RU2176813C2 - Способ и устройство для увеличения эффективности процессора - Google Patents

Способ и устройство для увеличения эффективности процессора Download PDF

Info

Publication number
RU2176813C2
RU2176813C2 RU97119657/09A RU97119657A RU2176813C2 RU 2176813 C2 RU2176813 C2 RU 2176813C2 RU 97119657/09 A RU97119657/09 A RU 97119657/09A RU 97119657 A RU97119657 A RU 97119657A RU 2176813 C2 RU2176813 C2 RU 2176813C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
processor
frequency
clock frequency
clock
indicated
Prior art date
Application number
RU97119657/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU97119657A (ru
Inventor
Рандалл Моут
Original Assignee
Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Самсунг Электроникс Ко., Лтд. filed Critical Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Publication of RU97119657A publication Critical patent/RU97119657A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2176813C2 publication Critical patent/RU2176813C2/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26Power supply means, e.g. regulation thereof
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/04Generating or distributing clock signals or signals derived directly therefrom
    • G06F1/08Clock generators with changeable or programmable clock frequency
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/20Cooling means
    • G06F1/206Cooling means comprising thermal management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Power Sources (AREA)
  • Microcomputers (AREA)
  • Executing Machine-Instructions (AREA)
  • Test And Diagnosis Of Digital Computers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройству и способу оптимизации скорости быстродействия микропроцессора. Технический результат заключается в повышении производительности процессора. Оптимальную рабочую частоту для процессоров устанавливают на основе индивидуальных рабочих характеристик каждого процессора. Напряжение источника питания, прикладываемое к процессору, увеличивают до максимальной величины, определенной для процессора, вручную или автоматически. Это дает процессору возможность работать при максимально возможной частоте. Тактовую частоту процессора изменяют относительно тактовой частоты объединительной платы так, чтобы его тактовая частота могла быть произвольно отрегулирована до максимальной рабочей частоты. Для определения максимальной тактовой частоты, при которой процессор будет работать должным образом, используют способ последовательного приближения. 2 c. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Description

Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству и способу оптимизации скорости быстродействия кристаллом микропроцессора.
Описание известного уровня техники
Хорошо известным критерием эффективности кристалла процессора является частота, при которой работает кристалл процессора. Кристаллы процессоров, которые работают при более высокой тактовой частоте, способны обрабатывать больше информации за более короткое время, чем эквивалентные кристаллы процессоров, которые работают при более низкой тактовой частоте. Таким образом, желательно, чтобы кристалл процессора работал при максимальной тактовой частоте, при которой этот конкретный кристалл процессора может работать правильно без отказов вследствие внутренних задержек, теплового разрушения процессора или ухудшения эффективности вследствие автоматического отключения из-за теплового воздействия.
Во многих случаях применения кристаллы процессоров используют в вычислительных системах для работы при тактовой частоте, которая значительно ниже максимальной рабочей частоты, которую процессор может выдерживать без вышеуказанных отказов или предохранительного отключения. Это может иметь место по многим причинам. Например, поскольку кристаллы процессоров, как правило, классифицируют на две или три категории в зависимости от скорости обработки данных (например, 66 МГц, 100 МГц и так далее), многие кристаллы процессоров, которые фактически способны работать при более высоких тактовых частотах, чем указано в стандартах на классификацию по тактовой частоте, просто отрегулированы до более низкой тактовой частоты для согласования с категорией тактовой частоты для данного компьютера. Кроме того, предприятия-изготовители кристаллов процессоров иногда производят избыток кристаллов, которые способны работать при скорости быстродействия или выше скорости быстродействия в своей категории (например, 100 МГц), но вследствие планов маркетинга предприятие-изготовитель будет продавать этот процессор как процессор более низкой категории, сохраняя более низкие скорости быстродействия до тех пор, пока рынок не потребует категории, соответствующей более высокой скорости быстродействия. Наконец, иногда кристаллы процессоров испытывают только в условиях приложения низкого электрического напряжения. Как хорошо известно, если к кристаллу микропроцессора прикладывают более высокое напряжение от источника электропитания, то это, как правило, способствует увеличению максимальной тактовой частоты, при которой способен работать кристалл процессора. Это имеет место, поскольку более высокое напряжение приводит к уменьшению емкостных временных задержек в схемотехнике процессора. Однако вследствие увеличения тепловыделения, необходимости источника электропитания и, в конце концов, напряжения, приводящего к разрушению полупроводника, напряжение источника питания, прикладываемое ко многим кристаллам микропроцессоров от источника электропитания, часто поддерживают низким. Таким образом, некоторые кристаллы процессоров, которые способны работать при более высоких тактовых частотах, иногда классифицируются в категории, характеризующиеся более низкой тактовой частотой, вследствие условий, в которых проводят испытание.
