專利名稱：功率減小的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及功率減小，并且更具體地說，其涉及在被供應(yīng)較
低電壓的集成電路(IC)芯片中的有效功率減小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面在于一種芯片，包括功能電路，具有實(shí)現(xiàn)邏 輯的晶體管，所述晶體管要在這樣的溫度范圍內(nèi)操作，即，在所述溫 度范圍內(nèi)所述晶體管的強(qiáng)度隨著溫度的增加而增加；還包括控制單 元，在功能電路有效操作期間當(dāng)溫度升高時(shí)減小向所述功能電路的電 壓供應(yīng)。
本發(fā)明的第二方面在于一種方法，包括監(jiān)視功能電路的溫度和 性能水平；以及響應(yīng)所述溫度增加在有效操作才莫式中減小向所述功能 電路的供應(yīng)電壓，同時(shí)至少維持所期望的性能水平。
本發(fā)明的第二方面在于一種系統(tǒng)，包括芯片，具有處理核，所 述處理核帶有至少一個(gè)溫度傳感器以監(jiān)視操作溫度；還包括電壓調(diào)節(jié) 器，向所述核提供電壓供應(yīng)，其中所述芯片具有控制單元以響應(yīng)于所 監(jiān)視溫度的充分增加來控制所述電壓調(diào)節(jié)器以便減小供應(yīng)給所述核 的電壓。


本發(fā)明的實(shí)施例是以示例的方式而非限制的方式在附圖的圖形 中被示出的，在這些附圖中，相同的參考號是指相同的元件。
圖1是示出了供應(yīng)了在不同電壓水平處處理器單元的Fmax與溫 度的關(guān)系的示例性曲線圖。圖2是示出了根據(jù)一些實(shí)施例減小功能電路中的有效功率的框圖。
圖3是示出了在給定性能要求下電路的示例性的Vce/T關(guān)系的曲 線圖。
圖4是示出了根據(jù)一些實(shí)施例實(shí)現(xiàn)圖2的電路以減小有效功率的 例程的圖形。
圖5是示出了根據(jù)一些實(shí)施例在不同性能要求下的適合的Vcc/T 關(guān)系的示例性范圍的曲線圖。
圖6是示出了根據(jù)一些實(shí)施例減小處理器中的有效功率的電路的 圖形。
圖7是示出了根據(jù)一些實(shí)施例實(shí)現(xiàn)圖6的電路以減小有效功率的 例程的圖形。
圖8是根據(jù)一些實(shí)施例具有減小有效功率的電路的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的 框圖。
具體實(shí)施例方式
本文公開的一些實(shí)施例是基于對金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體 管的溫度/傳導(dǎo)反向(temperature/conduction inversion)現(xiàn)象的理解與 利用。晶體管溫度/傳導(dǎo)反向是當(dāng)使用足夠小的供應(yīng)(Vcc)時(shí)晶體管 強(qiáng)度(溝電導(dǎo)，至少在飽和模式中)隨著溫度的增加而增加而非減小 的現(xiàn)象。換句話說，當(dāng)設(shè)備溫度增加時(shí)，晶體管操作電壓可被減小。
小較小的量而被顯著地減小。當(dāng)功率減小時(shí)，設(shè)備溫度下降，從而導(dǎo) 致由于更低的泄露功率使設(shè)備功率減小地更多。(泄露功率是溫度的 強(qiáng)函數(shù)(strong fiinction)，溫度越高泄露功率越大。然而，注意，隨著 溫度的下降，晶體管的強(qiáng)度也降低，使得供應(yīng)電壓必須纟皮增加，雖然 不必增加到它最初下降的水平。)
通常，當(dāng)晶體管的供應(yīng)較大(例如，大于1.5V)時(shí)，晶體管強(qiáng)度隨著操作溫度的增加而減小。然而，當(dāng)使用更小的供應(yīng)時(shí)，尤其是具
有更小的晶體管(例如，90nM工藝或更小)時(shí)，晶體管強(qiáng)度實(shí)際上 隨著操作溫度的增加而增加。
