WO2005124550A1

WO2005124550A1 - プロセッサ、情報処理装置およびプロセッサの制御方法

Info

Publication number: WO2005124550A1
Application number: PCT/JP2005/006965
Authority: WO
Inventors: Kenichi Adachi; Kazuaki Yazawa; Iwao Takiguchi; Atsuhiko Imai; Tetsuji Tamura
Original assignee: Sony Computer Entertainment Inc.
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2005-12-29
Also published as: TWI307013B; JP2006011548A; TW200604790A; EP1783608B1; US7831842B2; CN1860447A; JP3805344B2; US20070143763A1; CN100432943C; EP1783608A1; KR20070033952A; EP1783608A4; KR100878660B1

Abstract

　発熱量推定部１１０は、現在稼働しているサブプロセッサの数を取得し、現在の動作周波数を取得し、Δｔ期間後の発熱量を推定する。温度制御部１２０は、温度センサ４００から入力される現在の温度と、推定された発熱量とを基に、Δｔ期間後の温度を推定し、所定のしきい値温度と比較する。所定のしきい値温度に達した場合、タスク管理部１２１からΔｔ期間後のサブプロセッサの並列利用可能数を取得し、パフォーマンステーブル１２２を参照して遷移する動作ポイントを求める。サブプロセッサ制御部１３０および周波数制御部１４０は、それに応じたサブプロセッサの稼働数と動作周波数に切り替える。パフォーマンステーブル１２２には、遷移する動作ポイントがパフォーマンス順に記述されている。

Description

明細書

プロセッサ、情報処理装置およびプロセッサの制御方法

技術分野

[0001] この発明はプロセッサ技術に関し、チップの温度に応じでパフォーマンスを制御するプロセッサ、およびプロセッサの制御方法に関する。

背景技術

[0002] LSI設計にぉ、て製造プロセスの微細化と素子の高集積ィ匕が一段と進み、チップの性能限界として発熱量を考慮することが設計上非常に重要になってきている。チップが高温になると、動作不良を起こしたり、長期信頼性が低下するため、様々な発熱対策がとられている。たとえば、チップの上部に放熱フィンを設けて、チップから発生する熱を逃がす方法がとられる。

[0003] また、チップの消費電力分布にもとづいて、プロセッサのタスクをスケジューリングすることも検討されている (たとえば、特許文献 1参照)。

特許文献 1：米国特許出願公開第 2002Z0065049号明細書

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 急峻な温度上昇が起きた場合等には、上述したような対策では対応しきれな!/、場合もある。そのような場合、チップの動作周波数を下げる等の処理によりパフオーマンス自体を低下させて、対処する手法が考えられる。しかしながら、ノフォーマンスを必要以上に低下させることは、無駄である。

[0005] 本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、パフォーマンスの低下を抑えながら、正常動作が保証される範囲に温度を保つことができるプロセッサ、情報処理装置およびプロセッサの制御方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0006] 本発明のある態様はプロセッサの制御方法に関する。この方法は、プロセッサの内部に設けられた複数の処理ブロックの並列利用度を、温度に応じて切り替える。並列利用度と動作周波数の組合せをプロセッサの温度に応じて切り替えてもよい。タスクごとに定まる複数の処理ブロックの並列利用可能数を考慮して、タスクを割り振ってもよいし、複数の処理ブロックのうち、少なくとも最も低い温度の処理ブロックに、タスクを割り振ってもよい。

[0007] 「処理ブロック」は、複数のサブプロセッサを搭載したプロセッサの場合、各サブプロセッサに対応させてもよい。「並列利用度」は、当該サブプロセッサの稼働数に対応させてもよい。

[0008] 本発明の別の態様もプロセッサの制御方法に関する。この方法は、プロセッサの内部に設けられた複数の処理ブロックの並列利用度と動作周波数の組合せを所定のテーブルを参照して切り替える。

[0009] テーブルは前記組合せのそれぞれについて、処理のパフォーマンスを記述していてもよい。また、プロセッサの温度が所定のしきい値を越えると予測されるとき、または超えたとき、前記組合せの中で現在選択されて!ヽる組合せより発熱量が低!、組合せを検出し、検出された組合せへの切替を行ってもよい。さらに、検出された組合せが複数存在する場合、パフォーマンスが最大になる組合せへの切替を行ってもよい。

[0010] 本発明のさらに別の態様はプロセッサに関する。このプロセッサは、複数の処理ブロックと、温度を測定するセンサと、測定された温度に応じて、複数の処理ブロックの並列利用度を切り替える制御部と、を備える。制御部は、温度に応じて、並列利用度と動作周波数の組合せを切り替えてもよい。制御部は、タスクごとに定まる前記複数の処理ブロックの並列利用可能数を考慮して、タスクを割り振ってもよいし、複数の処理ブロックのうち、少なくとも最も低い温度の処理ブロックに、タスクを割り振ってもよい

[0011] 本発明のさらに別の態様はプロセッサに関する。このプロセッサは、複数の処理ブロックと、本プロセッサの温度を測定するセンサと、測定された温度に応じ、複数の処理ブロックの並列利用度と動作周波数の組合せを切り替える制御部と、を備える。

