用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)和多核處理器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)和一種多核處理器。該系統(tǒng)包括：脈沖調(diào)制發(fā)生器，其用于生成控制方波；以及移相器，其用于對所述控制方波進(jìn)行移相以生成具有不同相位的控制方波，并用于將所述具有不同相位的控制方波分別輸入至所述多核處理器中的多個(gè)處理引擎的每一個(gè)的門控端。該多核處理器包括：多個(gè)處理引擎，其中每個(gè)處理引擎包括門控端；以及，用于控制所述門控端的系統(tǒng)。上述用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)，使得當(dāng)多核處理器上負(fù)載變化時(shí)，在不同處理引擎上負(fù)載變化可以不是同時(shí)發(fā)生。相應(yīng)地，對于多核處理器，在一個(gè)工作周期內(nèi)的某時(shí)間段的負(fù)載處理被均勻到一個(gè)工作周期內(nèi)更長的時(shí)間段內(nèi)完成。從而減小負(fù)載變化所引起的電流和電壓噪聲以及溫度上升。
【專利說明】用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)和多核處理器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及多核處理器，并且，更具體地涉及多核處理器和圖形處理單元(GPU)中的門控端的控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，用戶在使用計(jì)算機(jī)過程中通常會涉及到多任務(wù)環(huán)境，其中游戲等多媒體任務(wù)對處理器的性能要求越來越高。傳統(tǒng)的單核通用處理器由于存在性能以及制造工藝等方面的瓶頸，無法滿足日益增長的新業(yè)務(wù)的計(jì)算性能要求。多核處理器在處理能力上相對單核處理器具有明顯優(yōu)勢。多核處理器技術(shù)引入“橫向擴(kuò)展”方法，將應(yīng)用劃分為多線程提交給多核處理器中的很多個(gè)處理引擎來并行執(zhí)行，從而為性能問題提供了新的解決方案。GPU是典型的多核處理器，例如Nvidia的GPU構(gòu)架中具有上千個(gè)并行處理引擎(CUDA Core)ο
[0003]在多核處理器運(yùn)行期間，隨著處理任務(wù)的不同其上加載的負(fù)載會隨著變化。由于多核處理器包括上億個(gè)晶體管，因此負(fù)載的變化將導(dǎo)致多核處理器中顯著的電流瞬態(tài)。通常GPU電流瞬態(tài)頻率可能在1ΚΗζ?16ΚΗζ的范圍內(nèi)，隨后其導(dǎo)致DC-DC電源穩(wěn)壓器輸出電感器在對應(yīng)頻率上抖動。這樣的抖動將由印刷電路板(PCB)放大并轉(zhuǎn)換成聽覺噪聲。另外，負(fù)載突變時(shí)可能會導(dǎo)致多核處理器芯片溫度每秒上升6°C。由于這種溫度的急劇上升，多核處理器的芯片封裝可能會因?yàn)椴牧系牟煌瑴囟扰蛎浂屏?。此外，上述產(chǎn)生的電流瞬態(tài)還會導(dǎo)致多核處理器中的電壓噪聲。為了解決上述問題，目前通常采用的技術(shù)是降低多核處理器的時(shí)鐘頻率來降低負(fù)載變化的幅度，從而減小相應(yīng)的影響。但降低多核處理器的時(shí)鐘頻率的同時(shí)也降低了其處理性能。
[0004]因此，本【技術(shù)領(lǐng)域】所需要的是，當(dāng)多核處理器上的負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，可以在保持其處理性能的同時(shí)減小負(fù)載變化幅度的技術(shù)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在【具體實(shí)施方式】部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)，包括:脈沖調(diào)制發(fā)生器，其用于生成控制方波；以及移相器，其用于對所述控制方波進(jìn)行移相以生成具有不同相位的控制方波，并用于將所述具有不同相位的控制方波分別輸入至所述多核處理器中的多個(gè)處理引擎的每一個(gè)的門控端。
[0007]可選地，所述具有不同相位的控制方波具有彼此不同的相位。
[0008]優(yōu)選地，所述具有不同相位的控制方波的所述相位成等差序列。
[0009]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括:狀態(tài)監(jiān)測器，其用于監(jiān)測所述多核處理器的狀態(tài)并根據(jù)所監(jiān)測的狀態(tài)生成狀態(tài)信息；其中，所述控制方波根據(jù)所述狀態(tài)信息生成。
[0010]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述狀態(tài)監(jiān)測器包括溫度監(jiān)測器，其用于監(jiān)測所述多核處理器的溫度并根據(jù)所監(jiān)測的溫度生成所述狀態(tài)信息；并且所述脈沖調(diào)制發(fā)生器進(jìn)一步用于根據(jù)所述狀態(tài)信息計(jì)算溫度增長率；其中，當(dāng)所述溫度增長率高于閾值時(shí)，所述控制方波的占空比減??；當(dāng)所述溫度增長率等于或低于所述閾值時(shí)，所述控制方波的所述占空比增大。
