 관리로 채용될 수 있으며, 여기서 조절된 DPPL을 초과하는 선택적 신장이 열적 헤드룸의 이점을 취해 허용된다. 몇몇 실시예에서, 블록(500)에서의 스킨 온도 임계치 조절이 정적 스킨 온도 관리 접근법으로 채용될 수 있으며, 여기서 DPPL의 값은 최대 스킨 온도와 상관되지만(즉 블록(500)에서 조절됨), 실제 스킨 온도는 감지되지도 추정되지도 않고 조절된 패킷 극한 전력을 초과하는 디바이스(100)의 신장은 허용되지 않는다.

몇몇 실시예에서, 위에서 설명된 기능 중 적어도 몇몇이 컴퓨터 판독가능한 매체에 저장된 유형의 하나 이상의 소프트웨어 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로세서에 의해 구현될 수 있고, 이에 의해 하나 이상의 소프트웨어 프로그램은 실행될 때, 하나 이상의 프로세서를 위에서 설명된 처리용 시스템의 하나 이상의 기능을 수행하도록 조작하는 명령들을 포함한다. 나아가, 몇몇 실시예에서, 위에서 설명된 순차적 데이터 인터페이스들은 하나 이상의 집적 회로(IC) 디바이스(또한 집적 회로 칩들로도 지칭됨)로 구현된다. 전자 설계 자동화(EDA) 및 컴퓨터 이용 설계(CAD) 소프트웨어 툴들이 이들 IC 디바이스의 설계 및 제조를 위해 사용될 수 있다. 이들 설계 툴은 통상적으로 하나 이상의 소프트웨어 프로그램으로서 표현된다. 하나 이상의 소프트웨어 프로그램은 회로를 제조하도록 제조 시스템을 설계 또는 적응시키기 위한 프로세스의 적어도 일부를 수행하기 위해 하나 이상의 IC 디바이스의 회로를 나타내는 코드 상에서 작동하기 위해 컴퓨터 시스템을 조작하도록 컴퓨터 시스템에 의해 실행가능한 코드를 포함한다. 이러한 코드는 명령들, 데이터, 또는 명령들 및 데이터의 조합을 포함할 수 있다. 설계 툴 또는 제조 툴을 나타내는 소프트웨어 명령들은 통상적으로 컴퓨팅 시스템에 액세스가능한 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 저장된다. 마찬가지로, IC 디바이스의 설계 또는 제조의 하나 이상의 단계를 나타내는 코드가 동일한 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 또는 상이한 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 저장되고 그것으로부터 액세스될 수 있다.

컴퓨터 판독가능한 저장 매체는 컴퓨터 시스템에 명령들 및/또는 데이터를 제공하기 위해 사용 동안 컴퓨터 시스템에 의해 액세스가능한, 임의의 저장 매체, 또는 저장 매체들의 조합을 포함할 수 있다. 그러한 저장 매체들은 이에 제한되지는 않으나, 광 매체들(예를 들어, 컴팩트 디스크(CD), 디지털 다목적 디스크(DVD), 또는 블루-레이 디스크), 자기 매체들(예를 들어, 플로피 디스크, 자기 테이프 또는 자기 하드 드라이브), 휘발성 메모리(예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 캐시), 비-휘발성 메모리(예를 들어, 판독-전용 메모리(ROM) 또는 플래시 메모리), 또는 미세 전자 기계 시스템들(MEMS)-기반 저장 매체들을 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 저장 매체는 컴퓨팅 시스템(예를 들어, 시스템 RAM 또는 ROM)에 내장되거나, 컴퓨팅 시스템(예를 들어, 자기 하드 드라이브)에 고정적으로 부착되거나, 컴퓨팅 시스템(예를 들어, 광 디스크 또는 유니버셜 시리얼 버스(USB)-기반 플래시 메모리)에 착탈가능하게 부착되거나, 또는 유선 또는 무선 네트워크(예를 들어, 네트워크 액세스가능 저장장치(NAS))를 통해 컴퓨터 시스템에 결합될 수 있다.

도6은 몇몇 실시예에 따라 하나 이상의 측면을 구현하는 IC 디바이스의 설계 및 제조에 대한 예시적인 방법(600)을 예시하는 흐름도이다. 위에서 언급된 바와 같이, 다음 프로세스들의 각각을 위해 생성되는 코드는 대응하는 설계 툴 또는 제조 툴에 의한 액세스 및 사용을 위해 컴퓨터 판독가능한 저장 매체들에 저장되거나 다르게 내장된다.

