專利名稱：用于功率使用的實時預(yù)測的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及處理系統(tǒng)中的功率/性能測量和管理，并且更具體地，涉
及用于預(yù)測改變到另一標定(nominal)性能狀態(tài)的子系統(tǒng)或處理器功率需要 的預(yù)測方案。
背景技術(shù)：
由于熱管理和功率成本以及功率可用性，在大規(guī)模和小規(guī)模系統(tǒng)中的功 率管理都已經(jīng)變?yōu)楸仨?。具體地，很大規(guī)模的系統(tǒng)可能沒有安裝或制備有足 夠的功率可用性或熱處理能力，以按其最大性能級別連續(xù)運行系統(tǒng)中的所有 處理器。典型地，也不期待這樣的使用。假設(shè)足夠的制冷可用于維持系統(tǒng)熱 度處于平衡級別，如果以部全能力操作每個服務(wù)器，則服務(wù)器整體或者甚至 是特定的服務(wù)器機架可能超過可用功率。服務(wù)器系統(tǒng)從其獲取功率的電路可 能是有限的，而且，傳遞到整個設(shè)備的功率可能是有限的。
因此，經(jīng)常在這種系統(tǒng)中使用功率上限(power capping ),并通過確定各 個功率預(yù)算達到系統(tǒng)熱限制或可用功率限制的算法來控制下至處理器級別的 子系統(tǒng)的各個功率預(yù)算。然而，這種系統(tǒng)可用的信息典型地僅包括對于各種 處理子系統(tǒng)的當(dāng)前功率使用、和對于規(guī)定工作量的性能級別對功率使用的估 計的映射(map)。由于在服務(wù)器系統(tǒng)和其他可變工作量系統(tǒng)中工作量和諸如溫 度的環(huán)境典型地動態(tài)改變，因此系統(tǒng)或子系統(tǒng)內(nèi)的功率預(yù)算的影響的典型模 型 一般可以僅在長時間平均感測中是精確的，并且只有那時模型精確反映當(dāng) 前工作量。
對于處理系統(tǒng)中以高更新率操作的實時功率/性能控制，由于沒有以足夠 的速率來通知判斷結(jié)果，因此不考慮實時工作量和環(huán)境改變的功率預(yù)算的影 響在效率方面有損失。例如，如果功率預(yù)算稍有增加，則特定子系統(tǒng)可能對 給定的工作量提供更高的性能，但是用于該子系統(tǒng)的功率級別上限(cap)不允 許標定性能狀態(tài)改變，并且改變將很微小并不是顯然的。相反，子系統(tǒng)可以 具有未有效使用功率的工作量，并且對于標定性能狀態(tài)中的很小改變可能大大改變其功率使用。盡管諸如動態(tài)電壓頻率縮放(dynamic voltage frequency scaling, DVFS )和時鐘調(diào)制的技術(shù)可以迅速響應(yīng)于功率預(yù)算改變，例如"上 卩艮的"峰值功率的改變，但是沒有每個子系統(tǒng)的性能與子系統(tǒng)的功率使用如 何相關(guān)的信息，功率管理算法缺乏關(guān)于功率上限的變化將如何影響系統(tǒng)效率 的信息。由于功率預(yù)算(budget)的變化導(dǎo)致諸如DFVS和時鐘調(diào)制的控制改變 子系統(tǒng)的標定操作點以達到新的功率預(yù)算，因此應(yīng)該明確通知性能對功率預(yù) 算的調(diào)整的依賴性，以便在分配全部系統(tǒng)功率預(yù)算中最優(yōu)化系統(tǒng)效率。
然而，歷史工作量數(shù)據(jù)典型地不足夠用于進行功率預(yù)算的這種實時精細 調(diào)整(fme-tune),并且盡管對各個子系統(tǒng)的輸入控制是性能狀態(tài)操作點，但是 限制因素一般是功率上限。因此，典型地僅通過功率預(yù)算的設(shè)置間接控制標 定操作點。如果關(guān)于功率預(yù)算與各個子系統(tǒng)的效率如何相關(guān)的精確的實時信 息可用，則設(shè)置對這種系統(tǒng)中的子系統(tǒng)的功率預(yù)算控制的系統(tǒng)操作者可以注 意將關(guān)于性能狀態(tài)操作點可以提高系統(tǒng)效率的改變。自動功率預(yù)算算法提供 了從輸入得到的功率上限(或固定值)，該功率上限是處于功率可以在子系統(tǒng) 中再分配的系統(tǒng)劃分級別的整體功率。
