專利名稱：通過總線寬度重配置來調(diào)節(jié)電子部件溫度和功耗率的方法和裝置的制作方法
背景信息本發(fā)明涉及電子系統(tǒng)管理。更具體而言，本發(fā)明涉及通過在不同的互連總線寬度之間重配置來調(diào)節(jié)電子部件溫度和功耗率。
互連總線技術(shù)持續(xù)朝向更高速的串行總線利用率的方向驅(qū)動著。隨同通信速率的提高而來的是更高的功耗和熱量的產(chǎn)生。在當(dāng)今的許多系統(tǒng)中，高功率的處理器(CPU)-諸如中央處理單元的溫度的調(diào)節(jié)需要使用電風(fēng)扇。一個系統(tǒng)常常都具有它自己的、在熱量上隔離的冷卻區(qū)，該冷卻區(qū)包括布線的排風(fēng)管。對于在這樣的一個系統(tǒng)中的其他部件而言，其他的系統(tǒng)風(fēng)扇被使用來冷卻存儲器、輸入/輸出(I/O)適配器和芯片組部件。
隨著使用速度更快且密度更大的存儲器、高速的輸入/輸出(I/O)設(shè)備以及高速互連的芯片組，溫度調(diào)節(jié)變成了一個更富挑戰(zhàn)性的問題。典型地，一個直徑更大的風(fēng)扇或者是一個轉(zhuǎn)速更高的風(fēng)扇被用來抵償附加的熱量產(chǎn)生。然而，這樣的技術(shù)方案卻產(chǎn)生了更高的聲學(xué)噪聲(加上可能的電磁干擾)，使得所述系統(tǒng)就不適應(yīng)許多環(huán)境，并且這樣的技術(shù)方案也許還會因為尺度的約束而不可行。此外，冷卻風(fēng)扇會消耗數(shù)量相當(dāng)可觀的、有價值的系統(tǒng)功率。


圖1展示的是典型的計算機存儲器系統(tǒng)的布局，該計算機存儲器系統(tǒng)使用電風(fēng)扇來降低溫度。一個連續(xù)運轉(zhuǎn)的風(fēng)扇把冷空氣吹向計算機部件，并且把冷空氣吹過計算機部件，所述的計算機部件諸如是(所示的)存儲器104和/或存儲器控制器106?；蛘?，在現(xiàn)有技術(shù)的另一種配置中，一個風(fēng)扇把熱空氣從所述部件吸過來，把熱空氣送到計算機機箱(未示出)以外。如以上所陳述的，就比如說像現(xiàn)有技術(shù)中典型的電風(fēng)扇102來講，它產(chǎn)生大量的、令人不快的噪聲，并且因為運動部件所導(dǎo)致的摩擦損耗，風(fēng)扇運轉(zhuǎn)會消耗大量的、有價值的系統(tǒng)能量。
因此就希望有這樣的一種系統(tǒng)，它能夠調(diào)節(jié)電子部件的溫度并避免上面所提及的問題，并且它具有其他優(yōu)點-諸如改進對功耗率的控制。
附圖簡述圖1展示的是典型的計算機存儲器系統(tǒng)的布局，該計算機存儲器系統(tǒng)使用電扇來降低溫度。
圖2給出了按照本發(fā)明原理的功率和溫度調(diào)節(jié)設(shè)備的框解，該調(diào)節(jié)設(shè)備采用接口總線寬度控制。
圖3給出了按照本發(fā)明原理的功率/熱度管理過程的圖解。
詳細(xì)描述因為計算機性能是通過提高部件速度來改進的，所以產(chǎn)生的熱能也會增加。本發(fā)明的一個實施例規(guī)定了一種用來使計算機性能與芯片的環(huán)境需求之間保持平衡的方法。
圖2給出了按照本發(fā)明原理的功率和溫度調(diào)節(jié)設(shè)備的框解，該調(diào)節(jié)設(shè)備采用接口總線寬度控制。在一個實施例中，芯片組204和輸入/輸出(I/O)控制器202之間存在一個接口206。在訪問I/O 202時，在一個實施例中的芯片組204使用8位寬的串行高速互連鏈路206接口，并且每個端口208、210大約消耗2瓦特的功率。如果互連鏈路206的起始端(202/204)和目標(biāo)端(204/202)這兩側(cè)都位于一個系統(tǒng)內(nèi)部，如在圖2中所示的那樣，則每個8位的鏈路206就消耗4瓦特的功率。
在一個實施例中，總線寬度，代表的是總線所使用的通信線路(通道)數(shù)目，可以被重配成不同的大小(例如，2位的、4位的、8位的等等)。在一個實施例中，這樣的配置可以使用現(xiàn)有技術(shù)中所眾所周知的緩沖方法來實施，例如內(nèi)部定時邏輯被使用來控制I/O緩沖器(未示出)和芯片204的內(nèi)部總線之間的接口。圖2展示了一個8位的總線(互連鏈路)206，當(dāng)前該總線只使用了線路212的4條線(4位)來降低熱量的產(chǎn)生和/或降低能量的消耗率。在一個實施例中，總線寬度在系統(tǒng)“復(fù)位”或者“上電”之后的系統(tǒng)運行期間(以及在“啟動”時)可以被重配置。在一個實施例中，重配置可以用各種現(xiàn)有技術(shù)中的公知方法來實施。重配置可以由起始端(202/204)或者目標(biāo)端(204/202)通過發(fā)送特定命令(或請求)加以激發(fā)。于是，在一個實施中，起始端(202/204)和目標(biāo)端(204/202)可以實施一個“復(fù)位”過程來改變總線寬度。在可選的實施例中，起始端(202/204)和目標(biāo)端(204/202)可以在一個專門的握手過程之后來改變總線寬度。