블록(610)에서 IC 디바이스에 대한 기능 명세가 생성된다. 기능 명세(보통 마이크로 아키텍처 명세(MAS; micro architecture specification)로 지칭됨)는 C, C++, SystemC, Simulink, 또는MATLAB을 포함하여, 다양한 프로그래밍 언어 또는 모델링 언어 중 임의의 것으로 표현될 수 있다.

블록(620)에서, 기능 명세가 IC 디바이스의 하드웨어를 나타내는 하드웨어 설명 코드를 생성하기 위해 사용된다. 몇몇 실시예에서, 하드웨어 설명 코드는 적어도 하나의 하드웨어 설명 언어(HDL)를 사용하여 표현되며, 이는 IC 디바이스의 회로들의 형식적 설명 및 설계를 위한 다양한 컴퓨터 언어, 명세 언어, 또는 모델링 언어 중 임의의 것을 포함한다. 생성된 HDL 코드는 통상적으로 IC 디바이스의 회로들의 작동, 회로들의 설계 및 조직을 나타내고, 시뮬레이션을 통해 IC 디바이스의 정확한 작동을 검증하기 위해 테스트한다. HDL의 예들은Analog HDL(AHDL), Verilog HDL, SystemVerilog HDL, 및 VHDL을 포함한다. 동기화된 디지털 회로들을 구현하는IC 디바이스들에 대해, 하드웨어 기술자 코드는 동기 디지털 회로들의 작동들의 추상 표현을 제공하기 위해 레지스터 전달 레벨(RTL) 코드를 포함한다. 다른 유형들의 회로에 대해, 하드웨어 기술자 코드는 회로의 작동의 추상 표현을 제공하기 위해 거동-레벨 코드를 포함할 수 있다. 하드웨어 설명 코드에 의해 표현되는HDL 모델은 통상적으로 일 회 이상의 시뮬레이션 및 설계 검증을 통과하기 위한 디버깅의 대상이 된다.

하드웨어 설명 코드에 의해 표현되는 설계를 검증한 후, 블록(630)에서 IC 디바이스이 회로의 초기 물리적 구현을 나타내거나 정의하는 코드를 생성하기 위한 하드웨어 설명 코드를 합성하기 위해 합성 툴이 사용된다. 몇몇 실시예에서, 합성 툴은 회로 디바이스 인스턴스들(예를 들어, 게이트들, 트랜지스터들, 레지스터들, 커패시터들, 인덕터들, 다이오드들 등)을 포함하는 하나 이상의 넷리스트 및 회로 디바이스 인스턴스들 사이 넷들, 또는 연결들을 생성한다. 대안적으로, 넷리스트의 전부 또는 일부가 합성 툴을 사용하지 않고 수동으로 생성될 수 있다. 하드웨어 설명 코드와 같이, 넷리스트들도 하나 이상의 넷리스트의 최종 세트가 생성되기 전 한 번 이상의 테스트 및 검증 프로세스의 대상이 될 수 있다.

대안적으로, 개략적인 편집기 툴이 IC 디바이스의 회로의 개략도를 드래프트하기 위해 사용될 수 있고 그 다음 개략적인 캡처 툴이 결과적인 회로도를 캡처하기 위해 그리고 회로도의 구성요소들 및 연결을 나타내는 하나 이상의 넷리스트(컴퓨터 판독가능한 매체들 상에 저장됨)를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 그 다음 캡처된 회로도는 테스팅 및 검증을 위해 일 회 이상의 시뮬레이션의 대상이 될 수 있다.

블록(640)에서, 하나 이상의 EDA 툴은 IC디바이스의 회로의 물리적 레이아웃을 나타내는 코드를 생성하기 위해 블록(630)에서 생성된 넷리스트들을 사용한다. 이러한 프로세스는 예를 들어, IC 디바이스의 회로의 각 요소의 위치를 결정 또는 고정하기 위해 넷리스트들을 사용하는 배치 툴을 포함할 수 있다. 나아가, 라우팅 툴이 넷리스트(들)에 따라 회로 요소들을 연결하기 위해 요구되는 선들을 추가 및 라우팅하기 위해 배치 프로세스 상에 구축된다. 결과적인 코드는 IC 디바이스의 3-차원 모델을 나타낸다. 코드는 데이터베이스 파일 포맷, 이를테면, 예를 들어, 그래픽 데이터베이스 시스템 II(GDSII) 포맷으로 표현될 수 있다. 이러한 포맷의 데이터는 통상적으로 기하학적 형상들, 텍스트 라벨들, 및 회로 레이아웃에 대한 다른 정보를 계층적인 형태로 나타낸다.