Один известный способ увеличения эффективности процессора заключается в блокировании тактового сигнала объединительной схемной платы и в введении источника более высокой тактовой частоты. Однако такой способ обычно требует того, чтобы все компоненты системы на объединительной плате (например, запоминающее устройство, шина объединительной платы, устройства ввода-вывода и так далее) работали при повышенной тактовой частоте. По этой причине такой вариант воплощения не может быть использован для увеличения эффективности, если один из компонентов системы не выполнен с возможностью работы при более высокой тактовой частоте.
Таким образом, для оптимизации эффективности отдельного кристалла процессора было бы желательным, если бы устройство и способ увеличения эффективности тактовой частоты кристалла процессора могли быть реализованы предприятиями- изготовителями или отдельными владельцами персональных компьютеров после покупки кристаллов процессоров.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ увеличения эффективности кристалла процессора, поддающейся изменению, частоты, в котором кристалл процессора имеет определенный максимальный уровень напряжения и приводится в действие посредством напряжения источника питания с цифровым управлением, предусматривает приложение цифровой величины управления источником питания для регулировки напряжения источника питания до определенного максимального уровня напряжения; приложение первой цифровой величины к кристаллу процессора для регулировки тактовой частоты, при которой работает кристалл процессора, до начальной частоты; определение работает ли вычислительная система должным образом, когда кристалл процессора настроен при этой частоте; и если вычислительная система должным образом не работает, когда кристалл процессора настроен при этой начальной частоте, приложение других цифровых величин к кристаллу процессора для уменьшения тактовой частоты до тех пор, пока не будет найдена максимальная тактовая частота, при которой кристалл процессора работает должным образом. Если вычислительная система работает должным образом, когда кристалл процессора настроен при начальной частоте, то для увеличения тактовой частоты цифровые величины прикладываются до тех пор, пока не будет найдена максимальная тактовая частота, при которой вычислительная система работает должным образом.
В предпочтительном варианте осуществления для увеличения или уменьшения тактовой частоты используется последовательное приближение.
В другом предпочтительном варианте осуществления способ дополнительно предусматривает текущий контроль температуры кристалла процессора и формирование сигнала прерывания для уменьшения рабочей частоты процессора, когда температура превышает пороговую величину, до тех пор, пока температура процессора не опустится до безопасной величины, при которой процессору разрешается работать при его начальной тактовой частоте.
В особенно предпочтительном варианте осуществления способ предусматривает повышенное охлаждение процессора. В одном исполнении для увеличения охлаждения процессора может быть использован вентилятор или теплоотвод.
В другом аспекте предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения является способ увеличения эффективности кристалла процессора, поддающейся изменению частоты, в котором кристалл процессора приводится в действие посредством напряжения источника питания с цифровым управлением. Способ предусматривает приложение цифровой величины управления источником питания к источнику питания для регулировки напряжения источника питания до уровня напряжения в рабочем диапазоне кристалла процессора; приложение первой цифровой величины регулировки частоты к кристаллу процессора для регулировки тактовой частоты, при которой работает кристалл процессора, до начальной частоты; определение, работает ли кристалл процессора должным образом при начальной частоте; и приложение других цифровых величин регулировки частоты к кристаллу процессора для регулировки тактовой частоты совместно с напряжением источника питания для определения максимальной тактовой частоты, при которой кристалл процессора работает должным образом.
В предпочтительном варианте воплощения для увеличения или уменьшения тактовой частоты используют последовательное приближение.
В другом предпочтительном варианте осуществления способ дополнительно предусматривает текущий контроль температуры кристалла процессора и формирование сигнала прерывания для уменьшения рабочей частоты процессора, когда температура превышает пороговую величину, до тех пор, пока температура процессора не опустится до безопасной величины, при которой процессору разрешается работать при его начальной тактовой частоте.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления способ предусматривает повышенное охлаждение процессора. В особенно предпочтительном варианте осуществления для обеспечения увеличения охлаждения процессора может быть использован вентилятор или теплоотвод.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - сильно упрощенная блок-схема вычислительной системы, в которой используется способ увеличения эффективности процессора, соответствующий настоящему изобретению.
Фиг. 2 - блок-схема одного исполнения части, соответствующей преобразователю частоты, вычислительной системы, показанной на фиг. 1.
Фиг. 3 - блок-схема, иллюстрирующая общий способ увеличения эффективности процессора, соответствующий настоящему изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 иллюстрируется сильно упрощенная блок-схема вычислительной системы 100, созданной в соответствии с реализацией настоящего изобретения. Квалифицированному в этой области техники специалисту будет очевидно, что с целью ясности отображения сущности настоящего изобретения на фиг.1 не показана дополнительная схемотехника, которую, как правило, содержит вычислительная система 100. Вычислительная система 100 содержит центральный процессор 110, который может, например, содержать кристалл микропроцессора P6, выпускаемый на промышленной основе компанией INTEL. Центральный процессор или процессор 110 взаимодействует с другими устройствами, например запоминающим устройством, устройствами ввода-вывода и так далее, 120 на объединительной плате с помощью шины 130 микропроцессора и основной логической схемы 135. Процессор 110 содержит также управляющий регистр 140 (источника питания), который хранит величину (регулировки напряжения), которую используют для управления напряжением регулирования источника питания 145 центрального процессора.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения линии из управляющего регистра источника питания, которые используют для управления источником питания 145 центрального процессора, отсоединены, и управление источником питания 145 центрального процессора обеспечивается посредством внешнего управляющего прибора, например матрицы переключателей или отдельного микроконтроллера.