因此，將期望提供一種的方法或系統(tǒng)，用于精確預(yù)測對于標定處理器的 變化或子系統(tǒng)性能狀態(tài)變化的功率使用變化，該方法或系統(tǒng)以足夠用于通知 高更新率功率預(yù)算控制處理的速率來操作，以提高用于全部系統(tǒng)的功率使用 效率。還將期望向系統(tǒng)操作者提供顯示數(shù)據(jù)，使能夠?qū)τ谝鸶鱾€子系統(tǒng)中 的具體性能狀態(tài)變化所需的功率級別變化進行突出瀏覽。

發(fā)明內(nèi)容
在用于預(yù)測對于具體子系統(tǒng)標定性能狀態(tài)的功率使用的方法和系統(tǒng)中， 實現(xiàn)了精確預(yù)測對于改變到具體性能狀態(tài)的功率使用、并通知系統(tǒng)操作者對 于各個子系統(tǒng)標定性能狀態(tài)的變化的潛在功率使用變化的目標。
該方法和系統(tǒng)從基于用于子系統(tǒng)(其可以是單一處理器)的實時功率消 耗數(shù)據(jù)的模型來預(yù)測在具體標定性能狀態(tài)中子系統(tǒng)所需的功率使用。具體標 定性能狀態(tài)可以是"全性能(fUllperformance)"狀態(tài)，以便預(yù)測的功率使用表 示"需求功率(demand power)",或者如果允許以最大性能操作，子系統(tǒng)將使 用多少功率?？商鎿Q地，具體性能狀態(tài)可以是表示子系統(tǒng)在響應(yīng)于閉環(huán)功率 使用控制時所經(jīng)歷的多個性能狀態(tài)的時間平均。該方法和系統(tǒng)還可以產(chǎn)生到系統(tǒng)操作者的、表示多個標定性能狀態(tài)機器相應(yīng)的功率要求的列表或圖形輸 出，和/或被提供給系統(tǒng)功率管理算法的模型系數(shù)或值的隊列，以通知功率預(yù) 算處理。
測量子系統(tǒng)的功率使用，并將其與時間戳和在采樣時子系統(tǒng)的性能狀態(tài) 的指示符一起存儲。從;漠型中丟棄時間久于感興趣的預(yù)定窗口的樣本，以便 獲得當(dāng)前工作量的實時模型。如果在該窗口中未獲得對于具體性能狀態(tài)的數(shù) 據(jù)，則可以暫時強制需要對于其的數(shù)據(jù)的性能狀態(tài)，以^更可以收集該性能狀 態(tài)的中功率使用數(shù)據(jù)。從樣本的分布生成模型，并且該^t型可以是擴展到期 望對于其的功率使用預(yù)測的(多個)具體標定性能狀態(tài)的回歸。


在所附權(quán)利要求中闡明了認為是本發(fā)明的特性的新穎特征。然而，當(dāng)與 附圖結(jié)合閱讀時，將通過參考以下圖示實施例的詳細描述，將最佳理解本發(fā) 明本身以及其使用的優(yōu)選模式、其他的目標和優(yōu)點，其中相同的參考標記指
示相似的組件，并且
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的多處理單元計算系統(tǒng)的方框圖。 圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的多設(shè)備計算系統(tǒng)的方框圖。 圖3是描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法的流程圖。
圖4是描述在根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法和系統(tǒng)中使用的回歸模型的圖。