[0011]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述狀態(tài)監(jiān)測器包括負(fù)載監(jiān)測器，其用于監(jiān)測所述多個(gè)處理引擎中的至少一個(gè)處理引擎的利用率并根據(jù)所監(jiān)測的利用率生成所述狀態(tài)信息；其中，所述控制方波的占空比根據(jù)所述狀態(tài)信息調(diào)整，以用于使所述多核處理器的利用率保持在期望值。
[0012]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述狀態(tài)監(jiān)測器包括溫度監(jiān)測器和負(fù)載監(jiān)測器；其中所述溫度監(jiān)測器用于監(jiān)測所述多核處理器的溫度并根據(jù)所監(jiān)測的溫度生成第一狀態(tài)信息；所述負(fù)載監(jiān)測器用于監(jiān)測所述多個(gè)處理引擎中的至少一個(gè)處理引擎的利用率并根據(jù)所監(jiān)測的利用率生成第二狀態(tài)信息；并且所述脈沖調(diào)制發(fā)生器進(jìn)一步用于根據(jù)所述第一狀態(tài)信息計(jì)算溫度增長率；其中，當(dāng)所述溫度增長率等于或者低于閾值時(shí)，所述控制方波的占空比根據(jù)所述第二狀態(tài)信息調(diào)整，以用于使所述多核處理器的利用率保持在期望值；當(dāng)所述溫度增長率高于所述閾值時(shí)，所述控制方波的占空比減小。
[0013]優(yōu)選地，所述負(fù)載監(jiān)測器進(jìn)一步包括:活動處理引擎計(jì)數(shù)器，其用于監(jiān)測所述多個(gè)處理引擎中的至少兩個(gè)處理引擎的利用率并根據(jù)所述至少兩個(gè)處理引擎的所述利用率計(jì)算所述多核處理器的綜合利用率；利用率控制器，其用于根據(jù)所述綜合利用率生成所述第二狀態(tài)信息。
[0014]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述多個(gè)處理引擎劃分為多個(gè)分組，所述具有不同相位的控制方波的每一個(gè)用于分別輸入至相應(yīng)分組內(nèi)的處理引擎的門控端。
[0015]優(yōu)選地，所述分組為8個(gè)；并且所述移相器進(jìn)一步用于對所述控制方波進(jìn)行移相以生成8個(gè)相位成公差為45°的等差序列的控制方波，并用于將所述8個(gè)相位成公差為45°的等差序列的控制方波的每一個(gè)輸入至相應(yīng)分組內(nèi)的處理引擎的門控端。
[0016]根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面，提供一種多核處理器，包括:
[0017]多個(gè)處理引擎，其中每個(gè)處理引擎包括門控端；
[0018]用于控制所述門控端的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括:
[0019]脈沖調(diào)制發(fā)生器，其用于生成控制方波；以及
[0020]移相器，其用于對所述控制方波進(jìn)行移相以生成具有不同相位的控制方波，并將所述具有不同相位的控制方波分別輸入至所述每個(gè)處理引擎的所述門控端。
[0021]可選地，所述具有不同相位的控制方波具有彼此不同的相位。
[0022]優(yōu)選地，所述具有不同相位的控制方波的所述相位成等差序列。
[0023]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述用于控制所述門控端的系統(tǒng)還包括:狀態(tài)監(jiān)測器，其用于監(jiān)測所述多核處理器的狀態(tài)并根據(jù)所監(jiān)測的狀態(tài)生成狀態(tài)信息；其中，所述控制方波根據(jù)所述狀態(tài)信息生成。
[0024]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述狀態(tài)監(jiān)測器包括溫度監(jiān)測器，其用于監(jiān)測所述多核處理器的溫度并根據(jù)所監(jiān)測的溫度生成所述狀態(tài)信息；并且所述脈沖調(diào)制發(fā)生器進(jìn)一步用于根據(jù)所述狀態(tài)信息計(jì)算溫度增長率；其中，當(dāng)所述溫度增長率高于閾值時(shí)，所述控制方波的占空比減?。划?dāng)所述溫度增長率等于或低于所述閾值時(shí)，所述控制方波的所述占空比增大。
[0025]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述狀態(tài)監(jiān)測器包括負(fù)載監(jiān)測器，其用于監(jiān)測所述多個(gè)處理引擎中的至少一個(gè)處理引擎的利用率并根據(jù)所監(jiān)測的利用率生成所述狀態(tài)信息；其中，所述控制方波的占空比根據(jù)所述狀態(tài)信息調(diào)整，以使所述多核處理器的利用率保持
在期望值。
[0026]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述狀態(tài)監(jiān)測器包括溫度監(jiān)測器和負(fù)載監(jiān)測器；其中所述溫度監(jiān)測器用于監(jiān)測所述多核處理器的溫度并根據(jù)所監(jiān)測的溫度生成第一狀態(tài)信息；所述負(fù)載監(jiān)測器用于監(jiān)測所述多個(gè)處理引擎中的至少一個(gè)處理引擎的利用率并根據(jù)所監(jiān)測的利用率生成第二狀態(tài)信息；并且所述脈沖調(diào)制發(fā)生器進(jìn)一步用于根據(jù)所述第一狀態(tài)信息計(jì)算溫度增長率；其中，當(dāng)所述溫度增長率等于或者低于閾值時(shí)，所述控制方波的占空比根據(jù)所述第二狀態(tài)信息調(diào)整，以使所述多核處理器的利用率保持在期望值；當(dāng)所述溫度增長率高于所述閾值時(shí)，所述控制方波的占空比減小。