Процессор 110 содержит внутренний преобразователь 160 частоты, который формирует внутреннюю тактовую частоту, получаемую из тактовой частоты, подаваемой компонентам системы объединительной платы. Преобразователь 160 частоты принимает входной тактовый сигнал из генератора 165 по линии 167.
Преобразователь 160 частоты работает при частоте, определяемой при возврате в исходное состояние уровнями фиксирующегося напряжения на штырьковых выводах центрального процессора 110, как определено спецификацией на аппаратное обеспечение предприятием-изготовителем центрального процессора. Эти штырьковые выводы управляются мультиплексором 141. Если возврат в исходное состояние не осуществляется, то эти штырьковые выводы управляются основной логической схемой 135. Во время возврата в исходное состояние эти штырьковые выводы управляются аппаратурой 143 регулирования частоты, которая может быть либо переключателями, либо соединителями с постоянными схемами.
Как хорошо известно квалифицированным в этой области техники специалистам и как кратко описано выше, максимальная тактовая частота, при которой процессор способен работать, является функцией напряжения, прикладываемого к процессору 110 от источника питания, в определенном диапазоне напряжений источника питания, как ограничено предприятием-изготовителем кристалла для предотвращения электрического пробоя. Однако, когда напряжение источника питания увеличивается, увеличивается также вероятность теплового пробоя полупроводника. Таким образом, настоящее изобретение обладает преимуществом технологий управления выделением тепла посредством регулировки температуры процессора с помощью технологии прерывания управления системой или посредством подключения дополнительного теплоотвода, как требуется в соответствии с конкретным случаем применения. Прерывание управления системой заставляет процессор остановить или замедлить работу, если температура процессора 110 превышает некоторую (пороговую) величину. Процессор возобновляет нормальную работу, как только процессор 110 охладится достаточно хорошо.
Как можно видеть для некоторых случаев применения, остановка или замедление процессора 110 вследствие прерывания управления системой может привести к тому, что процессор 110 фактически работает с менее эффективной скоростью быстродействия для более высокого напряжения источника питания. В этих случаях применения должен быть найден такой баланс, чтобы процессор 110 мог работать при оптимальной позволительной тактовой частоте для отдельных характеристик этого кристалла. Таким образом, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения способ регулировки напряжения источника питания, а также тактовой частоты, подаваемой к процессору 110, определяет оптимальную тактовую частоту, при которой процессор 110 способен работать. Кроме того, в этом случае максимальная тактовая частота для каждого отдельного процессора может быть использована без риска уменьшения эксплуатационной долговечности процессора 110.
Оптимальная рабочая тактовая частота процессора 110 может быть определена в течение включения электропитания под контролем контроллера 143 частоты при использовании внутреннего самотестирования процессора 110. Как только эта оптимальная тактовая частота определена, процессор 110 работает нормально совместно с компонентами 120 и 135 системы на объединительной плате. Настоящее изобретение имеет преимущество непостоянного отношения тактовой частоты процессора к тактовой частоте объединительной платы. Поскольку тактовая частота процессора может быть изменена относительно рабочей частоты объединительной платы, для процессора 110 может быть определена любая тактовая частота без воздействия на тактовую частоту компонентов 120 и 135 системы объединительной платы.
На фиг. 2 иллюстрируется сильно упрощенная блок-схема преобразователя 160 частоты, который, как правило, содержится в процессоре 110. Как показано на фиг. 2, преобразователь 160 частоты содержит первую схему 200 делителя частоты, которая принимает частотный вход по линии 167 и величину частотного пересчетного устройства из первого трехразрядного регистра 210 по трехжильной шине 212. Выход 202 делителя частоты (равный частоте входа, разделенной на А, где А является величиной входа трехразрядного пересчетного устройства, хранимой в первом регистре 210) обеспечивается как первый вход 202 в систему 220 фазовой автоподстройки частоты.
Выход 222 системы 220 фазовой автоподстройки частоты подается назад во второй вход 232 системы 220 фазовой автоподстройки частоты через схему 230 делителя частоты. Схема 230 делителя частоты делит частоту выходного сигнала 222 системы 220 фазовой автоподстройки частоты посредством величины пересчетного устройства до величины, хранимой во втором трехразрядном регистре 240. Величина трехразрядного пересчетного устройства обеспечивается как вход в делитель 230 частоты по трехжильной шине 242.