圖5是描述通過本發(fā)明的實施例分析和建模的功率和性能級別的圖。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及一種技術(shù)，用于確定如果處理器或子系統(tǒng)的標定性能級別被 調(diào)整到另 一級別，則將由諸如服務(wù)器或服務(wù)器設(shè)備的處理器或子系統(tǒng)使用的 功率。在一個應(yīng)用中，本發(fā)明確定"需求功率(demand power)",即如果處 理器或子系統(tǒng)的性能被設(shè)置為最大級別，在當(dāng)前工作量和環(huán)境條件下將由處 理器或子系統(tǒng)使用的功率。在另一實施例中，本發(fā)明確定用于規(guī)定標定性能 級別而不是處理器或子系統(tǒng)被設(shè)置到的標定性能級別的一個或多個功率使用 預(yù)測。"標定性能級別(Nominal performance level)"指示，盡管處理器或子系 統(tǒng)的性能級別一般是動態(tài)改變的，并因此一般除了由控制"設(shè)置，，的最大性能級別沒有規(guī)定性能級別，然而存在通過諸如功率使用上限的機制而設(shè)置的
標定(時間平均)性能級別，其可以通過將功率使用上限調(diào)整到更高或更低
值來調(diào)整。通過確定各個處理器或子系統(tǒng)的吞吐量和功率使用的諸如處理器 電壓和頻率控制的控制來確定性能級別。
通過收集對于多個性能級別的實際功率消耗的樣本，構(gòu)建把功率使用與
處理器或子系統(tǒng)的多個性能級別相關(guān)的回歸模型(regression model )。性能級 別可以是離散控制值，或者可以代表性能控制的范圍，例如處理器頻率/電壓 控制的范圍。模型可以被進一步劃分到性能級別的范圍，以考慮控制機制中 的差別，比如為其中對于功率控制僅變化處理器或子系統(tǒng)的有效頻率(比如 當(dāng)在處理器的最小操作電壓處使用時鐘調(diào)制技術(shù)時)的性能級別提供一個范 圍，并且為其中處理器或子系統(tǒng)的頻率和電壓都變化的性能級別提供另一范 圍。此外，有效頻率被理解為包含如由諸如控制對于處理器或子系統(tǒng)允許的 指令獲取或存儲器訪問的速率的其他機制和通過其可以限制處理器或子系統(tǒng) 的活動以降低其功率使用的任何其他技術(shù)確定的活動級別。
現(xiàn)在參考圖1,繪出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的處理系統(tǒng)。處理子系統(tǒng) 12A-12D圖示了整個系統(tǒng)即機架服務(wù)器10的等同的子單元。通過總線11提 供處理子系統(tǒng)12A-12D之間的互連，其中總線11還可以提供系統(tǒng)到外圍設(shè) 備的連接。這種連接和設(shè)備一般存在于處理系統(tǒng)中并為本領(lǐng)域所理解，并且 可以采取各種互連形式。本發(fā)明的技術(shù)還可以被應(yīng)用于包括多個機架服務(wù)器 10的大規(guī)模系統(tǒng)中或其他計算系統(tǒng)組中。
在處理子系統(tǒng)12A內(nèi)，應(yīng)用處理器(AP )14A耦接到應(yīng)用存儲器(AP Mem ) 13A,這一般表示運行操作環(huán)境、虛擬機器、服務(wù)器實例和/或其他與計算系 統(tǒng)的主要功能關(guān)聯(lián)的任務(wù)的每個處理系統(tǒng)或者"葉片(blade)"的處理器和存 儲器。而且在處理子系統(tǒng)12A內(nèi)(并且對于其他處理子系統(tǒng)12B-12D類似地)， 服務(wù)處理器(service processor, SP ) 16A為處理子系統(tǒng)12A提供控制和監(jiān)視 功能，在本實施例中包括處理子系統(tǒng)12A的實際功率使用的樣本的收集和經(jīng) 由電壓/頻率控制單元19對處理子系統(tǒng)12A的性能級別的控制。
