WO2022166679A1 - 计算核、计算核温度调整方法、设备、介质、芯片和系统 - Google Patents

计算核、计算核温度调整方法、设备、介质、芯片和系统 Download PDF

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沈杨书
祝夭龙
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    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Definitions

  • the temperature control component is used to adjust the working parameters of the computing component, and at the same time, the computing component executes the computing task with the adjusted working parameters, so as to adjust the operating temperature of the computing component.
  • the operating temperature can be adjusted for a single computing core.
  • high temperature working computing core it can also reduce the probability that the computing core working at normal temperature is affected, so that the temperature of the computing core can be adjusted locally in the many-core chip, reducing the damage to the chip caused by high temperature, and reducing the high temperature computing core.
  • the operating frequency of the normal temperature computing core is not reduced, and the operating efficiency of the computing core maintaining the normal temperature is realized, thereby improving the computing efficiency of the chip.
  • the predetermined temperature control conditions include: the temperature prediction value of the computing component is greater than or equal to the first preset temperature threshold; adjusting the working parameters of the computing component in step S13 may specifically include: according to the calculation task performed by the computing component.
  • the compilation information predicts the calculation amount of its own computing component, and obtains the calculation amount predicted value of the computing component; according to the corresponding relationship between the calculation amount predicted value and the preset calculation amount predicted value and the temperature predicted value, calculates the calculation amount corresponding to the predicted value of the calculation amount. temperature prediction value; when it is determined that the temperature prediction value is greater than or equal to the first preset temperature threshold, a temperature control signal is generated.
  • FIG. 10 is a schematic structural diagram of a computer device provided by an embodiment of the present application.
  • the computer device 12 shown in FIG. 10 is an example, and should not impose any limitations on the functions and scope of use of the embodiments of the present application.
  • System memory 28 may include computer system readable media in the form of volatile memory, such as random access memory (RAM) 30 and/or cache memory 32 .