[0012] テーブルは前記組合せのそれぞれについて、処理のパフォーマンスを記述していてもよい。また、プロセッサの温度が所定のしきい値を越えると予測されるとき、または超えたとき、制御部は、前記組合せの中で現在よりも発熱量が低い組合せを選択し、その組合せへの切替を行ってもよ!、。 [0013] 本発明のさらに別の態様は情報処理装置に関する。この装置は、各種のタスクを実行するプロセッサを備える情報処理装置であって、プロセッサは、複数の処理ブロックと、温度を測定するセンサと、測定された温度に応じて、複数の処理ブロックの並列利用度を切り替える制御部と、を備える。

[0014] なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である発明の効果

[0015] 本発明によれば、パフォーマンスの低下を抑えながら、正常動作が保証される範囲にプロセッサの温度を保つことができる。

図面の簡単な説明

[0016] [図 1]第 1実施形態におけるプロセッサの構成を示す図である。

[図 2]第 1実施形態を説明するための機能ブロック図である。

[図 3]動作周波数とサブプロセッサの稼働数の組み合わせによる動作ポイントを示す図である。

[図 4]パフォーマンステーブルを示す図である。

[図 5]図 2の機能ブロックの動作を説明するためのフローチャートである。

[図 6]第 2実施形態を説明するための機能ブロック図である。

[図 7]タスクテーブルを示す図である。

[図 8]第 3実施形態におけるプロセッサの構成を示す図である。

[図 9]第 3実施形態を説明するためのフローチャートである。

[図 10]第 4実施形態を説明するための機能ブロック図である。

[図 11]第 4実施形態における低温度順にソートされたテーブルを示す図である。

[図 12]図 10の機能ブロックを説明するためのフローチャートである。

符号の説明

[0017] 1 プロセッサ、 100 メインプロセッサ、 110 発熱量推定部、 115 タスクテーブル、 120 温度制御部、 121 タスク管理部、 122 パフォーマンステーブル、 130 サブプロセッサ制御部、 140 周波数制御部、 200 サブプロセッサ、 30 0 記憶部、 400 温度センサ、 500 クロック生成部。

発明を実施するための最良の形態

[0018] (第 1実施形態）

図 1は、第 1実施形態におけるプロセッサの構成を示す図である。プロセッサ 1は、チップ内に、メインプロセッサ 100、 4個の第 1〜4サブプロセッサ 200a〜d、記憶部 3 00、および温度センサ 400を含む。これらは、図示しないバスにより接続されている。また、サブプロセッサ 200の数は、 4個に限るものではなく任意の数を設けることができる。たとえば、 8個設けてもよい。また、これらの配置パターンも、図 1に示したものに限るものではなぐ任意に配置することができる。クロック生成部 500は、プロセッサ 1 に基本周波数を与える。

[0019] メインプロセッサ 100は、プロセッサ 1全体を制御する。特に、第 1〜4サブプロセッサ 200a〜dの管理を行い、これらに適宜タスクを振り分ける。また、温度管理、電力管理、およびパフォーマンス管理を行う。第 1〜4サブプロセッサ 200a〜dは、メインプロセッサ 100から割り振られたタスクを実行する。温度センサ 400は、測定した温度をメインプロセッサ 100に出力する。温度センサ 400は、ノッケージの外に設けてもよいが、急峻な温度変化を測定するために、ノッケージ内のダイ (die)に設けるとよい。

[0020] 図 2は、第 1実施形態における主にメインプロセッサ 100、記憶部 300および記憶部 300にロードされたソフトウェアの連携によって実現される機能ブロック図である。この機能ブロックがハードウェアとソフトウェアとの組み合せによって、ろ、ろな形で実現できることは、当業者に理解されるところである。図 2において、温度センサ 400 は、現在のチップの温度を温度制御部 120に出力する。温度制御部 120は、温度センサ 400から入力される現在の温度と、発熱量推定部 110から入力される推定発熱量とを基に、 A t期間後の温度を推定する。この関係式を下記 (式 1)に示す。

[0021] T =f (T , Ε) · ·· (式 1)

t+ At t

T は A t期間後の温度、 Tは現在の温度、 Eは当該 A t期間に生じる推定発熱量 t+ At t

を示す。このように、当該 Δ t期間後の温度 T を、現在の温度 Tと推定発熱量 Eの t+ At t

関数として求める。

[0022] 発熱量推定部 110は、サブプロセッサ制御部 130から現在稼働しているサブプロセッサ 200の数を取得し、周波数制御部 140から現在の動作周波数を取得する。そして、それらを基に、推定発熱量 Eを求める。この関係式を下記 (式 2)に示す。