服務(wù)處理器16A經(jīng)由電壓/頻率控制單元19以及通過^:直接發(fā)送到應(yīng)用 處理器14A的內(nèi)部電路的命令來控制應(yīng)用處理器14A的頻率和核電壓，可以 中斷(halt)處理器14A、改變外部時鐘或重編程鎖相環(huán)(PLL)分割器(divider) 因素、和變更電源輸出電壓，以改變由應(yīng)用處理器14A消^^的功率。服務(wù)處理器16A耦接到存儲服務(wù)處理器程序指令和數(shù)據(jù)的il良務(wù)處理器存儲器(SP Mem) 15A，該服務(wù)處理器存儲器存儲程序指令和數(shù)據(jù)，其收集并分析用于 在實時功率管理操作期間由電壓/頻率控制單元19設(shè)置的多個性能級別的實 際功率使用數(shù)據(jù)。 一般而言，服務(wù)處理器16A被提供有預(yù)算的功率上限值， 其可以經(jīng)由總線11從管理整個機架服務(wù)器10的功率使用的執(zhí)行的功率管理 程序來動態(tài)改變，整個機架服務(wù)器IO進而可以具有從在用于給定的設(shè)備的各 服務(wù)器之中分派的功率預(yù)算所提供的整體功率上限。同樣可以通過對每個設(shè) 備分配上限而對 一組設(shè)備進行功率管理。
電源單元(power supply unit, PSU ) 19通過一個或多個功率總線17向處 理子系統(tǒng)12A-12D提供功率，并且可以包括級聯(lián)操作的多于一個的電源單元 (例如，用于其他相同的處理子系統(tǒng)12B-12D的單獨的PSU),或者可以向 系統(tǒng)的單獨部分供應(yīng)功率。在處理子系統(tǒng)12A中示出了功率測量單元18A， 并且其也出現(xiàn)在其他子系統(tǒng)12B-12D中。功率測量單元可以;故并入電壓調(diào)整 器才莫塊(voltage regulator module, VRM)中，除電流測量之外，該電壓調(diào)整 器模塊提供電壓調(diào)整，并且具體地，作為在此所述的功率管理方案的部分， 響應(yīng)于選擇處理器電壓的數(shù)據(jù)信號而提供電壓控制。功率測量單元18A被配 置用于測量被供應(yīng)至應(yīng)用處理器14A的功率，以便可以收集應(yīng)用處理器14A 的實際功率消耗的樣本。然而，可替換地，如果服務(wù)處理器16A和服務(wù)處理 器存儲器15A的功率消耗是可忽略的或是恒定的，并且由AP存儲器13A消 耗的功率或者可忽略或者追隨由應(yīng)用處理器14A消耗的功率的變化，則功率 測量可以包括整個處理子系統(tǒng)。盡管附圖提供了實現(xiàn)上述功率使用管理和性 能控制的體系結(jié)構(gòu)的具體例子，但是所述體系結(jié)構(gòu)不應(yīng)被解釋為限制。例如， 也可以測量單處理器系統(tǒng)的功率使用，并且正如每個子系統(tǒng)(例如處理器、 存儲器和I/O子系統(tǒng))，經(jīng)由性能級別管理而控制的功率使用級別在所述實施 例中被獨立監(jiān)視。諸如在功率管理單元18A中所并入的VRM從諸如服務(wù)處 理器16A的服務(wù)處理器接收命令，以與對于處理器的所選4喿作頻率一致地調(diào) 整被供應(yīng)至諸如應(yīng)用處理器14A的應(yīng)用處理器的電壓。