  • Computer device 12 may further include other removable/non-removable, volatile/non-volatile computer system storage media.
  • storage system 34 may be used to read and write to non-removable, non-volatile magnetic media (not shown in FIG. 10, commonly referred to as a "hard drive”).
  • a disk mover may be provided for reading and writing to removable non-volatile magnetic disks (eg "floppy disks"), as well as removable non-volatile optical disks (eg compact disk read-only memory).
  • Embodiments of the present application further provide a computer program product, including computer-readable codes, or a non-volatile computer-readable storage medium carrying computer-readable codes, when the computer-readable codes are executed in a processor of an electronic device , the processor in the electronic device executes the method for implementing any one of the computing core temperature adjustment methods in the foregoing embodiments.

Abstract

本申请实施例公开了一种计算核、计算核温度调整方法、设备、介质、芯片和系统。该计算核包括：运算组件以及与运算组件连接的温控组件；运算组件用于执行计算核的计算任务；温控组件用于调整运算组件的工作参数，以调整运算组件的工作温度。

Description

计算核、计算核温度调整方法、设备、介质、芯片和系统 技术领域
本申请实施例涉及人工智能领域，尤其涉及一种计算核、计算核温度调整方法、设备、介质、芯片和系统。
背景技术
近年来，随着人工智能相关应用和技术的飞速发展，对计算能力和功耗效率的要求日益提高，专用人工智能(Artificial Intelligence，AI)芯片来运行AI算法已经成为未来的趋势。
发明内容
本申请实施例提供一种计算核、计算核温度调整方法、设备、介质、芯片和系统，可以调整芯片局部温度，提高芯片工作效率。
第一方面，本申请实施例提供一种计算核，包括：运算组件以及与所述运算组件连接的温控组件；所述运算组件用于执行所述计算核的计算任务；所述温控组件用于调整所述运算组件的工作参数，以调整所述运算组件的工作温度。
第二方面，本申请实施例提供一种计算核温度调整方法，应用于如本申请实施例任一项所述的计算核，所述计算核包括运算组件以及与所述运算组件连接的温控组件；所述方法包括：调整所述运算组件的工作参数，以调整所述运算组件的工作温度；控制所述运算组件基于调整后的工作参数执行计算任务。
第三方面，本申请实施例提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序所述处理器执行所述程序时实现上述第二方面的计算核温度调整方法。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本申请上述第二方面的计算核温度调整方法。
第五方面，本申请实施例提供一种众核芯片，其特征在于，包括：至少一个如上述第一方面的计算核。
第六方面，本申请实施例一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，或者承载有计算机可读代码的非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机可读代码在电子设备的处理器中运行时，所述电子设备中的处理器执行用于实现上述第二方面的计算核温度控制方法。
第七方面，本申请实施例还提供一种芯片温控系统，包括如本申请第五方面的众核芯片、时钟电路和锁相环，所述众核芯片与所述锁相环相连所述锁相环与所述时钟电路相连；所述时钟电路用于生成输出信号，并将所述输出信号发送至所述锁相环；所述锁相环用于接收所述输出信号，并根据预设的工作参数要求调整所述输出信号的信号参数，将调整后的输出信号作为外部时钟信号，发送所述外部时钟信号至所述众核芯片；所述众核芯片用于基于所述外部时钟信号获得执行计算任务时的工作参数要求。
在本申请中，通过在计算核中配置运算组件和温控组件，温控组件用于通过调整运算组件的工作参数，来调整运算组件的工作温度，从而可以调整运算组件所属计算核的工作温度，解决了相关技术中需要调整整个芯片的温度，影响芯片中的正常工作的芯片区域的工作效率的问题，实现针对性局部调整计算核的温度，在降低高温工作计算核的同时，可以兼顾降低正常温度工作的计算核被影响的概率，可以减少高温对芯片的损伤，并同时提高芯片的运算效率。
附图说明
图1是本申请实施例的计算核的结构示意图；
图2是本申请实施例的计算核的结构示意图；
图3是本申请实施例的计算核的结构示意图；
图4是本申请实施例的计算核的结构示意图；
图5是本申请实施例的计算核的结构示意图；
图6是本申请实施例的计算核的结构示意图；
图7是本申请实施例的计算核的结构示意图；
图8是本申请实施例的计算核温度调整方法的流程图；