블록(650)에서, 물리적 레이아웃 코드(예를 들어, GDSII 코드)가 제조 설비에 제공되며, 이는 IC 디바이스를 제조하기 위해 (예를 들어, 마스크 워크들을 통해) 제조 설비의 제조 툴들을 구성 또는 그 외 적응시키기 위해 물리적 레이아웃 코드를 사용한다. 즉, 물리적 레이아웃 코드는 하나 이상의 컴퓨터 시스템으로 프로그래밍될 수 있으며, 이는 그 다음 전체적으로 또는 부분적으로, 제조 설비의 툴들의 작동 또는 그 안에서 수행되는 제조 동작들을 제어할 수 있다.

본 출원에 개시된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 방법은 컴퓨팅 시스템을 하우징하는 디바이스의 외면 상의 적어도 하나의 위치의 결정된 스킨 온도에 기초하여 컴퓨팅 시스템의 극한 전력을 제어하는 단계를 포함한다.

본 출원에 개시된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 처리기는 처리 장치 및 처리기를 하우징하는 디바이스의 외면 상의 적어도 하나의 위치의 결정된 스킨 온도에 기초하여 처리 장치의 극한 전력을 제어하기 위한 전력 관리 제어기를 포함한다.

본 출원에 개시된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 디바이스는 케이싱, 케이싱에 의해 지지되는 디스플레이, 케이싱 내에 장착된 처리 장치, 및 케이싱 또는 디스플레이의 외면 상의 적어도 하나의 위치의 결정된 스킨 온도에 기초하여 처리 장치의 극한 전력을 제어하기 위한 전력 관리 제어기를 포함한다.

본 출원에 개시된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체들은 처리기의 적어도 일부를 제조하기 위해 프로세스의 일부를 수행하도록 적어도 하나의 컴퓨터 시스템을 적응시키기 위한 코드를 저장한다. 처리기는 처리 장치 및 처리기를 하우징하는 디바이스의 외면 상의 적어도 하나의 위치의 결정된 스킨 온도에 기초하여 처리 장치의 극한 전력을 제어하기 위한 전력 관리 제어기를 포함한다.

본 출원에 개시된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 방법은 디바이스 상태에 기초하여 디바이스의 최대 스킨 온도 임계치를 조절하는 단계, 결정된 최대 스킨 온도 임계치에 기초하여 디바이스에 대한 극한 전력을 조절하는 단계, 및 조절된 극한 전력에 기초하여 디바이스를 작동시키는 단계를 포함한다.

본 출원에 개시된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 처리기는 처리 장치 및 디바이스 상태에 기초하여 최대 스킨 온도 임계치를 조절하고 조절된 최대 스킨 온도 임계치에 기초하여 처리 장치에 대한 극한 전력을 조절하기 위한 전력 관리 제어기를 포함한다.

본 출원에 개시된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체들은 처리기의 적어도 일부를 제조하기 위해 프로세스의 일부를 수행하도록 적어도 하나의 컴퓨터 시스템을 적응시키기 위한 코드를 저장한다. 처리기는 처리 장치 및 디바이스 상태에 기초하여 최대 스킨 온도 임계치를 조절하고 조절된 최대 스킨 온도 임계치에 기초하여 처리 장치에 대한 극한 전력을 조절하기 위한 전력 관리 제어기를 포함한다.

일반적인 설명으로 위에서 설명된 모든 활동 또는 요소가 필수적인 것은 아니라는 것, 특정 활동 또는 디바이스의 일부가 요구되지 않을 수 있다는 것, 그리고 설명된 것들에 더하여, 하나 이상의 추가 활동이 수행되거나 요소들이 포함될 수 있다는 것을 주의하자. 더 나아가, 활동들이 나열된 순서는 반드시 그것들이 수행되는 순서는 아니다.

또한, 개념들은 특정 실시예들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 해당 기술분야에서의 통상의 기술자는 아래 청구항들에 제시된 바와 같이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있다는 것을 이해한다. 따라서, 명세서 및 도면들은 제한적인 의미가 아니라 예시적인 의미로 해석되어야 하고, 모든 그러한 변형이 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

스킨 온도 인식 전력 관리의 사용은 디바이스(100)의 시변 열적 헤드룸의 기회주의적 사용이 APU(105)를 신장시키게, 그리고 그로 인해, 성능을 향상시키게 한다. 이러한 신장은 편의 관점에서 사용자 경험에 부정적인 영향을 미치지 않고 성능 관점에서 해당 경험을 향상시킨다.