[0023] Ε= ί [ a . C .V ²'f] dt…（式 2)

dd

aは所定の比例定数、 Cは負荷を容量で等価的に示した変数、 V は電源電圧、 fは dd

動作周波数である。電源電圧 V は 2乗して用いる。これらを掛け合わせたものを上 dd

記 Δ tで積分した値が推定発熱量 Eとなる。

[0024] 本実施形態の負荷の容量 Cは、下記 (式 3)で表される。

C = C +NC - - - (3)

m s

C はメインプロセッサの容量、 Cはサブプロセッサ 200の容量、 Nはサブプロセッサ 2 m s

00の稼働数である。

[0025] 発熱量推定部 110は、以上の計算により求めた推定発熱量 Eを温度制御部 120に渡す。温度制御部 120は、上記 (式 1)に示したように、温度センサ 400から取得した現在の温度 Tと、上記推定発熱量 Eとを基に、上記 A t期間後の温度 T を推定す t t+ At る。そして下記 (式 4)に示すように、この推定温度 T が所定のしき!/、値温度以上 t+ At

に達したカゝ否かを判断する。所定のしきい値温度は、プロセッサ 1全体の正常動作が保証されなくなる温度である。

T ≥T - - - (4)

t+ At th

[0026] 図 3は、動作周波数とサブプロセッサ 200の稼働数の組み合わせによる動作ポイントを示す図である。図 3において、横軸に遷移可能な動作周波数として、 4GHz, 2G Hz, 1GHzを設定している。縦軸に遷移可能なサブプロセッサ 200の稼働数として、 4個〜 0個を設定している。 0個の場合は、メインプロセッサ 100のみが稼働している状態である。したがって、図 3は 15個の動作ポイント a〜oを有する。一番右上の動作ポイント aのパフォーマンスが最も高ぐ一番左下の動作ポイント oのパフォーマンスが最も低い。通常のフル稼働の場合、動作ポイント aで動作し、サブプロセッサ 200の稼働数が 4で、動作周波数力 GHzとなる。

[0027] タスク管理部 121は、上記 A t期間後のタスクの実行状況を把握し、その時点のサブプロセッサ 200の並列利用可能数を特定する。そして、当該並列利用可能数を温度制御部 120に渡す。タスクの実行状況には、 1つのタスクを実行している場合ゃ複数のタスクを実行している場合がある。また、各タスクの性質により 1つのサブプロセッサ 200でしか実行できな!/、タスクや、複数のサブプロセッサ 200で実行可能なタスクがある。

[0028] 図 4は、パフォーマンステーブル 122を示す図である。サブプロセッサ 200の並列利用数に対する動作ポイントの候補が登録されている。動作ポイントは、上からパフォ一マンスが高い順に登録されている。たとえば、サブプロセッサ 200を 2つ利用する場合の動作ポイントは、パフォーマンスが高、順に d→g→h→j→k→l→m→n→oとなる。なお、パフォーマンステーブル 122には、予め各動作ポイントの上記 A t期間に生じる発熱量を記述してぉヽてもよヽ。

[0029] 温度制御部 120は、推定温度 T が所定のしきい値温度に達した場合、並列利 t+ At

用しているサブプロセッサ 200の稼働数を減らす力、プロセッサ 1全体の動作周波数を下げて、発熱量を下げなければならない。その際、温度制御部 120は、タスク管理部 121から入力される上記 Δ t期間後のサブプロセッサ 200の並列利用可能数を取得し、それを基にパフォーマンステーブル 122を参照して、遷移する動作ポイントの候補を特定する。サブプロセッサ制御部 130は、温度制御部 120の指示によりサブプロセッサ 200の稼働数を切り替える。周波数制御部 140は、温度制御部 120の指示により上記動作周波数を切り替える。

[0030] 図 5は、図 2に示した機能ブロックの動作を説明するためのフローチャートである。まず、温度制御部 120は、温度センサ 400からチップ内の現在の温度を取得する（S1 0)。次に、発熱量推定部 110は、サブプロセッサ制御部 130から現在のサブプロセッサ 200の稼働数を取得し、周波数制御部 140から現在のプロセッサ 1全体の動作周波数を取得する。そして、それらを上記 (式 2) , (式 3)に代入して、上記 A t期間に生じる発熱量を推定し、温度制御部 120に渡す (Sl l)。温度制御部 120は、温度センサ 400から取得した現在の温度と、発熱量推定部 110により推定された発熱量とを基に、上記 A t期間後の温度を推定する（S12)。

[0031] 次に、温度制御部 120は、当該推定温度と、所定のしきい値温度とを比較する（S1 3)。当該推定温度が所定のしきい値温度に達していない場合 (S13の N)、上記 A t 期間後の温度に対する正常な動作が保証されるため、現在のサブプロセッサ 200の稼働数および動作周波数を切り替える必要はな、。

[0032] 当該推定温度が所定のしきい値温度以上の場合 (S13の Y)、タスク管理部 121から、当該 A t期間後のサブプロセッサ 200の並列利用可能数を取得する（S14)。そして、パフォーマンステーブル 122を参照する（S 15)。より具体的には、パフオーマンステーブル 122の中の、上記並列利用可能数の項目を参照し、現在の動作ポイントから遷移する次の動作ポイントの候補を特定する。パフォーマンステーブル 122は、上記並列利用可能数の項目ごとに、遷移可能な動作ポイントを、パフォーマンスを損なわない順に登録されている。したがって、次の動作ポイントの候補は、現在の動作ポイントのパフォーマンスに対し、パフォーマンスの低下が最も小さ!/、動作ポイントとなる。温度制御部 120は、当該動作ポイントのサブプロセッサ 200の稼働数とプロセッサ 1全体の動作周波数とを取得し、発熱量推定部 110に渡す。