在圖1所示的本發(fā)明的實施例中，對于不同于當(dāng)前標定性能級別的一個 或多個標定性能級別預(yù)測功率使用。如上所述，對于其預(yù)測功率使用的性能 級別可以是最大性能級別(即最大處理器頻率和電壓)，以^_預(yù)測需求功率級 別。為了以上目的，服務(wù)處理器存儲器15A包含用于由服務(wù)處理器執(zhí)行的程序指令，該程序指令從功率測量單元18A收集處理器子系統(tǒng)12A中的實際功 率使用的樣本，并構(gòu)建回歸模型，其中從該回歸模型對于其他一個或多個標 定性能級別計算當(dāng)前環(huán)境條件和工作量的功率使用?？梢燥@示得到的預(yù)測的 功率使用值(一個或多個)，和/或?qū)⑵涮峁┙o功率管理沖丸行程序(一個或多 個)，以便當(dāng)設(shè)置最終確定被設(shè)置用于諸如處理子系統(tǒng)12A-12D的每個子系 統(tǒng)或處理器的實際標定性能級別的功率預(yù)算時，可以調(diào)整預(yù)算的功率級別， 以考慮實際功率使用和標定性能級別之間的關(guān)系。
現(xiàn)在參考圖2,描述了根據(jù)本發(fā)明的實施例的大規(guī)模處理系統(tǒng)。每個包 括諸如圖1的機架服務(wù)器10的多個單元的多個服務(wù)器組耦接到主功率協(xié)調(diào)器 (master power coordinator) 22 ，其一4殳是作為圖2的全部系統(tǒng)內(nèi)的處理而存 在的執(zhí)行程序，并且可以在應(yīng)用處理器14A的一個或多個上執(zhí)行。對于每個 服務(wù)器組20A-20C的預(yù)測的功率使用信息被提供給主功率協(xié)調(diào)器，并且性能 控制命令被回設(shè)(setback)到服務(wù)器組20A-20C內(nèi)的性能確定單元，比如電壓/ 頻率控制單元19。 一般而言，來自較高級別的性能控制命令將以預(yù)算功率上 限的形式，而不是實際性能控制值，并且將通過基于被分派給相應(yīng)的子系統(tǒng) 或處理器的功率預(yù)算來設(shè)置性能級別的諸如服務(wù)處理器16A的較低級別決策 器(decision maker)來進行實際性能控制確定。然而，可替換地，或者在高 于最低級別控制點的任何級別，可以通過用于多個最低級別單元的每個的算 法和通過通信機構(gòu)向下傳送到諸如服務(wù)處理器16A的性能控制單元或者直接 到電壓/頻率控制單元19的性能控制命令來確定性能級別。
現(xiàn)在參考圖3，示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法。在間隔(interval)測量 處理莽或子系統(tǒng)的實際功率使用(步驟30)，和功率使用值與時間戳和性能 狀態(tài)(例如處理器頻率和電壓)信息一起被收集(步驟31)。隨著性能狀態(tài) 在功率管理控制之下而變化，構(gòu)建功率使用相對性能狀態(tài)的回歸模型(步驟
32)。如果對于特定性能狀態(tài)缺乏樣本(決定33)，則可以暫時強制(force) 對于其缺乏樣本的狀態(tài)(步驟34),在所強制的性能狀態(tài)處收集樣本(步驟 31)，并更新模型(步驟32)。然后，計算對于一個或多個不同的標定性能狀 態(tài)的功率使用(步驟35)，并且顯示結(jié)果用于系統(tǒng)操作者使用，和/或?qū)⑵涮?供給用于進行功率預(yù)算決定的功率管理執(zhí)行(步驟36)。重復(fù)步驟30-36,直 到系統(tǒng)(或測量處理)關(guān)閉(決定37)。
現(xiàn)在參考圖4,圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的回歸模型。根據(jù)最小平方線性回歸把線擬合到曲線40和42,其表示實際功率使用相對性能級別 的數(shù)據(jù)，在圖中示為功率vs.有效處理器頻率。在曲線40內(nèi)的性能級別的范 圍內(nèi)，在以最小電源電壓操作處理器的同時，通過調(diào)制處理器時鐘(例如跳 過時鐘周期)來控制有效處理器頻率。在曲線42內(nèi)的性能級別的范圍內(nèi)，通 過改變實際處理器時鐘頻率并通過動態(tài)頻率-電壓縮放(DFVS)的核電源電 壓而控制有效處理器頻率。