Поскольку система 220 фазовой автоподстройки частоты пытается сохранить равенство фазы и частоты сигналов, подаваемых к ее первому и второму входам, частота выходного сигнала 222, обеспечиваемая системой 220 фазовой автоподстройки частоты, равна входной частоте сигнала 167 тактов В (где B равно трехразрядной величине, хранимой во втором регистре 240), разделенных на величину А. Пока выходная частота 222, обеспечиваемая системой 220 фазовой автоподстройки частоты, равна входной частоте 167 тактов В, разделенных на величину А, частота сигналов, подаваемых к первому и второму входам 202 и 232 системы фазовой автоподстройки частоты, равна входной частоте, разделенной на величину А. Необходимо отметить, что в том варианте осуществления, где А и В являются трехразрядными двоичными счетчиками, А и В будут, как правило, иметь величину в диапазоне 1-8 (десятичное число). Кроме того, должно быть очевидным, что foutmax = fin x 8 и foutmin = fin + 8. Поскольку имеется восемь возможных числовых значений В и А, по этой причине имеется 8 x 8 = 64 возможных отношений. В этом случае тактовый сигнал процессора может быть отрегулирован при любом отношении, определяемом величинами В и А пересчетного устройства, так что тактовая частота объединительной платы в соответствии с этим не связана с тактовой частотой процессора. Управляющие регистры 210 и 240 счетчика, как правило, являются выходом из таблицы 260 преобразования в аппаратном обеспечении процессора. Регистр 250 используют для выбора одного ввода из таблицы преобразования. Хотя нет необходимости для функционирования преобразователя частоты, таблицу преобразования обычно включают для уменьшения числа штырьковых выводов, требуемых для определения отношения. В том варианте осуществления, где все регистры 250, 210 и 240 являются трехразрядными регистрами, 64 возможных отношения уменьшаются до подгруппы из восьми отношений. Ввод таблицы преобразования, как правило, выбирают посредством величины, хранимой в регистре 250 выбора частоты. Этот регистр загружается при времени возврата в начальное состояние через штырьковые выводы 142 ввода-вывода на центральном процессоре 110, как показано на фиг. 1.
На фиг. 3 иллюстрируется общий способ, соответствующий настоящему изобретению регулировки рабочей тактовой частоты процессора до оптимального значения. Способ инициализируется, как показано в блоке 300 начала процесса, и после этого предусматривает одну или более технологий увеличения охлаждения центрального процессора 110, как показано в блоке 305. Как хорошо известно, всякий раз, когда требуется увеличить быстродействие центрального процессора, это, как правило, приводит к повышенному нагреву вследствие повышенной активности центрального процессора. Таким образом, для избежания вредных эффектов, связанных с тепловым пробоем, важно увеличить охлаждение центрального процессора перед увеличением быстродействия центрального процессора 110. В одном варианте осуществления охлаждение центрального процессора может быть обеспечено посредством дополнительных вентиляторов или теплоотводов или путем использования программного обеспечения управления выделением тепла, которое уменьшает быстродействие центрального процессора 110 всякий раз, когда превышается пороговая величина температуры.
После этого, как показано в блоке 310, рабочее напряжение центрального процессора 110 регулируется до максимального номинального значения. То есть, как правило, предприятие-изготовитель центрального процессора 110 предоставит спецификацию, в которой указано максимальное значение рабочего напряжения, при котором может работать центральный процессор 110. Поскольку, как хорошо известно, увеличение величины рабочего напряжения, как правило, приводит к увеличению быстродействия центрального процессора 110, эффективность центрального процессора 110 может быть увеличена посредством регулировки рабочего напряжения центрального процессора 110 до максимальной номинальной величины.
Как только рабочее напряжение центрального процессора 110 было отрегулировано до максимального номинального значения, при всех отношениях величин регулировки частоты характеризуется эффективность центрального процессора, как показано в блоке 315. То есть для каждого из возможных величин А и В (смотри фиг.2) осуществляется проверка для определения, проходит ли центральный процессор диагностическое самотестирование и, если это так, то для этого отношения определяется количественный показатель эффективности при использовании стандартного программного обеспечения определения эффективности системы, например, хорошо известной сервисной программы NORTON, доступной из SEMANTEC CORPORATION. Таблица представляет собой таблицу, которая характеризует величины регулировки частоты, обозначенные кодом отношения (то есть кодом, загружаемым в регистр 250 выбора частоты, показанным на фиг.2) для центрального процессора 110, выбранного в качестве примера.
Необходимо отметить, что эффективность центрального процессора 110 при каждом из величин отношения регулировки частоты может быть получена из справочной спецификации аппаратного обеспечения, предоставляемой предприятием-изготовителем.