图9是本申请实施例的三种信号的示意图；
图10是本申请实施例的计算机设备的结构示意图；
图11是本申请实施例的众核芯片的结构示意图；
图12是本申请实施例的众核芯片的结构示意图；
图13是本申请实施例的众核芯片的结构示意图；
图14是本申请实施例的芯片温控系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。
相关技术中，在众核芯片温度较高时，通过与众核芯片连接的时钟电路降低频率，以降低 整个众核芯片上所包含组件的工作频率，从而降低众核芯片的整体温度，该方案容易导致位于众核芯片中的正常工作区域的组件也同时降低了工作频率，从而容易影响众核芯片中的正常工作区域的组件的工作效率。
图1为本申请实施例的计算核的结构示意图；本实施例可适用于在计算核工作时调整计算核的工作温度的情况。如图1所示，本申请实施例的计算核100，包括：运算组件101以及与运算组件101连接的温控组件102；运算组件101用于执行计算核100的计算任务；温控组件102用于调整运算组件101的工作参数，以调整运算组件101的工作温度。
在一些实施例中，运算组件101的工作参数包括：运算组件的工作频率和运算组件的工作时长中的至少一种。在实际应用中，该工作参数的类型可以根据可影响运算组件的工作温度的要求进行选择，即所选择的工作参数会影响运算组件的工作温度即可，本申请实施例不做具体限定。
在一些实施例中，运算组件101用于执行计算任务，该计算任务是指进行算数运算和/或逻辑运算的任务，例如，加、减、乘、除和矩阵运算等。运算组件101可以是指用于实现运算的集成电路。
在一些实施例中，温控组件102用于控制运算组件101的工作温度。具体地，温控组件102向运算组件101输出温控信号，其中，温控信号的类型可以是时钟信号类型；通过调整温控信号的信号参数，向运算组件101输出调整后的温控信号，以实现调整运算组件101的工作参数，最终实现调整运算组件101的工作温度。
在一些实施例中，时钟信号的信号参数包括时钟频率，和/或，时钟信号的持续时长；温控组件102可以是用于实现调整时钟信号的信号参数的集成电路，例如温控组件102可以是门控电路，门控电路也可以称为是门控开关电路。其中，时钟信号的持续时长为一个周期内存在时钟信号的时长；在下述实施例的描述中，存在时钟信号和时钟信号的持续时长不为0(简称时钟信号不为0)含义相同，时钟信号的持续时长为0可以简称为时钟信号为0；示例性地，该一个周期可以是一个信号周期。
在一些实施例中，若时钟信号不为0的持续时长占据一个周期的全部时长的一部分，相应的，运算组件101在该部分时长工作；若时钟信号为0的持续时长占据一个周期的全部时长的另一部分，相应的，运算组件101在该另一部分时长不工作，以使运算组件101由一直工作变为存在不工作的时间段，从而实现调整运算组件101的工作时长，进而使运算组件101的工作温度得到调整。
本申请实施例中的计算核100是众核芯片中的计算核100，众核芯片包括多个计算核100。在众核芯片中，若众核芯片中所包含全部计算核中的一部分计算核采用本申请实施例提供的计算核，可以仅改变众核芯片中的部分计算核的工作温度，可以降低处理部分计算核的工作温度过高的概率，而改变整个芯片上所包含的计算核的工作温度，从而降低对正常温度工作的计算核产生影响的概率。
本申请实施例通过在计算核中配置运算组件和温控组件，温控组件用于调整运算组件的工作参数，以调整运算组件的工作温度，可以针对单一计算核进行工作温度调整，解决了相关技术中需要调整整个芯片的温度，影响正常工作的芯片区域的工作效率的问题，实现针对性局部调整计算核的温度，在降低高温工作计算核的同时，可以兼顾降低正常温度工作的计算核被影响的概率，可以减少高温对芯片的损伤，并同时提高芯片的运算效率。
图2为本申请实施例的计算核的结构示意图；图2与图1中相同的标号表示相同的结构。如图2所示，在一些实施例中，计算核100还包括时钟信号接口103；时钟信号接口103与温控组件102连接，温控组件102用于通过时钟信号接口103接收外部时钟信号，并根据外部时钟信号调整运算组件101的工作参数。
其中，外部时钟信号来自计算核100所属芯片的外部，且外部时钟信号用于使运算组件101根据该外部时钟信号指示的工作参数执行计算任务。
在图2中，时钟信号接口103分别与计算核100和外部时钟电路相连。其中，外部时钟电路是指众核芯片之外的时钟电路，外部时钟电路生成外部时钟信号，并发送至时钟信号接口103，该外部时钟信号用于对众核芯片整片的工作参数例如工作频率和/或工作时长进行整体控制，计算核100从时钟信号接口103接收外部时钟信号。
如图2所示，在一些实施例中，时钟信号接口103具体与计算核100中的温控组件102相连，并向温控组件102传输外部时钟信号；温控组件102接收到外部时钟信号，并对外部时钟信号进行处理，将处理后的时钟信号发送至运算组件101；运算组件101基于接收到的经处理的时钟信号正常工作执行运算任务。上述对外部时钟信号的处理操作可以包括调整时钟信号的信号参数，例如调整时钟信号的信号频率，和/或，调整时钟信号为0(对应运算组件101不工作)的时长。
在一些实施例中，调整时钟信号频率具体可以包括：调整后的时钟信号的频率不变，相当于是直接转发外部时钟信号至运算组件101，或者调整时钟信号的频率发生变化。例如：若调整后时钟信号频率变高，则运算组件101的工作温度升高；若调整后时钟信号频率变低，则运算组件101的工作温度降低。
在一些实施例中，调整时钟信号为0的时长可以包括：调整后的时钟信号在一个周期的部分时长内(如前半段)不为0，相应的，运算组件在该部分时长工作；在该周期的剩余部分时长内(如后半段)为0，相应的，运算组件在该剩余部分时长不工作，以使运算组件由一直工作变为存在不工作的时间段，从而实现调整运算组件的工作时长，若调整后的时钟信号为0的时长变长，则运算组件的工作时长变短，进而运算组件101的工作温度降低；若调整后的时钟信号为0的时长变短，则运算组件的工作时长边长，进而运算组件101的工作温度降低。