[0033] 発熱量推定部 110は、温度制御部 120から渡されたサブプロセッサ 200の稼働数とプロセッサ 1全体の動作周波数とを上記 (式 2) , (式 3)に代入して、上記 A t期間に生じる発熱量を再度推定し、温度制御部 120に返す (S16)。なお、パフォーマンステーブル 122に予め各動作ポイントの上記 A t期間に生じる発熱量が記述されている場合は、それを用いればよい。温度制御部 120は、温度センサ 400から取得した温度と、発熱量推定部 110により推定された発熱量とを基に、上記 A t期間後の温度を再度推定する (S 17)。

[0034] 次に、温度制御部 120は、当該推定温度と、所定のしきい値温度とを再度比較する

(S18)。当該推定温度が所定のしきい値温度に達していない場合 (SI 8の N)、現在の動作ポイントの候補に遷移すれば、上記 A t期間後の温度に対する正常な動作が保証される。したがって、温度制御部 120は、当該動作ポイントの候補に遷移するために、サブプロセッサ制御部 130に指示してサブプロセッサ 200の稼働数を減らすか、周波数制御部 140に指示してプロセッサ 1全体の動作周波数を下げる。または、その両方を行う（S 19)。

[0035] S18において、当該推定温度が所定のしきい値温度以上の場合（S18の Y)、 S15 に遷移して、再度パフォーマンステーブル 122を参照する（S 15)。そして、現在の動作ポイントの候補力も次の動作ポイントの候補に変更する。以後、 S16, S17と上述した処理が繰り返され、 SI 7において推定した温度力所定のしきい値温度未満になるまで（S 18の N)、行う。

[0036] このように、本実施形態によれば、プロセッサ 1の温度が所定のしきい値温度以上になると推定される場合に、サブプロセッサ 200の稼働数を減らす力、プロセッサ 1全体の動作周波数を下げるかして、これを事前に回避することができる。またその際、パフォーマンステーブル 122を参照することによって、最もパフォーマンスを損なわな Vヽ動作ポイントに遷移することができる。

[0037] なお、上述した 1GHz, 2GHz, 4GHzといった動作周波数は、チップに与えられる周波数であり、チップ内のメインプロセッサ 100およびサブプロセッサ 200がこの周波数で動作している訳ではない。動作に有効に活用されている周波数、即ち実効周波数は、上述した周波数より低いものである。この実効周波数は、タスクによって異なる。そこで、上記 (式 2)により発熱量を推定する際、 fに実効周波数を代入してもよい。タスク管理部 121は、現在力も上記 A t期間後までに実行するタスクを特定し、そのタスクに応じた実効周波数を求める。発熱量推定部 110は、その実効周波数を上記（式 2)に代入して推定発熱量 Eを算出する。これによれば、推定発熱量 Eを算出する段階でも、タスクを考慮することができ、より精度の高い温度推定を行うことができる。

[0038] (第 2実施形態）

第 2実施形態は、第 1実施形態のように推定発熱量 Eを計算で求めるのではなぐ予めテーブルに登録しておく例である。図 6は、第 2実施形態における主にメインプロセッサ 100、記憶部 300および記憶部 300にロードされたソフトウェアの連携によつて実現される機能ブロック図である。タスクテーブル 115は、各タスクごとにサブプロセッサ 200の並列利用可能数と発熱量を格納している。図 7は、タスクテーブル 115 を示す図である。タスクの種別としては、たとえばキー入力待ち、 MPEGデータのデコード、音声認識等がある。サブプロセッサ 200の並列利用可能数は、タスクによつて異なる。メインプロセッサ 100のみで実行しなければならないタスクは 0となる。並列処理可能なタスクは 1以上となる。発熱量は、各タスクごとに上記 (式 1)における A t 期間に生じる発熱量である。予め実験的に得た値を登録しておけばよい。

[0039] タスク管理部 121は、上記 A t期間のタスクの実行状況を把握して、当該 A t期間に実行される 1以上のタスクを特定し、発熱量推定部 110に渡す。発熱量推定部 110 は、タスク管理部 121により特定されたタスクの種別を基に、タスクテーブル 115を参照し、プロセッサ 1全体の推定発熱量 Eを求める。複数のタスクが実行される場合は、各タスクの発熱量を足せばよい。温度センサ 400は、現在のチップの温度を温度制御部 120に出力する。

[0040] 温度制御部 120は、上記 (式 1)に示したように、温度センサ 400から取得した現在の温度 Tと、上記推定発熱量 Eとを基に、上記 A t期間後の温度 T を推定する。

t t+ At

そして上記 (式 4)に示すように、この推定温度 T が所定のしき、値温度以上に達 t+ At

した力否かを判断する。所定のしきい値温度以上に達した場合、動作ポイントの遷移を行う。動作ポイントの遷移は、第 1実施形態において説明したように、図 3および図 4に示したパフォーマンステーブル 122を参照して行う。