혜택들, 다른 이점들, 및 문제들에 대한 솔루션들이 특정 실시예들에 관해 위에서 설명되었다. 그러나, 혜택들, 다른 이점들, 문제들에 대한 솔루션들, 및 임의의 혜택, 이점, 또는 솔루션이 발생하거나 보다 현저해지게 될 수 있는 임의의 특징(들)은 임의의 또는 모든 청구항의 임계적, 필수적, 또는 본질적 특징인 것으로 간주되지 않아야 한다.

Claims

방법으로서, 상기 방법은,
컴퓨팅 시스템(102)을 하우징하는 디바이스(100)의 외면(145)의 위치에서 스킨 온도를 결정하는 것과, 여기서 상기 스킨 온도를 결정하는 것은,
상기 컴퓨팅 시스템 내의 복수의 구성요소들 중 각각의 구성요소에 의해 발생된 열 전력을 추정하는 것과, 그리고
상기 스킨 온도를 결정하기 위해 상기 복수의 구성요소들 중 각각의 구성요소에 의해 발생된 상기 열 전력의 기여도들을 합산하는 것을 포함하며;
상기 디바이스 상에서 실행되는 어플리케이션의 상호작용 메트릭에 적어도 부분적으로 기초하여 스킨 온도 임계치를 결정하는 것과, 여기서 상기 상호작용 메트릭은 상기 디바이스와의 사용자 상호작용의 양(amount)과 연관되며; 그리고
상기 스킨 온도를 상기 스킨 온도 임계치와 비교하는 것에 기초하여 상기 컴퓨팅 시스템의 극한 전력(power limit)을 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 위치에서 상기 스킨 온도를 결정하는 것은 또한, 상기 외면 부근에 위치되는 온도 센서(150)를 사용하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 위치에서 상기 스킨 온도를 결정하는 것은, 상기 위치에서의 상기 스킨 온도를 상기 컴퓨팅 시스템 내의 상기 복수의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소에 의해 발생된 상기 열 전력의 함수로서 추정하기 위해 스킨 온도 모델(400)을 사용하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 디바이스는 복수의 레이어들을 포함하고,
상기 스킨 온도 모델은 상기 복수의 레이어들 각각에 대한 열적 특성 파라미터들을 포함하되, 각각의 레이어에 대한 상기 열적 특성 파라미터들은 열 저항 파라미터 및 열 시상수 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 3에 있어서, 상기 방법은 또한,
상기 구성요소와 연관된 활동 메트릭에 기초하여 상기 복수의 구성요소들 중 각각의 구성요소에 의해 발생된 열 전력을 추정하는 것과; 그리고
상기 스킨 온도를 결정하기 위해 상기 복수의 구성요소들 각각의 상기 열 전력의 기여도들을 합산하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 5에 있어서,
상기 극한 전력을 제어하는 것은,
상기 스킨 온도가 상기 스킨 온도 임계치보다 높은 것 그리고 상기 복수의 구성요소들 중 선택된 구성요소가 상기 위치에서의 스킨 온도에 주된 기여자로서 지정되는 것에 응답하여,
상기 복수의 구성요소들 중 상기 선택된 구성요소에 대한 개별적인 극한 전력을 감소시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 방법은 또한, 상기 외면 상의 복수의 위치들에서 스킨 온도를 결정하는 것을 포함하고,
상기 극한 전력을 제어하는 것은,
상기 복수의 위치들에서의 상기 스킨 온도들 중 최소 스킨 온도가 상기 스킨 온도 임계치 마이너스 히스테리시스 오프셋보다 낮은 것에 응답하여, 상기 극한 전력을 증가시키는 것; 및
상기 복수의 위치들에서의 상기 스킨 온도들 중 최대 스킨 온도가 상기 스킨 온도 임계치보다 높은 것에 응답하여, 상기 극한 전력을 감소시키는 것
중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
처리기(105)로서, 상기 처리기는,
처리 장치(110, 115); 및