在一些实施例中，运算组件101可以直接获取外部时钟信号，并基于外部时钟信号执行运算任务，即众核芯片上所有计算核100的工作频率均与外部时钟信号保持一致。而本申请实施例，通过在外部时钟信号到达运算组件101之前，经过温控组件102进行处理，可以精准控制 时钟信号的频率，并将处理后的时钟信号发送至运算组件101，处理后的时钟信号决定运算组件101的工作频率和/或工作时长，运算组件101接收到的时钟信号实际是由温控组件102控制，从而，温控组件102精准控制运算组件101的工作频率和/或工作时长。
在通过图2描述的实施例中，通过配置时钟信号接口103与温控组件102相连，以使温控组件102通过时钟信号接口103接收到外部时钟信号，并根据外部时钟信号直接调整运算组件的工作参数(工作频率和/或工作时长)，可以在不改变众核芯片整片工作参数的情况下，调节单一计算核110的工作参数，从而有利于精准控制运算组件101的工作温度，进而实现在众核芯片中精准控制局部位置上计算核100的工作温度。
图3为本申请实施例的计算核的结构示意图；图3与图2中相同的标号表示相同的结构。参考图3，在一些实施例中，温控组件102具体可以包括信号生成单元104和逻辑操作单元105，信号生成单元104连接于逻辑操作单元105；信号生成单元104用于在预定温控条件下生成温控信号，并发送温控信号至逻辑操作单元105；逻辑操作单元105用于接收外部时钟信号和该温控信号，并将温控信号与时钟信号进行逻辑操作，将逻辑操作得到的信号作为调整后的时钟信号，将调整后的时钟信号发送给运算组件101，以调整运算组件101的工作参数。
在本申请实施例中，信号生成单元104用于生成温控信号。示例性的，信号生成单元104可以包括信号发生器。逻辑操作是对外部时钟信号和温控信号进行逻辑操作。逻辑操作可以包括：与逻辑操作，和/或，或逻辑操作。温控信号用于确定可以对生成该温控信号的信号生成单元104所属的处理核100进行时钟信号的工作参数调整。
示例性的，逻辑操作单元可以是逻辑电路。信号生成单元104与逻辑操作单元105相连，信号生成单元104将生成的温控信号发送给该逻辑操作单元105；逻辑操作单元105还与时钟信号接口103相连，逻辑操作单元105通过时钟信号接口103接收外部时钟电路发送的外部时钟信号。
在本申请实施例中，通过配置温控组件102包括信号生成单元104和逻辑操作单元105可以精准对时钟信号进行调整，从而准确调整运算组件101的工作参数；并且，仅通过信号生成单元104和逻辑操作单元105的结构实现对运算组件101的工作参数进行调整，可以降低运算组件的工作参数例如工作频率和/或工作时长的调整成本，有利于降低工作温度调整成本。
图4是本申请实施例的计算核的结构示意图；图4与图3中相同的标号表示相同的结构。如图4所示，在一些实施例中，信号生成单元104的一端连接于逻辑操作单元105，信号生成单元104的另一端连接于运算组件101；预定温控条件包括运算组件101的温度值大于或等于第一预设温度阈值；
在一些实施例中，计算核100还包括温度传感器106，温度传感器106的一端连接于运算组件101，温度传感器106的另一端连接于温控组件102中的信号生成单元；温度传感器106用于测量运算组件101的温度，并将测得的温度值发送至信号生成单元104；信号生成单元104用于在温度值大于或等于第一预设温度阈值的情况下，生成温控信号。
在该实施例中，温度传感器106向信号生成单元104发送测得的温度值，以使信号生成单元104根据该温度值判断是否调整运算组件101的工作温度。温度传感器106可以用于测量运算组件101的实时温度值。
示例性的，如果温度传感器106在测量运算组件101的实时温度之后发送的实时温度值或者发送的信号所承载的实时温度大于或等于温度阈值，此时温控组件确定需要调整运算组件的工作温度；如果温度传感器106在测量运算组件101的实时温度之后发送的实时温度值或者发送的信号所承载的实时温度小于温度阈值，此时温控组件确定不需要调整运算组件的工作温度。温控组件根据实时温度，判断是否需要对运算组件的工作频率和/或工作时长进行调整，以及调整方向和调整数值等。
在本申请实施例中，通过配置的温度传感器106，可以准确实时测量运算组件101的温度，从而实时进行工作温度调整，有利于提高温度调控的实时性和精准性。
图5示出本申请实施例的计算核的结构示意图；图5与图1-图3中相同的标号表示相同的结构。如图5所示，在一些实施例中，预定温控条件包括运算组件101的温度预测值大于或等于第二预设温度阈值；信号生成单元的一端连接于逻辑操作单元，信号生成单元的另一端连接于运算组件101。
信号生成单元104用于获取运算组件所执行的计算任务的编译信息，根据编译信息预测运算组件的计算量，得到计算量预测值，根据计算量预测值与预设的计算量预测值和温度预测值之间的对应关系，计算相应的温度预测值，在温度预测值大于或等于第二预设温度阈值的情况下，生成温控信号。
示例性地，第二预设温度阈值小于计算组件101的温度预警阈值，温度预警阈值可以理解为是计算组件101的温度超标值，温度超标值可以根据实验数据或者实际经验进行预先设置。
在该实施例中，计算核100根据所执行计算任务的编译信息预测自身计算量编译情况，从而进行计算量的预测，并根据预设的计算量和温度预测值之间的对应关系，计算相应的温度预测值，从而提前预测发热情况，并在温度超标前时生成温控信号，从而预防温度超标的发生。
图6是本申请实施例的计算核的结构示意图；图6与图1-图5中相同的标号表示相同的结构。如图6所示，在一些实施例中，运算组件中至少包括第一类运算组件107，第一类运算组件107的运算属性值大于预定运算属性阈值；逻辑操作单元与第一类运算组件相连接，且逻辑操作单元105用于将调整后的时钟信号发送给第一类运算组件107。
应理解，预算属性值可以运算量、运算功耗和运算时长中的任一种；预定运算属性阈值可以根据实际温控需要进行预先设置；第一类运算组件107至少可以包括矩阵运算组件。
在本申请实施例中，通过温控组件102与矩阵运算组件107相连，控制矩阵运算组件107的工作频率和/或工作时长，以控制矩阵运算组件107的工作温度，可以有效控制运算组件101中最能产热的单元，从而有效控制整个运算组件107的工作温度。