兩個(gè)晶體管特征主要影響晶體管強(qiáng)度載流子遷移率和晶體管門 限值電壓Vi。遷移率越高并且門限值電壓越低，則晶體管強(qiáng)度越高。 增加溫度通常減小了遷移率(削弱晶體管)，但是它也降低了門限值 電壓(增強(qiáng)了該晶體管)。因此，隨著溫度的升高或下降，這兩個(gè)晶 體管強(qiáng)度特征是彼此相反的。對于過去的MOS晶體管技術(shù)(例如， 在供應(yīng)電壓大于IV的情況下使用90 nM工藝或更大的工藝形成的晶 體管)，載流子遷移率降低趨于支配電壓門限值的改變，并且因此晶 體管強(qiáng)度通常隨著溫度的增加而減小。因此，達(dá)到給定性能水平的最 低可容許的操作電壓(簡化為最小Vcc)由晶體管在最差操作溫度情 況下的速度指示。也就是說，為了達(dá)到可接受的性能(例如，操作頻 率)，對于更高的操作溫度，允許的最小Vcc將必須更高。
然而，將觀察到，由于足夠小的晶體管尺寸(例如，90nM工藝 或更小)結(jié)合操作電壓減小(尤其是低于1V)，這種情況改變。晶體 管電壓門限值(Vt)隨著溫度增加而明顯地減小，減小的強(qiáng)度使得它 支配遷移率降低，并且因此，晶體管強(qiáng)度隨著溫度的增加而增加。
圖1示出了對通過使用45 nM MOS晶體管工藝制成的功能處理 器核測量的Fmax與溫度的曲線的曲線圖。這些不同的曲線示出了在 向該核(或者至少該核中的處理電路)供應(yīng)從0.6V變動到l.OV的不 同的電壓水平的情況下Fmax/Temp關(guān)系。術(shù)語"Fmax"是可由處理 核在^皮用于產(chǎn)生這些曲線的測試期間可靠地得到的最大操作頻率。在 飽和情況下，可得到的頻率直接與晶體管強(qiáng)度成比例，因此這些曲線 實(shí)際上確實(shí)指示晶體管強(qiáng)度(至少在一定的溫度范圍內(nèi))隨著溫度的 增加而增加。如這些曲線所示，對于使用較低供應(yīng)電壓供電的邏輯， "增強(qiáng)"尤其顯著。
圖2是通過使用溫度/傳導(dǎo)反向現(xiàn)象對于給定頻率減小有效功率的電路的框圖。該電路包括控制單元202、功能電路204和電壓調(diào)節(jié) 器(VR) 206,它們?nèi)鐖D所示耦合在一起?？刂茊卧?02用于控制VR 206 (例如，通過電壓識別(VID )信號)供應(yīng)給功能電路204供應(yīng)電 壓(Vcc)。(其它控制方法當(dāng)然是可能的，并且將尤其取決于使用的 電壓調(diào)節(jié)器和/或控制單元。)
功能電路204可為任何邏輯電路或電路系統(tǒng)，例如處理器中的 核、圖形處理單元，或者在處理器中實(shí)現(xiàn)的任何其他功能邏輯塊、便 攜式數(shù)字設(shè)備、蜂窩電話或任何其它可控(amenable)設(shè)備。
功能電路204具有一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器以向控制器提供溫度信 號，該溫度信號指示一部分功能電路或整個(gè)功能電路204內(nèi)的溫度。 在一些實(shí)施例中，它根據(jù)如圖3所示的Vcc/T曲線等曲線控制供應(yīng)電 壓Vcc。該示例中的曲線是針對單頻的。根據(jù)功能電路所需的性能(例 如，頻率)，該曲線可通過控制單元202^皮有效地向上或向下"移動"。 如果需要更高的性能，那么該曲線將被向上移動，而如果需要更低的 性能，那么它將被向下移動。對于給定的性能水平，隨著功能電路中 的溫度(T)增加，控制單元202控制VR以減小Vcc。同樣地，如果 電路的溫度下降，那么供應(yīng)電壓增加。圖3中的示例示出了線性函數(shù)。 然而，將理解到，也可應(yīng)用其它函數(shù)。其它示例可為"數(shù)字化"函數(shù)， 其中 一個(gè)或多個(gè)離散溫度點(diǎn)與 一組頻率相關(guān)聯(lián)。
使用電路元件、組件、4莫塊和/或軟件指令的任何合適的組合可實(shí) 現(xiàn)控制單元202、 VR206和功能電路204。它們可位于單獨(dú)的芯片中 或者在一個(gè)或多個(gè)7>共的芯片中#皮實(shí)現(xiàn)。例如，在一些實(shí)施例中，功 能電路和控制單元可在公共的處理器或系統(tǒng)芯片(SOC)芯片上，其 中VR是在單獨(dú)的芯片中被實(shí)現(xiàn)的或者被實(shí)現(xiàn)為公共處理器/SOC芯 片上的電路。