[0041] タスク管理部 121は、上記 A t期間後のタスクの実行状況を把握し、その時点のサブプロセッサ 200の並列利用可能数を特定する。そして、当該並列利用可能数を温度制御部 120に出力する。温度制御部 120は、パフォーマンステーブル 122を参照して動作ポイントの遷移を行う際、タスク管理部 121から取得したサブプロセッサ 200 の並列利用可能数も考慮する。動作ポイントの遷移に際し、サブプロセッサ制御部 1 30は、温度制御部 120の指示によりサブプロセッサ 200の稼働数を切り替える。周波数制御部 140は、温度制御部 120の指示により上記動作周波数を切り替える。

[0042] なお、図 6に示した機能ブロックの動作は、第 1実施形態において図 5のフローチヤートを用いた説明部分と基本的に同様である。 S11において、ある上記 A t期間に生じる発熱量を推定する際、発熱量推定部 110がタスクテーブル 115とタスク管理部 1 21から得られるタスクの実行状況を基に発熱量を推定する点が相違する。

[0043] このように第 2実施形態によれば、予めタスクごとの発熱量が記述されたタスクテーブルを参照して、チップ全体の発熱量の推定を行うことにより、タスクを考慮した精度の高、温度推定を簡易な処理で行うことができる。

[0044] (第 3実施形態）

第 3実施形態は、温度センサ 400をチップ内に複数設ける例である。図 8は、第 3実施形態におけるプロセッサの構成を示す図である。プロセッサ 1は、チップ内に、メインプロセッサ 100、 4個の第 1〜4サブプロセッサ 200a〜d、記憶部 300、および 4個の第 1〜4温度センサ 400a〜dを含む。第 1温度センサ 400aは、ブロック aの温度を測定し、第 2温度センサ 400bは、ブロック bの温度を測定する。第 3温度センサ 400c および第 4温度センサ 400dも同様である。温度センサ 400の数は、 4個に限るものではなく任意の数を設けることができる。たとえば、 2個設けてもよい。また、これらの配置パターンも、図 1に示したものに限るものではなぐ任意に配置することができる。その他は、図 1の説明と同様である。

[0045] 第 3実施形態は、図 2や図 6に示した機能ブロック図と同様の構成で実現可能である。温度センサ 400が複数になる点が第 1実施形態および第 2実施形態と異なる。即ち、温度制御部 120には、各ブロックの現在の温度が入力される。

[0046] 図 9は、第 3実施形態を説明するためのフローチャートである。まず、温度制御部 1 20は、複数の温度センサ 400から各ブロックの現在の温度を取得する（S20)。温度制御部 120は、それを基に最高温度のブロックを特定する（S21)。次に、発熱量推定部 110は、サブプロセッサ制御部 130から現在のサブプロセッサ 200の稼働数を取得し、周波数制御部 140から現在のプロセッサ 1の動作周波数を取得する。そして、それらを上記 (式 2) , (式 3)に代入して、上記 A t期間に生じる発熱量を推定し、温度制御部 120に渡す (S22)。なお、発熱量推定部 110は、タスク管理部 121により特定されたタスクの種別を基に、タスクテーブル 115を参照し、プロセッサ 1全体の発熱量を推定してもよい。温度制御部 120は、特定した最高温度と、発熱量推定部 11 0により推定された発熱量とを基に、上記 A t期間後の温度を推定する（S23)。

[0047] 次に、温度制御部 120は、当該推定温度と、所定のしきい値温度とを比較する（S2 4)。当該推定温度が所定のしきい値温度に達していない場合 (S24の N)、上記 A t 期間後の温度に対する正常な動作が保証されるため、現在のサブプロセッサ 200の稼働数および動作周波数を切り替える必要はな、。

[0048] 当該推定温度が所定のしきい値温度以上の場合 (S24の Y)、タスク管理部 121から、当該 A t期間後のサブプロセッサ 200の並列利用可能数を取得する（S25)。そして、パフォーマンステーブル 122を参照する（S26)。温度制御部 120は、パフォーマンステーブル 122から遷移する動作ポイントの候補を特定し、当該動作ポイントのサブプロセッサ 200の稼働数とプロセッサ 1の動作周波数とを取得し、発熱量推定部 1 10に渡す。

[0049] 発熱量推定部 110は、温度制御部 120から渡されたサブプロセッサ 200の稼働数とプロセッサ 1の動作周波数とを上記 (式 2) , (式 3)に代入して、上記 A t期間に生じる発熱量を再度推定し、温度制御部 120に返す (S27)。温度制御部 120は、上記最高温度と、発熱量推定部 110により推定された発熱量とを基に、上記 A t期間後の温度を再度推定する（S28)。

[0050] 次に、温度制御部 120は、当該推定温度と、所定のしきい値温度とを再度比較する

(S29)。当該推定温度が所定のしきい値温度以上の場合 (S29の Y)、 S26に遷移して、再度パフォーマンステーブル 122を参照する（S26)。そして、現在の動作ポイントの候補力も次の動作ポイントの候補に変更する。以後、 S27, S28と上述した処理が繰り返され、ステップ S28において推定した温度力所定のしきい値温度未満になるまで（S29の N)、行う。