在本申请实施例中，在计算核100中，矩阵运算组件通常用于进行矩阵计算；向量运算组 件用于进行向量计算。通常AI计算任务中存在大量的矩阵计算操作，以及存在较少的向量计算操作。从而，矩阵运算组件的运算量大于向量运算组件的运算量，相应的，矩阵运算组件的工作温度高于向量运算组件的工作温度。可以理解为，在计算核中，产生热量的主体结构是矩阵运算组件，通过调整矩阵运算组件的工作频率和/或工作时长，以调整矩阵运算组件的工作温度；通过控制住矩阵运算模块的工作频率和/或工作时长，来控制住计算核100的工作温度。
图7是本申请实施例的计算核的结构示意图；图7与图1-图6中相同的标号表示相同的结构。如图7所示，在一些实施例中，运算组件101中还包括第二类运算组件108；第二类运算组件108的运算属性值小于或等于上述实施例描述的预定运算属性阈值；计算核100还可以包括存储单元109和路由单元110。
在一些实施例中，存储单元109分别与运算组件101、温控组件102和路由单元110相连，用于存储运算组件101、温控组件102和路由单元110的数据；路由单元110用于确定计算核100的传输数据的传输路线。
如图7所示，存储单元109可以与计算核100中包括的运算组件101之外的其他单元或组件连接，用于存储计算核100在运行过程中涉及到的输入数据、输出数据和中间数据等。具体可以存储相连的运算组件101、温控组件102和路由单元110关联的数据；计算核100之间传输数据，传输路线上的计算核100对传输数据进行传输，路由单元110用于规划计算核100的传输路线，以及确定当前计算核100针对传输数据的传输方向。
在本申请实施例中，通过配置存储单元109可以提供存储功能，用于存储计算核100中与至少一个单元或至少一个组件关联的数据；通过配置路由单元110可以确定所属计算核100的传输路线，提供路由功能，准确发送传输数据。
图8为本申请实施例中的计算核温度调整方法的流程图的示意图；该方法可以由本申请实施例提供的计算核来执行；计算核可以包括运算组件以及与运算组件连接的温控组件。如图8所示，本实施例的计算核温度调整方法具体包括如下步骤。
S801，调整运算组件的工作参数，以调整运算组件的工作温度；S802，控制运算组件基于调整后的工作参数执行计算任务。
在该实施例中，运算组件以调整后的工作参数执行计算任务，即以调整后的工作温度执行计算任务。
本申请实施例通过温控组件调整运算组件的工作参数，同时通过运算组件以调整后的工作参数执行计算任务，以实现调整运算组件的工作温度，可以针对单个计算核进行工作温度调整，在降低高温工作计算核的同时，可以兼顾降低对正常温度工作的计算核被影响的概率，从而可以在众核芯片中针对性局部调整计算核的温度，减少高温对芯片的损伤，并降低高温计算核的工作温度的同时，不降低正常温度计算核的工作频率，实现维持正常温度的计算核的工作效率，从而提高芯片的运算效率。
在一些实施例中，工作参数可以包括工作频率和/或工作时长。
在一些实施例中，S801中的调整运算组件的工作参数的步骤，具体可以包括：S11，接收外部时钟信号；S12，在预定温控条件下生成温控信号；S13，将温控信号与外部时钟信号进行逻辑操作，将逻辑操作得到的信号作为调整后的时钟信号，并将调整后的时钟信号发送给运算组件，以调整运算组件的工作参数。
在一些实施例中，预定温控条件包括：运算组件的温度值大于或等于第一预设温度阈值；步骤S13中调整运算组件的工作参数，具体可以包括：接收温度传感器测得的运算组件的温度值；在确定运算组件的温度值大于或等于第一预设温度阈值的情况下，生成温控信号。
在该实施例中，温度值可以是实时温度，实时温度即运算组件在当前时刻的温度。在运算组件的实时温度过高时，可以及时调整运算组件的工作频率和/或工作时长，可以及时在温度过高时降低温度。
在一些实施例中，预定温控条件包括：运算组件的温度预测值大于或等于第一预设温度阈值；步骤S13中调整运算组件的工作参数，具体可以包括：根据运算组件所执行计算任务的编译信息预测自身运算组件的计算量，得到运算组件的计算量预测值；根据计算量预测值和预设的计算量预测值和温度预测值之间的对应关系，计算与计算量预测值对应的温度预测值；在确定温度预测值大于或等于第一预设温度阈值的情况下，生成温控信号。
在该实施例中，温度预测值可以是指对运算组件在工作时的工作温度进行预测得到的温度值；温度预测值可以根据运算组件所执行的计算任务对应的应用程序的编译情况，预测运算组件的计算量，进而根据计算量计算温度预测值。温度预测值可以提前预测运算组件的高温工作情况，并在温度还没有过高的时候预先调整运算组件的工作频率和/或工作时长，可以预防温度过高。
在本申请实施例中，如果计算得到的温度预测值大于或等于温度阈值，则确定需要调整运算组件的工作参数，并生成温控信号；如果温度预测值小于温度阈值，则确定不需要调整运算组件的工作参数，且不生成温控信号。在检测到运算组件的实时温度时，若实时温度大于或等于温度阈值，则确定需要调整运算组件的工作参数，并生成温控信号；若实时温度小于温度阈值，则确定不需要调整运算组件的工作频率和/或工作时长，且不生成温控信号。
在一些实施例中，若同时存在计算得到的温度预测值和检测到的实时温度时，如果温度预测值或实时温度大于或等于温度阈值，则确定需要调整运算组件的工作参数，以及确定生成温控信号；如果温度预测值和实时温度均小于温度阈值，则确定不需要调整运算组件的工作参数，且确定不生成温控信号。
在一些实施例中，温度阈值可以根据实际温控需求进行灵活调整；通过配置温度阈值，将计算的温度预测值或检测到的实时温度与温度阈值比较，在温度预测值和实时温度中的至少一者大于温度阈值的情况下，生成温控信号，从而及时调整运算组件的工作温度，提高温度调整的实时性，有效减少运算组件温度过高的情况，从而减少计算核的高温损失。
作为示例，当实时温度值和/或温度预测值大于或等于温度阈值，生成频率小于外部时钟 信号的频率的温控信号，将该温控信号和外部时钟信号进行与操作，得到调整后的时钟信号的频率小于调整前时钟信号的频率，以降低时钟信号的频率，从而降低运算组件的工作频率和/或工作时长，并降低运算组件的工作温度。
作为示例，如果需要提高时钟信号的频率，可以生成频率大于外部时钟信号的频率的温控信号，将该温控信号和外部时钟信号进行与操作，得到调整后的时钟信号的频率大于调整前时钟信号的频率，以提高时钟信号的频率，从而提高运算组件的工作频率和/或工作时长，并提高运算组件的工作温度。