圖4示出了可由控制單元202實(shí)現(xiàn)的例程402。該例程可^皮實(shí)現(xiàn) 為控制單元內(nèi)的可執(zhí)行軟件或固件指令，或者它可完全地或部分地使 用專用邏輯和/或其它電路組件來實(shí)現(xiàn)。在404處，控制單元從功能單元讀取溫度。它可為實(shí)際的溫度值， 或者可選擇地，它可為與在功能電路內(nèi)溫度讀數(shù)相關(guān)的信號值。
在406處，控制單元識別與功能電路的讀取溫度對應(yīng)的Vcc值。 例如，控制單元可從存儲器(例如，控制單元內(nèi)部或外部的存儲器) 中的查找表對它進(jìn)行檢索，或者控制單元可通過使用預(yù)編程方程常數(shù) (pre-programmed equation constants )對它進(jìn)行計(jì)算。在一些實(shí)施例中, 當(dāng)控制單元^f皮制造或者以其它的方式準(zhǔn)備經(jīng)銷時(shí)，物理操作參數(shù)，例 如，在制造過程期間測量的物理操作參數(shù)，可被燒錄(burn)或編程入 存儲器中。例如，這些參數(shù)可與一個(gè)或多個(gè)Vcc/T曲線對應(yīng)，例如， 圖3所示的曲線。在其它實(shí)施例中，如晶體管頻率等一些物理參數(shù)可 由如環(huán)形振蕩器等特定電路測量，例如，在處理器603內(nèi)，并且然后 可由控制單元406使用這些物理參數(shù)來選擇Vcc/T曲線。
在406處，如果合適，那么控制單元調(diào)節(jié)由VR提供的Vcc。更 確切地說，如果溫度已經(jīng)進(jìn)行了足以保證對供應(yīng)的Vcc進(jìn)行更新的改 變，那么控制單元改變來自之前命令的VID。根據(jù)設(shè)計(jì)考慮， 一些滯 后類型可纟皮用于在穩(wěn)定性方面受益等。
圖5示出了具有第一邊界Vcc/T曲線和第二邊界Vcc/T曲線(邊 界l、邊界2)的曲線圖，以便描繪功能電路操作的可接受Vcc/T范 圍。與控制"緊密的(tight)" Vcc/T曲線相反，這些邊界說明了操作 范圍(具有實(shí)際的公差)的使用。在該曲線圖中，箭頭指示對于功 能電路的或多或少的性能要求，這些曲線可分別被升高或降低。
該曲線圖顯示了隨著操作溫度的改變控制器是如何調(diào)節(jié)Vcc以減 小有效功率但維持可接受的性能。它還示出了，在示例性的控制進(jìn)程 的編號點(diǎn)的情況下，Vcc和溫度可如何彼此迭代地影響直到達(dá)到平衡 點(diǎn)(在該圖中是#5)。(注意，因?yàn)榭刂茊卧刂芕cc,因此控制單元 可實(shí)時(shí)地收斂于該操作點(diǎn)，或者如同根據(jù)一些實(shí)施例的圖2的電路一 樣，預(yù)定的平衡點(diǎn)可^皮編程入該系統(tǒng)中。)起初，(位置l)， Vcc位于 可接受的操作點(diǎn)處，即，它處于兩個(gè)邊界內(nèi)。然而，假設(shè)由于一些原
8因(例如，消耗了更多的功率的不同應(yīng)用、環(huán)境溫度的增加或者如氣
流減少等散熱情況的改變)，溫度升高，這使Vcc/T操作點(diǎn)移動到位 置2。設(shè)備溫度的增加伴隨著顯著的額外的功率增加，因?yàn)樾孤豆β?和動態(tài)功率都將隨著溫度增加而增加。但是控制單元將Vcc降低以節(jié) 約功率，并且控制單元仍然操作在可接受的性能水平。然而，隨著功 率的減小，溫度下降，這被表示為從位置3轉(zhuǎn)移到位置4。隨著溫度 的降低，操作點(diǎn)移動到可接受范圍外，并且功能電路晶體管充分地削 弱以降低其性能水平。因此，控制單元增加Vcc以將操作點(diǎn)移動到位 置5，在該示例中，位置5是平衡點(diǎn)。