[0051] S29において、上記推定温度が所定のしきい値温度に達していない場合（S29の N)、現在の動作ポイントの候補に遷移すれば、上記 A t期間後の温度に対する正常な動作が保証される。したがって、温度制御部 120は、当該動作ポイントに遷移するように、サブプロセッサ制御部 130もしくは周波数制御部 140、または両方に指示する。まず、当該動作ポイントに遷移するために、サブプロセッサ 200の稼働数を削減しなければならない場合 (S30の Y)、サブプロセッサ制御部 130は、温度制御部 12 0力も指示されたサブプロセッサ 200を停止する（S31)。

[0052] ここで、温度制御部 120は、最高温度のブロックに属しているサブプロセッサ 200の停止を指示する。当該ブロックのサブプロセッサ 200が停止している場合、当該ブロックに最も近い位置のサブプロセッサ 200の停止を指示する。たとえば、図 8においてブロック aが最高温度のブロックの場合で、サブプロセッサ 200が 4個稼働から 2個稼働に遷移する場合、第 1サブプロセッサ 200aと第 2サブプロセッサ 200bを停止させる。このように、最高温度のブロックに属しているサブプロセッサ 200、当該ブロックに近い位置のサブプロセッサ 200の順番で停止させていく。また、各ブロックが最高温度になった場合の、サブプロセッサ 200を停止させる順番は、予めテーブルに記述しておいてもよい。その場合、温度制御部 120は、当該テーブルを参照してサブプ口セッサ制御部 130に指示する。

[0053] 次に、上記動作ポイントに遷移するために、プロセッサ 1全体の動作周波数を変更しなければならない場合 (S32の Y)、周波数制御部 140は、温度制御部 120から指示された動作周波数に変更する（S33)。

[0054] このように第 3実施形態によれば、動作ポイントを遷移する際に、最高温度のブロックに属する、または近い位置のサブプロセッサ力も停止させることにより、チップ内の温度分布を平準化する方向で、チップ内の温度を制御することができる。

[0055] (第 4実施形態）

第 4実施形態は、各ブロックの温度に応じてタスクを割り振る例である。第 4実施形態におけるプロセッサの構成は、図 8の説明と同様である。図 10は、第 4実施形態における主にメインプロセッサ 100、記憶部 300および記憶部 300にロードされたソフトウェアの連携によって実現される機能ブロック図である。複数の温度センサ 400は、各サブプロセッサ 200a〜dの現在の温度、またはチップ内の領域を分割して設定した各ブロック a〜dの現在の温度を温度制御部 120に出力する。複数の温度センサ 4 00の配置は、各サブプロセッサ 200a〜dの温度を直接測る位置にあってもよぐ各ブロック a〜dの温度を測る位置にあってもよ!、。

[0056] タスク管理部 121は、現在のタスクの実行状況や待ち行列状況を把握し、次に実行すべきタスクの並列利用可能数を温度制御部 120に渡す。並列利用可能数は、各タスクの性質により異なる。

[0057] 温度制御部 120は、複数の温度センサ 400から入力される温度を基に、各サブプ口セッサ 200a〜dのテーブルを低温度順に作成する。図 11は、第 4実施形態における低温度順にソートされたテーブルを示す図である。図 11では、温度の低い順に、第 4サブプロセッサ d→第 2サブプロセッサ b→第 3サブプロセッサ c→第 1サブプロセッサ aとソートされている。この順番は、複数の温度センサ 400から入力される温度により、適応的に変更される。なお、このテーブルは、各サブプロセッサ 200a〜dの温度順番のみならず、各サブプロセッサ 200a〜dの実際のまたは推定の温度を管理してもよい。 [0058] 複数の温度センサ 400から各ブロックの a〜dの温度が入力される場合、複数の温度センサ 400と、各サブプロセッサ 200a〜dとの距離関係を基に、計算で各サブプロセッサ 200a〜dの温度を推定してもよ!/、。

[0059] 温度制御部 120は、上記テーブルを参照して、次に実行すべきタスクを低温度のサブプロセッサに割り振る。その際、次に実行すべきタスクの並列利用数を考慮し、割り振るサブプロセッサを決定する。即ち、並列利用度が 2の場合、上記テーブルを参照して、低温度順に上から 2つのサブプロセッサに当該タスクを割り振る。これによれば、パフォーマンスの低下を抑えながら、温度の平準化を行うことができる。勿論、 1つのサブプロセッサにのみタスクを割り振ってもよい。なお、上記テーブルが各サブプロセッサ 200a〜dの温度も管理している場合、並列利用可能数により割り振り候補となるサブプロセッサであっても、そのサブプロセッサが所定の閾値温度を超える温度であるときは、割り振り候補力も除外してもよい。その場合、並列利用可能数より少ないサブプロセッサでタスクを実行することになる。当該閾値温度は、実測ゃシミュレーシヨンにより最適値を求めて設定するとよいが、割り振るタスクの実行後の温度上昇をカ卩味して、若干低めに設定してもよい。これによれば、スポット的な発熱を抑えることができる。