Как только эффективность центрального процессора 110 охарактеризована при всех отношениях величин регулировки частоты, как показано в блоке 315, величина регулировки частоты, которая дает наибольший количественный показатель эффективности, загружается в регистр 250 выбора частоты для установки отношения, соответствующего оптимальной эффективности центрального процессора. Например, из величин, приведенных в качестве примера в таблице 1, код n+3 отношения, имеющий нормализованный количественный показатель эффективности равный 1,34, соответствует величине регулировки частоты, которая дает наибольший количественный показатель эффективности. Таким образом, для определения быстродействия центрального процессора 110 в регистр 250 выбора частоты будет загружена величина n+3.
После этого для определения интенсивности отказов центрального процессора 110 ведется протокол отказов, как показано в блоке 325. Протокол отказов является записью числа раз, когда центральный процессор 110 делает в одном варианте осуществления ошибку в обработке данных. Если определено, что интенсивность отказов больше некоторой пороговой величины, как показано в блоке 330 принятия решения, то величина отношения регулировки частоты регулируется до величины, которая дает следующий количественный показатель наибольшей эффективности (например, до величины n+2, приведенной в Таблице 1). После этого способ, соответствующий настоящему изобретению, обеспечивает повторный вход в блок 325 для ведения нового протокола отказов. Как только определено, что интенсивность отказов является приемлемой, центральный процессор 110 остается настроенным при быстродействии, обеспечиваемом настоящей величиной регулировки частоты, и осуществление способа завершается, как показано в блоке 340. Конечно, необходимо отметить, что, хотя на фиг. 3 операция ведения протокола отказов изображена как одна операция в принципиальной схеме способа, соответствующего настоящему изобретению, ведение протокола отказов преимущественно осуществляется непрерывно в процессе работы центрального процессора 110, так что всякий раз, когда интенсивность отказов превышает позволительную пороговую величину, регулируется величина регулировки частоты.
Хотя выше были описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, для квалифицированных в этой области техники специалистов станут очевидными модификации, которые могут быть сделаны без отклонения от сущности и объема изобретения. Например, вместо простого регулирования тактовой частоты процессора независимо от напряжения источника питания, напряжение источника питания, прикладываемое к процессору 110, и частота обработки данных могут регулироваться совместно с определением оптимальной тактовой частоты. Кроме того, для ручного или автоматического выбора оптимального быстродействия центрального процессора 110 могут быть выбраны последовательное приближение или другие средства. Таким образом, приведенное выше описание может быть интерпретировано как иллюстративное, а не как ограничительное. По этой причине объем настоящего изобретения должен определяться, принимая во внимание прилагаемую формулу изобретения.
ПОДПИСИ К ЧЕРТЕЖАМ
К фиг.1:
1 - внешнее управление источником питания
2 - основная логическая схема
3 - возврат в начальное состояние
4 - выбор
110 - центральный процессор
120 - запоминающее устройство, устройства ввода-вывода и так далее
130 - шина микропроцессора
140 - управляющий регистр источника питания
141 - мультиплексор
143 - контроллер частоты
145 - источник питания центрального процессора
160 - преобразователь частоты
К фиг.2:
1 - штырьковые выводы ввода-вывода
2 - возврат в начальное состояние
3 - элемент (позиция) таблицы
220 - система фазовой подстройки частоты
250 - регистр выбора частоты
К фиг. 3:
1 - ДА
2 - НЕТ
300 - начало
305 - увеличение охлаждения центрального процессора
310 - регулировка рабочего напряжения центрального процессора до максимальной номинальной величины
315 - характеризация эффективности центрального процессора при всех отношениях величин регулировки частоты
320 - регулировка отношения до величины, которая дает наибольший количественный показатель эффективности
325 - ведение протокола отказов для определения интенсивности отказов
330 - слишком ли велика интенсивность отказов?
335 - регулировка отношения до величины, которая дает следующий самый высокий количественный показатель эффективности
340 - конецс

Claims (8)

1. Способ повышения производительности процессора, в котором процессор имеет регулируемую тактовую частоту, управляемую входной цифровой величиной, и в котором указанный процессор имеет определенный максимальный уровень напряжения и приводится в действие напряжением питания с цифровым управлением от источника питания, включающий приложение цифровой величины управления источником питания к указанному источнику питания для установки указанного напряжения питания на указанный максимальный уровень напряжения, приложение к процессору первой входной цифровой величины установки тактовой частоты, при которой работает процессор, на начальную частоту, тестирование процессора и оценку результатов тестирования в целях определения, работает ли процессор должным образом, когда процессор установлен на указанную начальную частоту, и, если процессор не работает должным образом, когда он установлен на указанную начальную частоту, приложение к процессору других входных цифровых величин для уменьшения указанной тактовой частоты до тех пор, пока не будет найдена максимальная тактовая частота, при которой процессор работает должным образом, и, если процессор работает должным образом, когда он установлен на указанную начальную частоту, приложение к процессору входных цифровых величин для увеличения указанной тактовой частоты до тех пор, пока не будет найдена максимальная тактовая частота, при которой процессор работает должным образом.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для увеличения или уменьшения указанной тактовой частоты входные цифровые величины выбирают с использованием последовательного приближения.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно используют текущий контроль температуры процессора и формирование сигнала прерывания для уменьшения тактовой частоты процессора, когда температура превышает пороговую величину, до тех пор, пока температура процессора не опустится до безопасной величины, при которой процессору разрешается работать при его исходной тактовой частоте.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно используют усиленное охлаждение процессора.