圖6示出了根據(jù)一些實(shí)施例的計(jì)算系統(tǒng)的一部分。它包括處理系 統(tǒng)601和電壓調(diào)節(jié)器(VR) 611。例如，處理系統(tǒng)可與多核處理器芯 片對應(yīng)。處理器系統(tǒng)包括處理器603、存儲器607和功率控制單元 (PCU) 609，它們按照如圖所示的方式耦合。處理器603具有多個(gè)處 理核606和溫度傳感器604以提供關(guān)于核606內(nèi)的晶體管的溫度的溫 度信息。存儲器607具有與核606的Vcc/T晶體管強(qiáng)度關(guān)系有關(guān)的工 藝參數(shù)信息。如上所述， 一些工藝和/或物理參數(shù)，例如晶體管頻率， 可由處理器603內(nèi)的特定電路測量，例如，環(huán)形振蕩器，并且然后可 由控制單元406使用這些工藝和/或物理參數(shù)選擇Vcc/T曲線。
PCU 609從溫度傳感器604接收溫度信息并且從存儲器607接收 工藝參數(shù)信息，以及，PCU 609控制VR 611以向核606提供合適的 Vcc。 PCU可以任何合適的方式進(jìn)行這些操作，例如，已經(jīng)討論過的 那些方式。在一些實(shí)施例中，它實(shí)現(xiàn)了如圖7所示的例程。
圖7示出了電壓控制例程702，該例程用于控制邏輯電路(例如 處理器核606 )的Vcc以在溫度升高時(shí)減小有效功率。在704處，它 識別了在給定性能狀態(tài)下邏輯的Vcc/T信息。例如，它可識別(例如， 檢索、選擇) 一個(gè)或多個(gè)Vcc/T相關(guān)數(shù)據(jù)集或者它可根據(jù)預(yù)編程數(shù)據(jù) 產(chǎn)生相互關(guān)系。該性能狀態(tài)指示其Vcc #皮控制的邏輯的所需性能水平。 在一些實(shí)施例中，性能狀態(tài)可與所謂的"P"狀態(tài)對應(yīng)，如由高級配置與電源接口 (ACPI)所定義的。通常，它將為正在纟皮驅(qū)動的邏輯(例 如，處理器核)設(shè)置操作頻率。接下來，在706處，例程基于溫度為性能狀態(tài)識別并設(shè)置合適的 Vcc。在708處，它監(jiān)視溫度或性能狀態(tài)的改變。如果溫度發(fā)生改變， 那么它前進(jìn)至710并確定是否發(fā)生充分的溫度增加。(本文使用的術(shù) 語"充分"或"充分的"暗示必須發(fā)生小的或大的改變以滿足該條件。 它可簡單地反映出實(shí)際組件，甚至據(jù)稱^:才莫擬組件，通常對"充分 的"改變(盡管它們可能非常小)做出反應(yīng)，或者可選擇地，例如， 術(shù)語"充分的"意味著滯后是有目的地釆用的。)如果溫度增加是充分的，那么例程從710前進(jìn)至712,并且使Vcc 降低，然后返回708。然而，如果在710處，確定了未發(fā)生充分的溫 度增加，那么例程前往714并且確定是否發(fā)生充分的溫度降低。如果 存在充分的溫度降低，那么例程前往716，使Vcc^皮增加，并且返回 708，如果未發(fā)生充分的溫度降低，那么例程直接返回708。返回708，如果性能狀態(tài)發(fā)生改變，那么例程返回704并識別(更 新)新的性能狀態(tài)的Vcc/T信息。更確切地說，如果需要額外性能， 那么它基本上使Vcc/T函數(shù)向上移動，并且如果需要較少的性能，那 么它將該函數(shù)向下移動。參照圖8，示出了移動平臺(例如，如移動個(gè)人計(jì)算機(jī)、PDA、 蜂窩電話等計(jì)算系統(tǒng)801)的一部分的一個(gè)示例。表示的部分包括一 個(gè)或多個(gè)處理器802、功率供應(yīng)803、電壓調(diào)節(jié)器807、圖形/存儲器/ 輸/v/輸出(GMIO)接口控制功能804、存儲器806、無線網(wǎng)^J秦口 808和天線809。功率供應(yīng)803向平臺組件提供直流供電，該功率供 應(yīng)803可包括一個(gè)或多個(gè)AC適配器、電池和/或DC-DC電壓調(diào)節(jié)器。 更具體地說，它向VR 807提供了直流供電，這是根據(jù)本文討論的方 法^皮控制的，即，通過電壓調(diào)節(jié)器控制單元(VRC) 805減小處理器 802中的有效功率損^^。