在一個實施例中，功率/熱度管理器211依據(jù)操作系統(tǒng)指示的配置功率管理(OPSM)來啟動和執(zhí)行重配置。OSPM是一個由ACPI(高級配置和功率接口)使用的通用術(shù)語，ACPI是一個由Intel、微軟和東芝公司所制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(ACPI 1.0b規(guī)范，1999年2月)。ACPI是一個公開的規(guī)范，它涉及到PC硬件、操作系統(tǒng)軟件和外圍設(shè)備接口。該規(guī)范規(guī)定了一種方式，采用該方式操作系統(tǒng)(OS)、母板硬件以及外圍設(shè)備(諸如CD-ROM、硬盤驅(qū)動器等等)就功率的耗用而相互對話。(參見http://www.intel.com/eBusiness/products/mobile/in-itiatives/ar420.htm)。操作系統(tǒng)指示的功率管理(OSPM)涉及到OS管理所有的功率活動并且只“按需”將功率提供給設(shè)備。
在本發(fā)明的一個實施例中，“功率事件”(觸發(fā)事件)觸發(fā)功率管理器211請求改變互連鏈路206的功耗，所述改變是通過把互連鏈路206在總線中重配置到不同數(shù)目的使用線路212來進行的。例如，一個系統(tǒng)可以把北橋-諸如存儲器控制器集中器(MCH)連接到兩個I/O橋(IOH)，每個橋都具有8位的高速串行鏈路。這樣的一種互連機制可能消耗掉約8瓦特的系統(tǒng)功率。在一個實施例中，一個降低到4位的鏈路的OSPM請求可以導(dǎo)致把功耗降低到4瓦，節(jié)約了約4瓦特的功率(即50％)。
在一個實施例中，各種情況都可以構(gòu)成用于“觸發(fā)”總線寬度重配置的“功率事件”。這些包括(1)系統(tǒng)內(nèi)部的溫度增加超過某個閾值；(2)系統(tǒng)風(fēng)扇的故障；(3)芯片組部件的管芯溫度的增加；(4)系統(tǒng)對因交流電(AC)源等的故障導(dǎo)致在電池供電之下運行的需求(總線寬度降低以減小功耗率)；以及(5)持續(xù)低的系統(tǒng)利用率。
功率/熱度調(diào)節(jié)的這一系統(tǒng)還被預(yù)見到用作在處理器-諸如中央處理單元(CPU)和芯片組(存儲器控制)之間的接口。再者，在一個替換的實施例中，該系統(tǒng)可以用作在芯片組和存儲器之間、兩個處理器(諸如CPU)之間或者兩個I/O設(shè)備之間的接口。
圖3給出了按照本發(fā)明原理的功率/熱度管理過程的圖解。在一個實施例中，“功率事件”302被傳送到功率管理器303。功率管理器303實現(xiàn)一個基于策略的判定304，該策略適用于對系統(tǒng)功率、溫度調(diào)節(jié)、性能以及“可靠性、可用性和可維修性(RAS)”關(guān)系的管理。根據(jù)策略，功率管理器303可以請求改變一個或多個系統(tǒng)部件的互連總線寬度。在一個實施例中，操作系統(tǒng)306與總線和設(shè)備驅(qū)動器308、310相通信來請求改變功率狀態(tài)(總線寬度)。在一個實施中，總線和設(shè)備驅(qū)動器308、310采取預(yù)備的動作，接著指示何時這樣的轉(zhuǎn)變已就緒。在適當(dāng)之時，操作系統(tǒng)306請求總線寬度重配置312。
在一個實施例中，如果客戶環(huán)境是微冷的，則系統(tǒng)就保持著適合高性能(高速)的配置。一個系統(tǒng)確實不需要被設(shè)計成適應(yīng)“最壞的情況”(針對所有用戶都處于較高溫度環(huán)境下受到的損害)。系統(tǒng)可以被設(shè)計成適應(yīng)“普通”(平均)運行條件和環(huán)境，如果條件比這還要差，則系統(tǒng)就將依據(jù)本發(fā)明的原理來對自身進行重配置。在一個實施例中，系統(tǒng)在啟動之后，隨著環(huán)境的改變，能夠視需要多次對自身進行重配置。
盡管在此明確地說明和描述了幾個實施例。但是應(yīng)該可以理解的是，本發(fā)明的修改和變形都由上述的講述加以涵蓋，并且在不背離本發(fā)明的精神和預(yù)定范圍的情況下處于所附的權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于控制電子部件之間的通信速率的系統(tǒng)，包括第一部件，包括與第一數(shù)目的通信通道相耦合的第一端口，所述第一端口用于控制第一端口和所述通信通道之間的、以第一通信速率所進行的通信，從而使所述第一端口將響應(yīng)于觸發(fā)事件而與第二數(shù)目的通信通道進行通信，所述數(shù)目小于所述第一數(shù)目。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，重配置由一功率管理器加以實施，以便把通信以第一數(shù)目通道進行改變成以第二數(shù)目通道進行。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，重配置由一熱度管理器加以實施，以便把通信以第一數(shù)目通道進行改變成以第二數(shù)目通道進行。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中重配置由操作系統(tǒng)依據(jù)基于操作系統(tǒng)的功率管理(OSPM)加以實施，以便把通信以第一數(shù)目通道進行改變成以第二數(shù)目通道進行。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一數(shù)目通道包括作為一個子集的所述第二數(shù)目通道。