5. Способ повышения производительности процессора, в котором процессор имеет регулируемую тактовую частоту, управляемую цифровой величиной регулировки частоты, и в котором процессор приводится в действие напряжением питания с цифровым управлением от источника питания, включающий приложение цифровой величины управления источником питания к указанному источнику питания для установки указанного напряжения питания на уровне напряжения в рабочем диапазоне процессора, приложение к процессору первой цифровой величины регулировки частотой для установки тактовой частоты, при которой работает процессор, на начальную частоту, тестирование процессора и оценку результатов указанного тестирования для определения, работает ли процессор должным образом, когда указанный процессор установлен на указанную начальную частоту и указанный уровень напряжения, и приложение к процессору других цифровых величин регулировки частотой для регулировки указанной тактовой частоты совместно с указанным напряжением питания для определения максимальной тактовой частоты, при которой процессор работает должным образом.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что для увеличения или уменьшения тактовой частоты входные цифровые величины выбирают с использованием последовательного приближения.
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что дополнительно используют текущий контроль температуры процессора и формирование сигнала прерывания для уменьшения тактовой частоты процессора, когда температура превышает пороговую величину, до тех пор, пока температура процессора не опустится до безопасной величины, при которой процессору разрешается работать при его исходной тактовой частоте.
8. Способ по п.5, отличающийся тем, что дополнительно используют усиленное охлаждение процессора.
RU97119657/09A 1996-03-01 1996-06-27 Способ и устройство для увеличения эффективности процессора RU2176813C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/609,357 1996-03-01
US08/609,357 US5630110A (en) 1996-03-01 1996-03-01 Method and apparatus for enhancing performance of a processor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97119657A RU97119657A (ru) 1999-10-27
RU2176813C2 true RU2176813C2 (ru) 2001-12-10

Family

ID=24440453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97119657/09A RU2176813C2 (ru) 1996-03-01 1996-06-27 Способ и устройство для увеличения эффективности процессора

Country Status (11)

Country Link
US (1) US5630110A (ru)
EP (1) EP0826170B1 (ru)
JP (2) JP4125370B2 (ru)
KR (1) KR100298231B1 (ru)
CN (1) CN1097763C (ru)
AU (1) AU6390196A (ru)
DE (1) DE69627144T2 (ru)
IL (1) IL120749A (ru)
RU (1) RU2176813C2 (ru)
TW (1) TW298630B (ru)
WO (2) WO1997032247A1 (ru)

Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6014033A (en) * 1995-08-31 2000-01-11 Texas Instruments Incorporated Method of identifying the point at which an integrated circuit fails a functional test
CN1192298C (zh) * 1996-01-17 2005-03-09 德克萨斯仪器股份有限公司 按cpu活动调节cpu时钟频率而实时管理cpu温度和节电的方法和系统
US6374328B1 (en) * 1997-10-28 2002-04-16 Sony Corporation Generation computer with program-in-chips (PIC)
US5964881A (en) * 1997-11-11 1999-10-12 Advanced Micro Devices System and method to control microprocessor startup to reduce power supply bulk capacitance needs
US7100061B2 (en) * 2000-01-18 2006-08-29 Transmeta Corporation Adaptive power control
US6968469B1 (en) 2000-06-16 2005-11-22 Transmeta Corporation System and method for preserving internal processor context when the processor is powered down and restoring the internal processor context when processor is restored
US7050478B1 (en) * 2000-08-03 2006-05-23 International Business Machines Corporation Apparatus and method for synchronizing clock modulation with power supply modulation in a spread spectrum clock system
US6963992B1 (en) * 2000-09-28 2005-11-08 Cypress Semiconductor Corp. Method and apparatus to generate clock and control signals for over-clocking recovery in a PLL
US7260731B1 (en) * 2000-10-23 2007-08-21 Transmeta Corporation Saving power when in or transitioning to a static mode of a processor
US20020087904A1 (en) * 2000-12-28 2002-07-04 Zhong-Ning (George) Cai Method and apparatus for thermal sensitivity based dynamic power control
US20020138159A1 (en) * 2001-03-26 2002-09-26 Atkinson Lee W. Temperature responsive power supply to minimize power consumption of digital logic without reducing system performance
JP4139579B2 (ja) * 2001-06-19 2008-08-27 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置および半導体装置の動作モード制御方法