使用對于曲線40和42的兩范圍逼近，提供了比 諸如多項式擬合逼近的替換更精確的模型，在接近曲線40和42的交集/交叉 的區(qū)域中，該多項式擬合逼近可能提供不精確的結(jié)果。曲線40和42的位置 和形狀隨著工作量和諸如溫度的環(huán)境條件而動態(tài)改變，因此，通過丟棄久于 預(yù)定窗口功能的樣本而獲得曲線40和42中所顯示的數(shù)據(jù)。還對樣本過濾噪 聲，以便在曲線40和42上顯示的點表示標定性能值的范圍。為了獲得對于 特定標定性能值的功率使用，擬合曲線40和42的線可以用于對于規(guī)定的特 定標定性能值推斷(extrapolate)預(yù)測功率使用。
圖5是圖示提供輸入到并圖示上述技術(shù)的實時值的圖。示出了沿著處理 器核電壓V匿的幾個采樣時段上的處理器或子系統(tǒng)的有效頻率Feff。盡管處 理器核電壓可以具有對應(yīng)于系統(tǒng)內(nèi)的不同設(shè)備(例如處理器)的多個值，但 是為了圖示目的，假設(shè)對于子系統(tǒng)內(nèi)的每個設(shè)備，所有有效操作頻率和核電 壓都是相同的。然而，可以對子系統(tǒng)內(nèi)的每個處理器構(gòu)建諸如圖4所圖示的 模型并將其結(jié)合，或者可以將結(jié)合(例如平均)了子系統(tǒng)內(nèi)的每個處理器的 整體性能級別的標定性能級別表達為子系統(tǒng)的"有效(effective)頻率"。在從tl 到t2的時段期間，圖示的處理器或子系統(tǒng)以最大性能級別操作。在從t2到t3 的時段期間，由于功率預(yù)算要求和工作量功率使用增加，性能級別已經(jīng)受限， 并且從t3到t4的時段，性能仍然受限，并且由于增加的工作量要求，性能級 別連續(xù)降低。從t4到t5的時段，工作量的實際功率使用已經(jīng)下降到處理器或 子系統(tǒng)的性能級別可以升高而不超過功率預(yù)算的點。在圖中示出了通過本發(fā)
明收集的在每個間隔上的實際功率使用Pactual，以及需求功率Pde函d，其對于
每個間隔而變化。在tl到t2的時段期間，由于處理器或子系統(tǒng)操作最大性能，
因此需求功率Pctoand基本等于實際功率使用Pactual。而且在tl到t2的時段期
間，超過了預(yù)算功率值Pcap，致使處理器或子系統(tǒng)的頻率和電壓迅速傾斜下
降。對于所有其他間隔，需求功率Pdemand大于實際功率使用Paetual，表示如果 功率預(yù)算增加到在需求功率Pdemand或其以上的級別使得處理器或子系統(tǒng)將以其最大性能級別操作時將由處理器或子系統(tǒng)使用的功率。期望對其進行功率 使用預(yù)測的不同于最大性能的規(guī)定性能級別將得到具有比需求功率Pdemand圖 低的預(yù)測功率值的圖，但是一般將遵循相同的趨勢，因為需求功率圖反映這 樣的級別對于該級別工作量可以使用可用功率。
盡管已經(jīng)具體示出并參考其優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù) 人員將理解，不脫離本發(fā)明的精神和范圍，可以做出形式上和細節(jié)上的前述 和其他改變。
權(quán)利要求
1. 一種對于與處理器或子系統(tǒng)的當(dāng)前標定性能狀態(tài)不同的具體標定性能狀態(tài)預(yù)測所述處理器或子系統(tǒng)的功率使用的計算機執(zhí)行的方法，所述方法包括對于所述處理器或子系統(tǒng)的多個控制的性能狀態(tài)，收集在多個測量間隔上的實際功率使用的樣本；從所收集的樣本構(gòu)建把所述處理器或子系統(tǒng)的功率使用與所述控制的性能狀態(tài)相關(guān)的實時模型；根據(jù)所述模型，計算表示如果所述處理器或子系統(tǒng)被設(shè)置為以所述具體標定性能狀態(tài)操作，所述處理器或子系統(tǒng)的預(yù)測的功率使用的至少一個功率使用值；以及進行顯示所述計算的結(jié)果或者與所述計算的結(jié)果一致地控制對于所述處理器或子系統(tǒng)的功率預(yù)算中的至少一個。