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，一互連總線包括所述第一數(shù)目的通信通道。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，響應(yīng)作為基于系統(tǒng)管理策略的判定的所述觸發(fā)事件，實施一次重配置，以便把通信以第一數(shù)目通道進行改變成以第二數(shù)目通道進行。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述基于策略的判定涉及分析多個判定準(zhǔn)則。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述多個判定參數(shù)包括功率管理；熱度管理；可靠性、可用性和可維修性(RAS)；以及系統(tǒng)性能。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述分析和所述重配置每次都在系統(tǒng)啟動之后發(fā)生。
11.一種用于控制電子部件之間的通信速率的方法，包括第一部件使用第一數(shù)目的通信通道以第一通信速率與第二部件進行通信；所述第一部件使用第二數(shù)目的通信通道以第二通信速率與所述第二部件進行通信；和響應(yīng)一觸發(fā)事件，在所述第一數(shù)目通道和所述第二數(shù)目通道的利用率之間進行重配置。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述重配置由一功率管理器加以實施。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述重配置由一熱度管理器加以實施。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述重配置由操作系統(tǒng)依據(jù)基于操作系統(tǒng)的功率管理(OSPM)加以實施。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一數(shù)目通道包括作為一個子集的所述第二數(shù)目通道。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，一互連總線包括所述第一數(shù)目的通信通道。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，響應(yīng)作為基于系統(tǒng)管理策略的判定的所述觸發(fā)事件，實施所述重配置。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述基于策略的判定涉及分析多個判定準(zhǔn)則。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述多個判定參數(shù)包括功率管理；熱度管理；可靠性、可用性和可維修性(RAS)；以及系統(tǒng)性能。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述分析和所述重配置每次都在系統(tǒng)啟動之后發(fā)生。
21.一個位于存儲介質(zhì)中的指令集，所述指令集能夠由處理器加以執(zhí)行來控制電子部件的通信速率，包括第一部件使用第一數(shù)目的通信通道以第一通信速率與第二部件進行通信；所述第一部件使用第二數(shù)目的通信通道以第二通信速率與所述第二部件進行通信；和響應(yīng)一觸發(fā)事件，在所述第一數(shù)目通道和所述第二數(shù)目通道的利用率之間進行重配置。
22.如權(quán)利要求21所述的指令集，其中，所述重配置由一功率管理器加以實施。
23.如權(quán)利要求21所述的指令集，其中，所述重配置由一熱度管理器加以實施。
24.如權(quán)利要求21所述的指令集，其中，所述重配置由操作系統(tǒng)依據(jù)基于操作系統(tǒng)的功率管理(OSPM)加以實施。
25.如權(quán)利要求21所述的指令集，其中，所述第一數(shù)目通道包括作為一個子集的所述第二數(shù)目通道。
26.如權(quán)利要求25所述的指令集，其中，一互連總線包括所述第一數(shù)目的通信通道。
27.如權(quán)利要求21所述的指令集，其中，響應(yīng)作為基于系統(tǒng)管理策略的判定的所述觸發(fā)事件，實施所述重配置。
28.如權(quán)利要求27所述的指令集，其中，所述基于策略的判定涉及分析多個判定準(zhǔn)則。
29.如權(quán)利要求28所述的指令集，其中，所述多個判定參數(shù)包括功率管理；熱度管理；可靠性、可用性和可維修性(RAS)；以及系統(tǒng)性能。
30.如權(quán)利要求28所述的指令集，其中，所述分析和所述重配置每次都在系統(tǒng)啟動之后發(fā)生。
全文摘要
公開了一種通過在不同的互連總線寬度之間重配置來調(diào)節(jié)電子部件溫度和功耗率的系統(tǒng)。
文檔編號G06F1/32GK1592880SQ02821817
公開日2005年3月9日 申請日期2002年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月5日
發(fā)明者D·博達斯 申請人:英特爾公司