US6957352B2 (en) * 2002-03-15 2005-10-18 Intel Corporation Processor temperature control interface
US6908227B2 (en) * 2002-08-23 2005-06-21 Intel Corporation Apparatus for thermal management of multiple core microprocessors
JP3800164B2 (ja) * 2002-10-18 2006-07-26 ソニー株式会社 情報処理装置、情報記憶装置、情報処理方法、及び情報処理プログラム
US7882369B1 (en) * 2002-11-14 2011-02-01 Nvidia Corporation Processor performance adjustment system and method
US7886164B1 (en) * 2002-11-14 2011-02-08 Nvidia Corporation Processor temperature adjustment system and method
US7849332B1 (en) * 2002-11-14 2010-12-07 Nvidia Corporation Processor voltage adjustment system and method
US7149913B2 (en) * 2003-08-22 2006-12-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Bus clock frequency management based on characteristics of an application program
US7206960B2 (en) * 2003-08-22 2007-04-17 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Bus clock frequency management based on device load
US7146519B2 (en) * 2003-08-22 2006-12-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Bus clock frequency management based on device bandwidth characteristics
US7467318B2 (en) * 2003-09-29 2008-12-16 Ati Technologies Ulc Adaptive temperature dependent feedback clock control system and method
JP4549652B2 (ja) * 2003-10-27 2010-09-22 パナソニック株式会社 プロセッサシステム
US7334142B2 (en) * 2004-01-22 2008-02-19 International Business Machines Corporation Reducing power consumption in a logically partitioned data processing system with operating system call that indicates a selected processor is unneeded for a period of time
US7194641B2 (en) * 2004-01-22 2007-03-20 International Business Machines Corporation Method and apparatus for managing power and thermal alerts transparently to an operating system in a data processing system with increased granularity in reducing power usage and thermal generation
EP1711878A2 (en) * 2004-01-28 2006-10-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and apparatus for over clocking in a digital processing system
US7479753B1 (en) 2004-02-24 2009-01-20 Nvidia Corporation Fan speed controller
US20050223244A1 (en) * 2004-03-30 2005-10-06 David Sinai Device, system and method for reduced power consumption
US7353409B2 (en) * 2004-06-29 2008-04-01 International Business Machines Corporation System and method to maintain data processing system operation in degraded system cooling condition
ATE487978T1 (de) * 2004-07-15 2010-11-15 Nokia Corp Adaptive spannungseinstellung
US7594128B2 (en) * 2004-08-04 2009-09-22 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Systems and methods to determine processor utilization
US7469355B1 (en) * 2004-10-26 2008-12-23 Nvidia Corporation Auto tune dynamic over clocking
US7861130B2 (en) * 2005-01-12 2010-12-28 Institute Of Computer Science, Foundation For Research And Technology-Hellas System and method of determining the speed of digital application specific integrated circuits
US7454631B1 (en) * 2005-03-11 2008-11-18 Sun Microsystems, Inc. Method and apparatus for controlling power consumption in multiprocessor chip
JP4082706B2 (ja) * 2005-04-12 2008-04-30 学校法人早稲田大学 マルチプロセッサシステム及びマルチグレイン並列化コンパイラ
US7263457B2 (en) * 2006-01-03 2007-08-28 Advanced Micro Devices, Inc. System and method for operating components of an integrated circuit at independent frequencies and/or voltages
CN100455096C (zh) * 2006-09-20 2009-01-21 北京北方烽火科技有限公司 射频信号扫频仪动态时钟控制装置及方法
US9134782B2 (en) 2007-05-07 2015-09-15 Nvidia Corporation Maintaining optimum voltage supply to match performance of an integrated circuit
US20090108817A1 (en) * 2007-10-30 2009-04-30 Topower Computer Industrial Co., Ltd. Method for actuation by boosting power source voltage
US8370663B2 (en) * 2008-02-11 2013-02-05 Nvidia Corporation Power management with dynamic frequency adjustments
US20090235108A1 (en) * 2008-03-11 2009-09-17 Gold Spencer M Automatic processor overclocking
CN101676879A (zh) * 2008-09-17 2010-03-24 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 超频能力测试系统及方法
US7928779B2 (en) * 2009-06-17 2011-04-19 Integrated Device Technology, Inc. Methods and apparatuses for incremental bandwidth changes responsive to frequency changes of a phase-locked loop
US9256265B2 (en) 2009-12-30 2016-02-09 Nvidia Corporation Method and system for artificially and dynamically limiting the framerate of a graphics processing unit
US9830889B2 (en) 2009-12-31 2017-11-28 Nvidia Corporation Methods and system for artifically and dynamically limiting the display resolution of an application