图9示出本申请实施例的三种信号的示意图。如图9所示，本申请中的外部时钟信号例如为具有预定频率的方波，第一周期包括多个周期方波信号，例如，10个周期的方波信号。温控信号为频率较低的方波，第一周期包括一个周期的方波信号。将时钟信号与温控信号进行与操作，得到调整后的时钟信号如图所示。
由图9可知，第一周期包括一个周期的调整后的时钟信号。若第一周期为t，调整前的时钟信号为t的十分之一，调整后的时钟信号的周期为t，相应的，若第一周期的频率为第一频率，时钟信号的频率由10倍的第一频率降低为第一频率，实现降低时钟信号频率。或者，由图9可知，将第一周期均分为两半，调整后的时钟信号在第一周期前半段信号不为0，调整后的时钟信号在第一周期后半段信号为0。将调整后的时钟信号发送给计算核的运算组件，计算核的运算组件的工作频率和/或工作时长相应降低。
通过温控组件中的信号生成单元生成温控信号，并将改温控信号与外部时钟信号进行逻辑操作，将得到的信号确定为调整后的时钟信号，根据调整后的时钟信号的频率，可以针对性对运算组件的频率进行调整；通过调整后的时钟信号的不为0的持续时长，可以针对性对运算组件的工作时长进行调整。并且，本申请实施例中所采取的通过温控信号与时钟信号逻辑操作实现对时钟信号进行频率调整，简化时钟信号频率的调整过程，加快时钟信号频率的调整效率。
图10为本申请实施例提供的计算机设备的结构示意图。图10显示的计算机设备12是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图10所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。计算机设备12可以是挂接在总线上的设备。
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线，微通道体系结构(Micro Channel Architecture，MCA)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics Standards Association，VESA)局域总线以及外围组件互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线。
计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机 设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图10未显示，通常称为“硬盘运动器”)。尽管图10中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘运动器，以及对可移动非易失性光盘(例如紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)，数字视盘(Digital Video Disc-Read Only Memory，DVD-ROM)或者其它光介质)读写的光盘运动器。在这些情况下，每个运动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。系统存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本申请各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如系统存储器28中，这样的程序模块42包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本申请所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(Input/Output，I/O)接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(Local Area Network，LAN)，广域网(Wide Area Network，WAN)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图10中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备运动器、冗余处理单元、外部磁盘运动阵列、(Redundant Arrays of Inexpensive Disks，RAID)系统、磁带运动器以及数据备份存储系统等。
处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本申请任意实施例所提供的一种计算核温度调整方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请所有发明实施例提供的计算核温度调整方法。
本申请实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、RAM、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、 可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式CD-ROM、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、无线电频率(Radio Frequency，RF)等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括LAN或WAN——连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，或者承载有计算机可读代码的非易失性计算机可读存储介质，当计算机可读代码在电子设备的处理器中运行时，电子设备中的处理器执行用于实现上述实施例中的任一计算核温度调整方法。