通過GMIO控制功能804將處理器802耦合到存儲器806和無線網(wǎng)絡(luò)接口 808。 GMIO控制功能可包括一個(gè)或多個(gè)電路塊以執(zhí)行各種 接口控制功能(例如存儲控制、圖形控制、1/0接口控制，等)。這 些電路可在一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的芯片上實(shí)現(xiàn)，和/或可部分地或完全地在 處理器802內(nèi)實(shí)現(xiàn)。存儲器806包括一個(gè)或多個(gè)存儲器塊以向處理器802提供額外隨 機(jī)存取存儲器。它可使用任何合適的存儲器來實(shí)現(xiàn)，其包括但不局限 于動態(tài)隨機(jī)存取存儲器、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器、閃存，等。無線網(wǎng)絡(luò) 接口 808 ^皮耦合到天線809，以將處理器802無線地耦合到如無線局 域網(wǎng)或蜂窩網(wǎng)絡(luò)等無線網(wǎng)絡(luò)(未示出)。移動平臺801可實(shí)現(xiàn)各種不同計(jì)算設(shè)備或其他具有計(jì)算能力的儀 器。這些設(shè)備包括但不局限于膝上型電腦、筆記本電腦、個(gè)人數(shù)字助 理設(shè)備(PDA)、蜂窩電話、音頻和/或視頻媒體播放器等。它可構(gòu)成 一個(gè)或多個(gè)完整的計(jì)算系統(tǒng)，或者，可選擇地，它可構(gòu)成一個(gè)或多個(gè) 在計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)有用的組件。在前面的描述中，很多具體的細(xì)節(jié)被提出。然而，將理解到，本 發(fā)明的實(shí)施例可在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)踐。在其它情況 下，眾所周知的電路、結(jié)構(gòu)和技術(shù)可能未詳細(xì)示出以便不會混淆對本 說明書的理解?？紤]到這一點(diǎn)，對"一個(gè)實(shí)施例"、"實(shí)施例"、"示例 性的實(shí)施例"、"各種實(shí)施例"等的引用指示如此描述的本發(fā)明的實(shí)施 例可包括特殊的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)或特征，但不是每個(gè)實(shí)施例必須包括該特 殊的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)或特征。此外， 一些實(shí)施例可具有針對其它實(shí)施例描 述的性質(zhì)中的一些、全部，或者沒有針對其它實(shí)施例描述的性質(zhì)。在前面的描述和下面的權(quán)利要求中，下面的術(shù)語應(yīng)該按照下述方 式#皮解釋術(shù)語"耦合"和"連接"以及它們的衍生詞可祐 使用。應(yīng) 該理解到，這些術(shù)語不是旨在作為彼此的同義詞。而是，在一些特殊 的實(shí)施例中，"連接"凈皮用于指示兩個(gè)或多個(gè)元件彼此直接物理接觸 或電接觸。"耦合"被用于指示兩個(gè)或多個(gè)元件彼此合作或相互作用， 但是它們可能彼此直接物理接觸或電接觸，或者它們可能沒有彼此直*接物理接觸或電4矣觸。術(shù)語"PMOS晶體管"是指P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。 同樣地，"NMOS晶體管"是指N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。 應(yīng)該了解到，無論術(shù)語"MOS晶體管"、"NMOS晶體管"或"PMOS 晶體管"何時(shí)^皮使用，除非另外由它們的使用性質(zhì)特意指示或規(guī)定， 否則它們以示例性的方式^皮使用。它們包括各種不同的MOS設(shè)備， 其包括具有不同VT、材料類型、絕緣體厚度、柵配置的設(shè)備，僅舉幾 例。