2. 如權(quán)利要求1所述的計算機執(zhí)行的方法，其中，所述構(gòu)建實時模型包 括使用最近收集的對于所述模型中所包括的控制的性能狀態(tài)的每個的一組 樣本，來計算對于所述控制的性能狀態(tài)的實際功率消耗的回歸。
3. 如權(quán)利要求2所述的計算機執(zhí)行的方法，其中，所述多個控制的性能 狀態(tài)包括與所述處理器或子系統(tǒng)的操作的時鐘調(diào)制區(qū)域和所述處理器或子系 統(tǒng)的操作的電壓-頻率縮放區(qū)域?qū)?yīng)的性能狀態(tài)，并且其中，在對于所述時鐘 調(diào)制區(qū)域和所述電壓-頻率縮放區(qū)域的每個的模型中使用單獨的回歸曲線。
4. 如權(quán)利要求1所述的計算機執(zhí)行的方法，還包括 確定在一組收集的樣本中，對于所述控制的性能狀態(tài)的具體一個，是否可獲得足夠數(shù)量的樣本；以及響應(yīng)于確定不可獲得足夠數(shù)量的樣本，暫時強制所述處理器或子系統(tǒng)操 作在所述控制的性能狀態(tài)的所述具體一個中，其中所述收集響應(yīng)于所述強制 而收集用于所述具體控制的性能狀態(tài)的樣本。
5. 如權(quán)利要求1所述的計算機執(zhí)行的方法，其中，所述具體標定性能狀 態(tài)是所述處理器或子系統(tǒng)的最大性能操作狀態(tài)，由此所述計算來計算所述處 理器或子系統(tǒng)的需求功率。
6. 如權(quán)利要求1所述的計算機執(zhí)行的方法，其中，重復(fù)所述計算以計算表示對于多個規(guī)定的標定性能狀態(tài)的預(yù)測的功率使用的功率使用值，并且其 中所述顯示顯示多個計算的功率使用值或所述控制使用多個計算的功率使用 值來控制所述功率預(yù)算。
7. 如權(quán)利要求1所述的計算機執(zhí)行的方法，其中，所述多個控制的性能 狀態(tài)包括所述處理器或子系統(tǒng)的操作的有效頻率的范圍，并且其中所述樣本 表示在相應(yīng)的間隔上以及在所述相應(yīng)的間隔期間的該才乘作的有效頻率的范圍 所述處理器或子系統(tǒng)的平均功率消耗。
8. —種計算機系統(tǒng)，包括用于執(zhí)行程序指令的、耦接到用于存儲所述程 序指令和數(shù)據(jù)的存儲器的第 一處理器，其中所述程序指令對于不同于第二處 理器或子系統(tǒng)的當(dāng)前標定性能狀態(tài)的具體標定性能狀態(tài)來預(yù)測所述第二處理 器或子系統(tǒng)的功率使用，其中所述程序指令還包括用于以下的程序指令對于所述處理器或子系統(tǒng)的多個控制的性能狀態(tài)，讀取在多個測量間隔 上的實際功率使用的樣本；從所收集的樣本構(gòu)建把所述第二處理器或子系統(tǒng)的功率使用與所述控制 的性能狀態(tài)相關(guān)的實時模型；根據(jù)所述模型，計算表示如果所述第二處理器或子系統(tǒng)被設(shè)置為以所述 具體標定性能狀態(tài)操作，所述第二處理器或子系統(tǒng)的預(yù)測的功率使用的至少 一個功率使用值；以及進行顯示所述計算的結(jié)果或者與所述計算的結(jié)果一致地控制對于所述第 二處理器或子系統(tǒng)的功率預(yù)算的至少一個。
9. 如權(quán)利要求8所述的計算機系統(tǒng)，其中所述第二處理器或子系統(tǒng)是所 述第一處理器，其中所述第一處理器通過執(zhí)行所述程序指令來計算其對于所 述具體標定性能狀態(tài)的預(yù)測的功率使用。