图11为本申请实施例中的一种众核芯片的结构示意图，本实施例可适用于在众核芯片工作时，调整局部计算核的工作温度的情况。如图11所示，本实施例的众核芯片400，包括：至少一个如本申请实施例描述的计算核100。计算核100用于执行计算任务。
众核(Many Core)芯片是由大量(未来将会是成百上千个)以及多种类的核心，以预设方式连接在一起，具备高性能并行处理能力的核心集合。
本申请实施例中的众核芯片可以针对单个计算核进行工作温度调整，可以实现针对性调整众核芯片上局部区域所布置的计算核的温度，在降低高温工作计算核的同时，可以兼顾降低正常温度工作的计算核被影响的概率，可以减少高温对芯片的损伤，并降低高温计算核的工作温度的同时，不降低正常温度计算核的工作频率和/或工作时长，实现维持正常温度的计算核的工作效率，从而提高芯片的运算效率。
如图12所示，众核芯片400还包括：温度传感器401；温度传感器401与至少一个计算核100相连，用于测量温度传感器401所相连的每个计算核100的实时温度。示例性地，众核芯片400中存在大于或等于温度阈值的至少一个计算核100。
在一些实施例中，温度传感器401与上述实施例中的温度传感器106可以具有相同或等同的结构，并可以实现相同的功能。
在一些实施例中，温度传感器401可以是众核芯片400中至少两个计算核100复用的温度传感器。图11所示的温度传感器401与众核芯片400中全部计算核100相连，此外，温度传感器401可以仅与众核芯片400中部分即非全部的计算核100相连。需要说明的是，本申请实施例中温度传感器的可以进行灵活配置。也就是说，可以配置温度传感器401，也可以不配置温度传感器401；当配置温度传感器时，可以在计算核100内部配置温度传感器106，或者可以在众核芯片内配置温度传感器401，而非配置在计算核100内部，以使至少两个计算核100复用一个温度传感器401。或者还可以既在计算核100内部配置温度传感器106，同时在众核芯片内配置温度传感器401。根据需要进行选择配置。
在本申请实施例中，通过配置的温度传感器401可以准确实时测量计算核的温度，从而实时进行工作温度调整，提高温度调控的实时性和精准性。
在一些实施例中，如图13所示，众核芯片400还包括：温度预测值小于温度阈值的至少一个低温计算核410；低温计算核410用于执行计算任务，且低温计算核410在工作状态下的温度预测值小于温度阈值。
众核芯片400中包括可以调整工作温度的计算核100，还可以包括无需调整工作温度的低温计算核410；低温计算核410可以是指几乎工作在小于温度阈值的工作温度下的计算核，计算核410的工作温度几乎不会超过温度阈值，从而可以不需要进行温度调整。
通过在众核芯片中配置低温计算核410，可以只针对工作温度过高(超过温度阈值)的计算核100配置工作温度调整功能，可以减少众核芯片的成本。
在一些实施例中，本申请实施例一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，或者承载有计算机可读代码的非易失性计算机可读存储介质，当计算机可读代码在电子设备的处理器中运行时，电子设备中的处理器执行用于实现上述任一实施例描述的计算核温度控制方法。
图14为本申请实施例的芯片温控系统的结构示意图；该芯片温控系统可适用于在众核芯片工作时，调整众核芯片局部位置的计算核的工作温度的情况。如图14所示，本实施例的芯片温控系统500，包括：如本申请实施例任一项的众核芯片400、时钟电路501和锁相环502；其中，众核芯片400与锁相环502相连，锁相环502与时钟电路501相连；
其中，众核芯片400用于执行计算任务；时钟电路501用于生成输出信号，并将输出信号发送至锁相环502；锁相环502用于接收输出信号，并根据预设的工作参数要求调整输出信号的信号参数，将调整后的输出信号作为外部时钟信号，发送外部时钟信号至众核芯片400，众核芯片用于基于外部时钟信号获得执行计算任务时的工作参数要求。
在一些实施例中，预设的工作参数要求用于使众核芯片400正常工作，众核芯片400正常工作，包括：众核芯片400在预定工作参数条件下执行计算任务；该预定工作参数条件包括如下条件中的至少一种：工作温度小于温度阈值、运算量小于运算量阈值、运算功耗小于运算功 耗阈值、以及运算时长小于预算时长阈值。
在图14中，时钟电路501包括直接生成信号的电路；锁相环502用于对时钟电路501生成的信号进行调整，以调整成目标频率的信号。通常时钟信号的频率是预设的，锁相环可以需要将时钟电路生成的不稳定的信号，稳定在目标频率范围内，以得到固定频率的时钟信号，确保众核芯片400中计算核100正常工作。
继续参考图14，锁相环502输出的时钟信号用于调控一个或多个计算核100的存储单元、路由单元和向量运算组件，即为一个或多个计算核100的存储单元、路由单元和运算组件提供统一的时钟信号。在运算组件中，一部分计算核100的矩阵运算组件不需要调整工作温度，该部分计算核可以直接由锁相环501输出的时钟信号进行调控；另一部分计算核100的矩阵运算组件需要进行工作温度调整，需要通过获取锁相环502输出的时钟信号，并对锁相环502输出的时钟信号进行调整，使用调整后得到的时钟信号进行工作。
本申请实施例中的芯片温控系统中众核芯片400可以针对单个计算核100进行工作温度调整，可以实现针对众核芯片中局部区域的计算核进行温度调整，在降低高温工作计算核的同时，可以兼顾降低正常温度工作的计算核被影响的概率，可以减少高温对芯片的损伤，并降低高温计算核的工作温度的同时，不降低正常温度计算核的工作频率和/或工作时长，实现维持正常温度的计算核的工作效率，从而提高芯片的运算效率。
注意，上述仅为本申请的可选实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (17)

  1. 一种计算核，其特征在于，包括：运算组件以及与所述运算组件连接的温控组件；
    所述运算组件用于执行所述计算核的计算任务；
    所述温控组件用于调整所述运算组件的工作参数，以调整所述运算组件的工作温度。
  2. 根据权利要求1所述的计算核，其特征在于，所述计算核还包括时钟信号接口；