此外，除非專門指出MOS等，否則術(shù)語晶體管可包括其它適合 的晶體管類型，例如結(jié)場效應(yīng)晶體管、雙極結(jié)晶體管、金屬半導(dǎo)體 場效應(yīng)晶體管以及現(xiàn)在已眾所周知的或還未開發(fā)的各種類型的三維 晶體管、MOS等。本發(fā)明不局限于描述的實(shí)施例，但可使用所附權(quán)利要求書的精神 和范圍內(nèi)的修改和改變來實(shí)施本發(fā)明。例如，應(yīng)該理解到，本發(fā)明可 ^皮應(yīng)用于與所有類型的半導(dǎo)體集成電路("IC")芯片配合使用。這些 IC芯片的示例包括但不局限于處理器、控制器、芯片組組件、可編程 邏輯陣列(PLA)、存儲器芯片、網(wǎng)絡(luò)芯片，等。還應(yīng)該了解到，在一些附圖中，信號傳導(dǎo)線用線來表示。 一些線 可能更粗以指示更多的構(gòu)成信號路徑， 一些線具有編號標(biāo)簽以指示構(gòu) 成信號路徑的編號，和/或一些線在一個(gè)或多個(gè)末端處具有箭頭以指示 主要信息流方向。然而，這不應(yīng)該按照限制的方式被解釋。而是，這 些額外的細(xì)節(jié)可與一個(gè)或多個(gè)示例性的實(shí)施方式結(jié)合使用以幫助更 容易地理解電路。任何表示的信號線，無論是否具有額外的信息，實(shí) 際上可包括一個(gè)或多個(gè)可在多個(gè)方向上行進(jìn)的信號，并且使用任何適 合的類型的信號方案來實(shí)現(xiàn)，例如，使用差分對實(shí)現(xiàn)的數(shù)字線或模擬 線、光纖線和/或單端線。應(yīng)該了解到，盡管已經(jīng)給出了示例性的尺寸/4莫型/值/范圍，但是 本發(fā)明不局限于相同的尺寸/才莫型/值/范圍。隨著時(shí)間的推移，制造技 術(shù)(例如光刻)逐漸成熟，希望能夠制造出具有更小尺寸的設(shè)備。此外，為了說明和討論的簡便并且為了不混淆本發(fā)明，眾所周知的到IC芯片和其它組件的電源/地連接可能在附圖中被示出或者可能在附圖中未浮皮示出。此外，為了避免混淆本發(fā)明，并且鑒于這樣的事實(shí)， 即，與實(shí)現(xiàn)這些框圖布置有關(guān)的細(xì)節(jié)是高度依賴于本發(fā)明將在其中被 實(shí)現(xiàn)的平臺，更確切地說，這些細(xì)節(jié)應(yīng)該是本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員所熟知的。當(dāng)具體的細(xì)節(jié)(例如電路)被闡述以描述本發(fā)明的實(shí)施例時(shí)， 本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該理解，可在不具有這些具體細(xì)節(jié)或者具有這 些具體細(xì)節(jié)的變體的情況下對本發(fā)明進(jìn)行實(shí)踐。因此，該描述將#皮#見 為說明性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種芯片，包括功能電路，具有實(shí)現(xiàn)邏輯的晶體管，所述晶體管要在這樣的溫度范圍內(nèi)操作，即，在所述溫度范圍內(nèi)所述晶體管的強(qiáng)度隨著溫度的增加而增加；和控制單元，在功能電路有效操作期間當(dāng)溫度升高時(shí)減小向所述功能電路的電壓供應(yīng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片，其中所述功能電路是處理器核。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的芯片，其中所供應(yīng)的電壓供應(yīng)小于l.OV。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片，其中所述控制單元根據(jù)Vcc/T相 互關(guān)系的數(shù)據(jù)集控制所述電壓供應(yīng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的芯片，其中所述Vcc/T相互關(guān)系包括至 少一個(gè)離散門限Y直。