US8472278B2 (en) 2010-04-09 2013-06-25 Qualcomm Incorporated Circuits, systems and methods for adjusting clock signals based on measured performance characteristics
US8429441B2 (en) 2010-04-19 2013-04-23 International Business Machines Corporation Operating processor below maximum turbo mode frequency by sending higher than actual current amount signal to monitor
US8839006B2 (en) 2010-05-28 2014-09-16 Nvidia Corporation Power consumption reduction systems and methods
US8074093B1 (en) * 2011-06-03 2011-12-06 Johnson Daniel L Method and system for optimizing the completion of computing operations
KR101935356B1 (ko) 2012-04-27 2019-01-04 엘지전자 주식회사 디스플레이 프로세서 제어방법
US9903764B2 (en) 2014-09-30 2018-02-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Integrated circuit for estimating power of at least one node using temperature and a system including the same
CN108089484B (zh) * 2016-11-22 2020-07-21 电信科学技术研究院 一种调整频率的方法和设备
CN112074793A (zh) 2018-06-21 2020-12-11 惠普发展公司,有限责任合伙企业 增加cpu时钟速度以改善系统性能
US11720158B2 (en) 2020-03-13 2023-08-08 Google Llc Power throttling mechanism using instruction rate limiting in high power machine-learning ASICs
US20230259184A1 (en) * 2022-02-17 2023-08-17 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Logic controls for graphics card air moving devices

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61105629A (ja) * 1984-10-29 1986-05-23 Fujitsu Ltd クロツク制御方式
US5163146A (en) * 1988-10-14 1992-11-10 International Business Machines Corporation System responsive to interrupt levels for changing and restoring clock speed by changing and restoring a register value
US5086501A (en) * 1989-04-17 1992-02-04 Motorola, Inc. Computing system with selective operating voltage and bus speed
JPH0387909A (ja) * 1989-05-10 1991-04-12 Seiko Epson Corp 情報処理装置およびマイクロプロセッサ
US5153535A (en) * 1989-06-30 1992-10-06 Poget Computer Corporation Power supply and oscillator for a computer system providing automatic selection of supply voltage and frequency
US5021679A (en) * 1989-06-30 1991-06-04 Poqet Computer Corporation Power supply and oscillator for a computer system providing automatic selection of supply voltage and frequency
JPH03164838A (ja) * 1989-11-22 1991-07-16 Mitsubishi Electric Corp データ処理装置の製造試験自動化方式
JPH05158572A (ja) * 1991-12-04 1993-06-25 Nec Ibaraki Ltd クロック/電圧マージン試験方式
JPH05265587A (ja) * 1992-03-23 1993-10-15 Hitachi Ltd クロックマ−ジンテスト装置
EP0632360A1 (en) * 1993-06-29 1995-01-04 Xerox Corporation Reducing computer power consumption by dynamic voltage and frequency variation
JP3718251B2 (ja) * 1994-02-28 2005-11-24 株式会社ルネサステクノロジ データ処理装置
US5422806A (en) * 1994-03-15 1995-06-06 Acc Microelectronics Corporation Temperature control for a variable frequency CPU
US5490059A (en) * 1994-09-02 1996-02-06 Advanced Micro Devices, Inc. Heuristic clock speed optimizing mechanism and computer system employing the same

Also Published As

Publication number Publication date
EP0826170A4 (en) 1999-01-20
CN1097763C (zh) 2003-01-01
WO1997032246A1 (en) 1997-09-04
IL120749A (en) 2000-06-29
JP4125370B2 (ja) 2008-07-30
US5630110A (en) 1997-05-13
WO1997032247A1 (en) 1997-09-04
IL120749A0 (en) 1998-02-22
JPH11504740A (ja) 1999-04-27
KR100298231B1 (ko) 2001-08-07
EP0826170A1 (en) 1998-03-04
JP2005285114A (ja) 2005-10-13
AU6390196A (en) 1997-09-16
CN1183150A (zh) 1998-05-27
TW298630B (en) 1997-02-21
KR19990008106A (ko) 1999-01-25
DE69627144T2 (de) 2004-03-04
DE69627144D1 (de) 2003-05-08
EP0826170B1 (en) 2003-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2176813C2 (ru) Способ и устройство для увеличения эффективности процессора
US7657764B2 (en) Method and apparatus for on-demand power management
US8020015B2 (en) Method and apparatus for on-demand power management
KR100647166B1 (ko) 열 관리가 조절된 운영 체계
US7028196B2 (en) System, method and apparatus for conserving power consumed by a system having a processor integrated circuit
US7467318B2 (en) Adaptive temperature dependent feedback clock control system and method
US7464276B2 (en) Method and apparatus for adjusting the voltage and frequency to minimize power dissipation in a multiprocessor system in response to compute load
US7690843B2 (en) Failsafe mechanism for preventing an integrated circuit from overheating
US7152013B2 (en) Heat dissipating method
US12001263B2 (en) Controlling a processor clock
CN111190468A (zh) 一种opc接口散热装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130628