    所述时钟信号接口与所述温控组件连接，所述温控组件用于通过所述时钟信号接口接收外部时钟信号，并根据所述外部时钟信号调整所述运算组件的工作参数；其中，所述外部时钟信号来自所述计算核所属芯片的外部，且所述外部时钟信号用于使所述运算组件根据所述外部时钟信号指示的工作参数执行所述计算任务。
  3. 根据权利要求1所述的计算核，其特征在于，所述温控组件包括信号生成单元和与逻辑操作单元，所述信号生成单元的一端连接于所述逻辑操作单元；
    所述信号生成单元用于在预定温控条件下生成温控信号，并发送所述温控信号至所述逻辑操作单元；
    所述逻辑操作单元用于接收外部时钟信号和所述温控信号，并将所述温控信号与所述外部时钟信号进行逻辑操作，将逻辑操作得到的信号作为调整后的时钟信号，并将调整后的时钟信号发送给所述运算组件，以调整所述运算组件的工作参数。
  4. 根据权利要求3所述的计算核，其特征在于，所述预定温控条件包括所述运算组件的温度值大于或等于第一预设温度阈值；
    所述计算核还包括温度传感器，所述温度传感器的一端连接于所述运算组件，所述温度传感器的另一端连接于所述信号生成单元的另一端；
    所述温度传感器用于测量所述运算组件的温度，并将测得的温度值发送至所述信号生成单元；
    所述信号生成单元用于在所述温度值大于或等于所述第一预设温度阈值的情况下，生成所述温控信号。
  5. 根据权利要求3所述的计算核，其特征在于，所述预定温控条件包括所述运算组件的温度预测值大于或等于第二预设温度阈值；所述信号生成单元的另一端连接于所述运算组件；
    所述信号生成单元用于获取所述运算组件所执行的计算任务的编译信息，根据所述编译信息预测所述运算组件的计算量，得到计算量预测值，根据所述计算量预测值与预设的计算量预测值和温度预测值之间的对应关系，计算相应的温度预测值，在所述温度预测值大于或等于所述第二预设温度阈值的情况下，生成所述温控信号。
  6. 根据权利要求3所述的计算核，其特征在于，所述运算组件中至少包括第一类运算组件，所述第一类运算组件的运算属性值大于预定运算属性阈值；所述逻辑操作单元与所述第一类运算组件相连接，且所述逻辑操作单元用于将调整后的时钟信号发送给所述第一类运算组件。
  7. 根据权利要求6所述的计算核，其特征在于，所述运算组件中还包括第二类运算组件，所述第二类运算组件的运算属性值小于或等于所述预定运算属性阈值；所述计算核还包括存储单元和路由单元；
    所述第二类运算组件、所述存储单元和所述路由单元，用于根据接收到的外部时钟信号调整自身工作参数，以根据调整后的自身工作参数调整自身工作温度。
  8. 根据权利要求1-7中任一项所述的计算核，其特征在于，所述工作参数包括工作频率和/或工作时长。
  9. 一种计算核温度调整方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6任一项所述的计算核，所述计算核包括运算组件以及与所述运算组件连接的温控组件；所述方法包括：
    调整所述运算组件的工作参数，以调整所述运算组件的工作温度；
    控制所述运算组件基于调整后的工作参数执行计算任务。
  10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述调整所述运算组件的工作参数，包括：
    接收外部时钟信号；
    在预定温控条件下生成温控信号；
    将所述温控信号与所述外部时钟信号进行逻辑操作，将逻辑操作得到的信号作为调整后的时钟信号，并将调整后的时钟信号发送给所述运算组件，以调整所述运算组件的工作参数。
  11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述预定温控条件包括：所述运算组件的温度值大于或等于第一预设温度阈值；所述调整所述运算组件的工作参数，包括：
    接收温度传感器测得的所述运算组件的温度值；
    在确定所述运算组件的温度值大于或等于第一预设温度阈值的情况下，生成所述温控信号。
  12. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述预定温控条件包括：所述运算组件的温度预测值大于或等于第一预设温度阈值；所述调整所述运算组件的工作参数，包括：
    根据所述运算组件所执行计算任务的编译信息预测自身运算组件的计算量，得到所述运算组件的计算量预测值；
    根据所述计算量预测值和预设的计算量预测值和温度预测值之间的对应关系，计算与所述计算量预测值对应的温度预测值；
    在确定所述温度预测值大于或等于第一预设温度阈值的情况下，生成所述温控信号。
  13. 一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求9-12中任一所述的计算核温度调整方法。
  14. 一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求9-12中任一所述的计算核温度调整方法。
  15. 一种众核芯片，其特征在于，包括：至少一个如权利要求1-8中任一项所述的计算核。
  16. 一种芯片温控系统，包括如权利要求15所述的众核芯片、时钟电路和锁相环，所述众核芯片与所述锁相环相连，所述锁相环与所述时钟电路相连；
    所述时钟电路用于生成输出信号，并将所述输出信号发送至所述锁相环；
    所述锁相环用于接收所述输出信号，并根据预设的工作参数要求调整所述输出信号的信号参数，将调整后的输出信号作为外部时钟信号，发送所述外部时钟信号至所述众核芯片；
    所述众核芯片用于基于所述外部时钟信号获得执行计算任务时的工作参数要求。
  17. 一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，或者承载有计算机可读代码的非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机可读代码在电子设备的处理器中运行时，所述电子设备中的处理器执行用于实现如权利要求9-12中任一所述的计算核温度调整方法。
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