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的芯片，其中所述Vcc/T相互關(guān)系的數(shù)據(jù) 集是基于制造過程測試結(jié)果。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的芯片，其中所述Vcc/T相互關(guān)系的數(shù)據(jù) 集被編程入可由所述控制單元存取的存儲器中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片，其中所述供應(yīng)電壓是根據(jù)電壓對 比溫度操作點(diǎn)的可接受范圍被控制的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的芯片，其中平衡的Vcc/T操作點(diǎn)被編程 入要由所述控制單元存取的存儲器中。
10. —種方法，包括 監(jiān)視功能電路的溫度和性能水平；以及響應(yīng)所述溫度增加在有效操作;f莫式中減小向所述功能電路的供 應(yīng)電壓，同時(shí)至少維持所期望的性能水平。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中響應(yīng)溫度增加了充分的增 量，減小所述電壓。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述功能電路包括處理器 中的一個(gè)或多個(gè)核。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述供應(yīng)電壓是根據(jù)Vcc/T 曲線祐j空制的。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所期望的性能狀態(tài)是由來 自才喿作系統(tǒng)的P狀態(tài)定義的。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述供應(yīng)電壓被控制為小 于IV。
16. —種系統(tǒng)，包括芯片，具有處理核，所述處理核帶有至少一個(gè)溫度傳感器以監(jiān)視 操作溫度；以及電壓調(diào)節(jié)器，向所述核提供電壓供應(yīng)，其中所述芯片具有控制單 元，所述控制單元控制所述電壓調(diào)節(jié)器以響應(yīng)于所監(jiān)視溫度的充分增 加來減小供應(yīng)給所述核的電壓。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述芯片包括多個(gè)核，所 述多個(gè)核由所述控制單元控制以在它們的溫度充分增加時(shí)降低它們 的有效供應(yīng)水平。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，包括天線，所述天線耦合到所 述芯片以將其與無線網(wǎng)絡(luò)通信地鏈"^秦。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述核是由晶體管構(gòu)成， 所述晶體管是使用45nM工藝或更小的工藝制成的。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述控制單元根據(jù)Vcc/T 相互關(guān)系的數(shù)據(jù)集控制所述電壓供應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明的名稱為功率減小的裝置和方法，提供了一種在操作溫度升高時(shí)通過降低供應(yīng)電壓以節(jié)約有效功率，同時(shí)基本上維持操作性能的方法。
文檔編號G05F1/10GK101615044SQ20091015842
公開日2009年12月30日 申請日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日
發(fā)明者E·羅特姆, M·列維特 申請人:英特爾公司