전력 관리 제어기(125)를 포함하고,
상기 전력 관리 제어기는,
상기 처리 장치를 하우징하는 디바이스(100)의 외면(145)의 위치에서 스킨 온도를 결정하는 것과, 여기서 상기 스킨 온도를 결정하는 것은,
상기 처리 장치를 포함하는 복수의 구성요소들 중 각각의 구성요소에 의해 발생된 열 전력을 추정하는 것과, 그리고
상기 스킨 온도를 결정하기 위해 상기 복수의 구성요소들 중 각각의 구성요소에 의해 발생된 상기 열 전력의 기여도들을 합산하는 것을 포함하며;
상기 디바이스 상에서 실행되는 어플리케이션의 상호작용 메트릭에 적어도 부분적으로 기초하여 스킨 온도 임계치를 결정하는 것과, 여기서 상기 상호작용 메트릭은 상기 디바이스와의 사용자 상호작용의 양과 연관되며; 그리고
상기 스킨 온도를 상기 스킨 온도 임계치와 비교하는 것에 기초하여 상기 처리 장치의 극한 전력을 제어하는 것을
수행하는 것을 특징으로 하는 처리기.
청구항 8에 있어서,
상기 전력 관리 제어기는 또한 상기 위치의 상기 스킨 온도를 나타내는 수신된 센서 데이터(150)에 기초하여 상기 스킨 온도를 결정하는 것을 특징으로 하는 처리기.
청구항 8에 있어서,
상기 전력 관리 제어기는, 상기 위치에서의 상기 스킨 온도를 적어도 상기 처리 장치에 의해 발생된 상기 열 전력의 함수로서 추정하기 위해 스킨 온도 모델(400)을 사용하여 상기 위치에서의 상기 스킨 온도를 결정하는 것을 특징으로 하는 처리기.
청구항 10에 있어서,
상기 전력 관리 제어기는,
상기 복수의 구성요소들 각각과 연관된 활동 메트릭에 기초하여 상기 복수의 구성요소들에 의해 발생된 열 전력을 추정하는 것과, 그리고
상기 스킨 온도를 결정하기 위해 상기 복수의 구성요소들 각각의 상기 열 전력의 기여도들을 합산하는 것을
수행하는 것을 특징으로 하는 처리기.
청구항 11에 있어서,
상기 전력 관리 제어기는,
상기 스킨 온도가 상기 스킨 온도 임계치보다 높은 것 그리고 상기 복수의 구성요소들 중 선택된 구성요소가 상기 위치에서의 스킨 온도에 주된 기여자로서 지정되는 것에 응답하여,
상기 복수의 구성요소들 중 상기 선택된 구성요소에 대한 개별적인 극한 전력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 처리기.
청구항 8에 있어서,
상기 전력 관리 제어기는 상기 외면 상의 복수의 위치들에서 스킨 온도를 결정하고,
상기 전력 관리 제어기는,
상기 복수의 위치들에서의 상기 스킨 온도들 중 최소 스킨 온도가 상기 스킨 온도 임계치 마이너스 히스테리시스 오프셋보다 낮은 것에 응답하여, 상기 극한 전력을 증가시키는 것; 및
상기 복수의 위치들에서의 상기 스킨 온도들 중 최대 스킨 온도가 상기 스킨 온도 임계치보다 높은 것에 응답하여, 상기 극한 전력을 감소시키는 것
중 적어도 하나에 의해 상기 극한 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 처리기.
디바이스(100)로서, 상기 디바이스는,
케이싱(145);
상기 케이싱에 의해 지지되는 디스플레이(135);
상기 케이싱 내에 장착되는 처리 장치(110, 115); 및
전력 관리 제어기(125)를 포함하고,
상기 전력 관리 제어기는,
상기 케이싱의 위치에서 스킨 온도를 결정하는 것과, 여기서 상기 스킨 온도를 결정하는 것은,
상기 처리 장치를 포함하는 복수의 구성요소들 중 각각의 구성요소에 의해 발생된 열 전력을 추정하는 것과, 그리고
상기 스킨 온도를 결정하기 위해 상기 복수의 구성요소들 중 각각의 구성요소에 의해 발생된 상기 열 전력의 기여도들을 합산하는 것을 포함하며;
상기 디바이스 상에서 실행되는 어플리케이션의 상호작용 메트릭에 적어도 부분적으로 기초하여 스킨 온도 임계치를 결정하는 것과, 여기서 상기 상호작용 메트릭은 상기 디바이스와의 사용자 상호작용의 양과 연관되며; 그리고
상기 스킨 온도를 상기 스킨 온도 임계치와 비교하는 것에 기초하여 상기 처리 장치의 극한 전력을 제어하는 것을
수행하는 것을 특징으로 하는 디바이스.