[0060] 温度制御部 120は、タスクを割り振るサブプロセッサをサブプロセッサ制御部 130に指示する。サブプロセッサ制御部 130は、温度制御部 120の指示により各サブプロセッサ 200a〜dの稼働 Z非稼働を制御する。

[0061] 図 12は、第 4実施形態を説明するためのフローチャートである。まず、温度制御部 120は、複数の温度センサ 400から各サブプロセッサ 200a〜dの温度、または各ブロック a〜dの現在の温度を取得する（S40)。次に、すべてのサブプロセッサ 200a〜 dを低温度順にソートする（S41)。そして、次に実行すべきタスクを低温度順に 1っ以上のサブプロセッサに割り振る（S42)。その際、当該タスクにおけるサブプロセッサの並列利用可能数、各サブプロセッサ 200a〜dの温度が所定の閾値温度を超えなヽか等を考慮することができる。

[0062] このように第 4実施形態によれば、低温度のサブプロセッサに優先的にタスクを割り振って、複数のサブプロセッサの温度を平準化するように制御することにより、チップ内の温度分布を平準化することができる。また、スポット的な発熱を事前に防止することもできる。なお、本実施形態において、各サブプロセッサの温度を基に、タスクを割り振るサブプロセッサを決定した。この点、各サブプロセッサを、チップ内の領域を分割して設定した各ブロックに読み替えてもよい。この場合、各ブロックの温度を低温度順にソートし、低温度のブロックに近接するサブプロセッサにタスクを割り振ることなる

[0063] 以上、本発明を実施形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せに、ろ、ろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

[0064] 各実施形態にお!、ては、上記 Δ t期間後の推定温度と所定のしき、値温度とを比較した。この点、温度センサ 400から取得する現在の温度と所定のしきい値温度とを比較してもよい。この場合、所定のしきい値温度は、各実施形態における温度より低めに設定するとよい。

[0065] 上記 (式 1)にお、て、上記 Δ t期間後の温度 T は、現在の温度 Tと推定発熱量 t+ At t

Eとの関数であると説明した。この点、サブプロセッサ 200のコンビネーションを要素に追加してもよい。上記 A t期間後の温度 T は、主としてタスクの実行状況に依存 t+ At

する。これに加えて、隣接するサブプロセッサ 200に同時にタスクが割り振られると、離れたサブプロセッサ 200にタスクが分散する場合よりも熱が発生しやすいなどの物理的な性質力もの影響も受ける。温度制御部 120は、タスクの実行によるサブプロセッサ 200のコンビネーションも考慮して、上記 Δ t期間後の温度 T を推定すること t+ At

ができる。

[0066] 第 3実施形態にぉ、て説明したブロックは、スポット的に発熱のピークが現れる領域の大きさに合わせて区切られることが理想であるが、当該ブロックの大きさは、発熱制御の目標精度やプロセッサ 1の要求仕様によって自由に決めてよい。また、当該プロックは同一サイズで規則的に区切られてもよいが、各種プロセッサの境界に合わせて不規則に区切られてもよい。

[0067] サブプロセッサ 200の数、その配置位置、および温度センサ 400の数、その配置位置は、任意に設定可能である。また、パフォーマンステーブル 122に記述される遷移可能な動作周波数、および遷移可能なサブプロセッサ 200の稼働数も、任意に設定可能である。さらに、所定のテーブルに記述されるサブプロセッサ 200を停止させる順番も任意に設定可能である。主に最高温度のブロックからの位置により、停止させる順番を定めるが、重要な回路素子からの位置関係も考慮して、順番を定めてもよい

[0068] なお、本発明のプロセッサは、 PC、ワークステーション、ゲーム機、 PDA,携帯電話機等の情報処理装置の制御部に適用可能なことはいうまでもない。また、ネットヮーク上に分散された資源を共有してシステムを構築するような形態の情報処理システムにも適用可能である。

産業上の利用可能性

[0069] 本発明は、複数の処理ブロックを備えるプロセッサのパフォーマンスを制御する分野に適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] プロセッサの内部に設けられた複数の処理ブロックの並列利用度を、温度に応じて切り替えることを特徴とするプロセッサの制御方法。

[2] 請求項 1に記載の方法にお!、て、前記並列利用度と動作周波数の組合せをプロセッサの温度に応じて切り替えることを特徴とするプロセッサの制御方法。

[3] 請求項 1に記載の方法において、タスクごとに定まる前記複数の処理ブロックの並列利用可能数を考慮して、前記タスクを割り振ることを特徴とするプロセッサの制御方法。

[4] 請求項 1または 3に記載の方法において、前記複数の処理ブロックのうち、少なくとも最も低ヽ温度の処理ブロックに、タスクを割り振ることを特徴とするプロセッサの制御方法。

[5] プロセッサの内部に設けられた複数の処理ブロックの並列利用度と動作周波数の組合せを所定のテーブルを参照して切り替えることを特徴とするプロセッサの制御方法。

[6] 請求項 5に記載の方法にお、て、前記テーブルは前記組合せのそれぞれにつ!/、て、処理のパフォーマンスを記述して、ることを特徴とするプロセッサの制御方法。

[7] 請求項 6に記載の方法において、プロセッサの温度が所定のしきい値を越えると予測されるとき、または超えたとき、前記組合せの中で現在選択されている組合せより発熱量が低、組合せを検出し、検出された組合せへの切替を行うことを特徴とするプロセッサの制御方法。