10. 如權(quán)利要求8所述的計算機系統(tǒng)，其中，所述第一處理器是耦接到 用于測量所述第二處理器或子系統(tǒng)的實際功率使用的功率測量單元的服務(wù)處 理器，其中所述服務(wù)處理器還耦接到用于控制所述第二處理器或子系統(tǒng)的性 能狀態(tài)的性能控制單元，由此所述服務(wù)處理器通過執(zhí)行所述程序指令來計算 對于所述第二處理器或子系統(tǒng)的所述具體標定性能狀態(tài)的預(yù)測的功率使用。
11. 如權(quán)利要求8所述的計算機系統(tǒng)，其中，用于構(gòu)建實時模型的所述 程序指令包括用于使用最近收集的對于所述模型中所包括的控制的性能狀態(tài) 的每個的一組樣本，來計算對于所述控制的性能狀態(tài)的實際功率消耗的回歸的程序指令。
12. 如權(quán)利要求11所述的計算機系統(tǒng)，其中所述多個控制的性能狀態(tài)包 括與所述第二處理器或子系統(tǒng)的操作的時鐘調(diào)制區(qū)域和所述第二處理器或子 系統(tǒng)的操作的電壓-頻率縮放區(qū)域?qū)?yīng)的性能狀態(tài)，并且其中，在對于所述時 鐘調(diào)制區(qū)域和所述電壓-頻率縮放區(qū)域的每個的模型中使用單獨的回歸曲線。
13. 如權(quán)利要求8所述的計算機系統(tǒng)，還包括用于以下的程序指令 確定在一組收集的樣本中，對于所述控制的性能狀態(tài)的具體一個，是否可獲得足夠數(shù)量的樣本；以及響應(yīng)于確定不可獲得足夠數(shù)量的樣本，暫時強制所述第二處理器或子系 統(tǒng)操作在所述控制的性能狀態(tài)的具體一個中，其中所述程序指令用于讀取響 應(yīng)于所述強制所收集的對于所述具體控制的性能狀態(tài)的樣本。
14. 如權(quán)利要求8所述的計算機系統(tǒng)，其中所述具體標定性能狀態(tài)是所 述第二處理器或子系統(tǒng)的最大性能操作狀態(tài)，由此所述計算來計算所述第二 處理器或子系統(tǒng)的需求功率。
15. 如權(quán)利要求8所述的計算機系統(tǒng)，還包括程序指令，用于重復(fù)執(zhí)行 所述計算的程序指令，以計算表示對于多個規(guī)定的標定性能狀態(tài)的預(yù)測的功 率使用的功率使用值，并且其中所述顯示顯示多個計算的功率使用值或所述 控制使用多個計算的功率使用值來控制所述功率預(yù)算。
16. 如權(quán)利要求8所述的計算機系統(tǒng)，其中所述多個控制的性能狀態(tài)包 括所述第二處理器或子系統(tǒng)的操作的有效頻率的范圍，并且其中所述樣本表 示在相應(yīng)的間隔上以及在所述相應(yīng)的間隔期間的4喿作的有效頻率的范圍所述 第二處理器或子系統(tǒng)的平均功率消耗。
全文摘要
一種用于對于改變到另一性能狀態(tài)的功率使用的實時預(yù)測的方法和系統(tǒng)提供了用于功率管理決策過程或用于向系統(tǒng)操作者顯示的輸入數(shù)據(jù)。對于其預(yù)測功率使用的單元可以是單處理器系統(tǒng)中的單一處理器，或者可以向上擴展到處理設(shè)備的聯(lián)合體內(nèi)的設(shè)備的級別。該方法和系統(tǒng)收集了關(guān)于所述單元的功率消耗的數(shù)據(jù)，并創(chuàng)建功率相對性能的模型，比如回歸模型。由預(yù)期標定性能狀態(tài)變化所需的得到的功率使用變化被示出為顯示數(shù)據(jù)，或者被傳送到功率預(yù)算控制器，以通知所述控制器可以提高系統(tǒng)操作的潛在變化，比如管理被分配到處理系統(tǒng)的各個子單元的功率的折衷。
文檔編號G06F11/34GK101436155SQ200810149490
公開日2009年5月20日 申請日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月13日
發(fā)明者查爾斯·R·萊弗吉, 馬德胡·S·S·戈文丹 申請人:國際商業(yè)機器公司