[8] 請求項 7に記載の方法にぉ、て、検出された組合せが複数存在する場合、パフォ一マンスが最大になる組合せへの切替を行うことを特徴とするプロセッサの制御方法

[9] 複数の処理ブロックと、

温度を測定するセンサと、

測定された温度に応じて、前記複数の処理ブロックの並列利用度を切り替える制御部と、

を備えることを特徴とするプロセッサ。

[10] 請求項 9に記載のプロセッサにおいて、前記制御部は、前記温度に応じて、前記並列利用度と動作周波数の組合せを切り替えることを特徴とするプロセッサ。

[11] 請求項 9に記載のプロセッサにおいて、前記制御部は、タスクごとに定まる前記複数の処理ブロックの並列利用可能数を考慮して、前記タスクを割り振ることを特徴とするプロセッサ。

[12] 請求項 9または 11に記載のプロセッサにおいて、前記制御部は、前記複数の処理ブロックのうち、少なくとも最も低い温度の処理ブロックに、タスクを割り振ることを特徴とするプロセッサ。

[13] 複数の処理ブロックと、

前記複数の処理ブロックの並列利用度と動作周波数の組合せを記述するテーブルと、

前記テーブルを参照し、前記組合せを適宜切り替える制御部と、

を備えることを特徴とするプロセッサ。

[14] 請求項 13に記載のプロセッサにおいて、前記テーブルは前記組合せのそれぞれにつ、て、処理のパフォーマンスを記述して、ることを特徴とするプロセッサ。

[15] 請求項 14に記載のプロセッサにおいて、当該プロセッサの温度が所定のしきい値を越えると予測されるとき、または超えたとき、前記制御部は、前記組合せの中で現在よりも発熱量が低ヽ組合せを選択し、その組合せへの切替を行うことを特徴とするプロセッサ。

[16] 各種のタスクを実行するプロセッサを備える情報処理装置であって、

前記プロセッサは、

複数の処理ブロックと、

温度を測定するセンサと、

を備えることを特徴とする情報処理装置。

[17] 請求項 16に記載の装置において、前記制御部は、前記温度に応じて、前記並列利用度と動作周波数の組合せを切り替えることを特徴とする情報処理装置。

[18] 請求項 16に記載の装置において、前記制御部は、タスクごとに定まる前記複数の処理ブロックの並列利用可能数を考慮して、前記タスクを割り振ることを特徴とする情報処理装置。

[19] 請求項 16または 18に記載の装置において、前記制御部は、前記複数の処理プロックのうち、少なくとも最も低い温度の処理ブロックに、タスクを割り振ることを特徴とする情報処理装置。

[20] 各種のタスクを実行するプロセッサを備える情報処理装置であって、

前記プロセッサは、

複数の処理ブロックと、

を含むことを特徴とする情報処理装置。

[21] 各種のタスクを実行するプロセッサを備える情報処理システムであって、

前記プロセッサは、

複数の処理ブロックと、

温度を測定するセンサと、

を備えることを特徴とする情報処理システム。

[22] 請求項 21に記載のシステムにお、て、前記制御部は、前記温度に応じて、前記並列利用度と動作周波数の組合せを切り替えることを特徴とする情報処理システム。

[23] 請求項 21に記載のシステムにお、て、前記制御部は、タスクごとに定まる前記複数の処理ブロックの並列利用可能数を考慮して、前記タスクを割り振ることを特徴とする情報処理システム。

[24] 請求項 21または 23に記載のシステムにおいて、前記制御部は、前記複数の処理ブロックのうち、少なくとも最も低い温度の処理ブロックに、タスクを割り振ることを特徴とする情報処理システム。

[25] 各種のタスクを実行するプロセッサを備える情報処理システムであって、前記プロセッサは、

複数の処理ブロックと、

を含むことを特徴とする情報処理システム。

[26] プロセッサの内部に設けられた複数の処理ブロックの並列利用度を、温度に応じて切り替えることを特徴とするプロセッサの制御プログラム。

[27] 請求項 26に記載のプログラムにおいて、前記並列利用度と動作周波数の組合せをプロセッサの温度に応じて切り替えることを特徴とするプロセッサの制御プログラム

[28] 請求項 26に記載のプログラムにおいて、タスクごとに定まる前記複数の処理ブロックの並列利用可能数を考慮して、前記タスクを割り振ることを特徴とするプロセッサの制御プログラム。

[29] 請求項 26または 28に記載のプログラムにおいて、前記複数の処理ブロックのうち、少なくとも最も低、温度の処理ブロックに、タスクを割り振ることを特徴とするプロセッサの制御プログラム。

[30] プロセッサの内部に設けられた複数の処理ブロックの並列利用度と動作周波数の組合せを所定のテーブルを参照して切り替えることを特徴とするプロセッサの制御プログラム。