[0027]優(yōu)選地，所述負(fù)載監(jiān)測器進(jìn)一步包括:活動處理引擎計(jì)數(shù)器，其用于監(jiān)測所述多個(gè)處理引擎中的至少兩個(gè)處理引擎的利用率并根據(jù)所述至少兩個(gè)處理引擎的所述利用率計(jì)算所述多核處理器的綜合利用率；利用率控制器，其用于根據(jù)所述綜合利用率生成所述第二狀態(tài)信息。
[0028]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述多個(gè)處理引擎劃分為多個(gè)分組，所述具有不同相位的控制方波的每一個(gè)分別輸入至相應(yīng)分組內(nèi)的處理引擎的門控端。
[0029]優(yōu)選地，所述分組為8個(gè)；并且所述移相器進(jìn)一步用于對所述控制方波進(jìn)行移相以生成8個(gè)相位成公差為45°的等差序列的控制方波，并將所述8個(gè)相位成公差為45°的等差序列的控制方波的每一個(gè)輸入至相應(yīng)分組內(nèi)的處理引擎的門控端。
[0030]本發(fā)明所提供的上述用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)和多核處理器使得當(dāng)多核處理器上負(fù)載變化時(shí)，在不同處理引擎上負(fù)載變化可以不是同時(shí)發(fā)生。相應(yīng)地，對于多核處理器，在一個(gè)工作周期內(nèi)的某時(shí)間段的負(fù)載處理被均勻到一個(gè)工作周期內(nèi)更長的時(shí)間段內(nèi)完成。從而減小負(fù)載變化所引起的電流和電壓噪聲以及溫度上升。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，
[0032]圖1示意出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)100 ；以及
[0033]圖2示意出未經(jīng)移相控制的具有8個(gè)處理引擎的多核處理器上的利用率；
[0034]圖3示意出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的、經(jīng)移相控制的具有8個(gè)處理引擎的多核處理器上的利用率；
[0035]圖4示意出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)400 ；
[0036]圖5示意出根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)500 ；
[0037]圖6示意出根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)600 ；
[0038]圖7示意出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的多核處理器700。
【具體實(shí)施方式】
[0039]現(xiàn)在，將更為詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其示例在附圖中示出。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，下面的描述僅僅是示例性的而并非意圖進(jìn)行任何方式的限定。
[0040]為了徹底了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。
[0041]圖1示意出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的、用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)100。如圖1所示，用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)100包括脈沖調(diào)制發(fā)生器120和移相器130。
[0042]脈沖調(diào)制發(fā)生器120用于生成控制方波。移相器130用于對控制方波進(jìn)行移相以生成具有不同相位的控制方波，并用于將具有不同相位的控制方波分別輸入至多核處理器中的多個(gè)處理引擎的每一個(gè)的門控端。
[0043]脈沖調(diào)制發(fā)生器120所生成的控制方波的頻率優(yōu)選為大于20KHz且小于30KHz。由于人可以聽到聲音的頻 率約為20Hz至20KHz，因此采用大于20KHz且小于30KHz頻率的控制方波可以避免電路工作時(shí)產(chǎn)生聽覺噪聲。
[0044]可選地，具有不同相位的控制方波可以具有彼此不同的相位。由于不同控制方波具有彼此不同的時(shí)域相位，因此控制方波經(jīng)由處理引擎的門控端可以使得每個(gè)處理引擎均在不同的時(shí)間被使能，從而多核處理器上的負(fù)載處理可以盡可能地分布在整個(gè)工作周期的不同時(shí)間段上進(jìn)行。負(fù)載變化也相應(yīng)地體現(xiàn)在整個(gè)工作周期上，從而避免了負(fù)載在某些時(shí)間上的顯著變化。
[0045]圖2示出未經(jīng)移相控制的具有8個(gè)處理引擎的多核處理器上的利用率。從圖中可以得知多核處理器中8個(gè)處理引擎各自的利用率SI至S8以及8個(gè)處理引擎利用率的和S9。處理引擎的利用率是處理引擎的工作時(shí)間與使能時(shí)間的比值。如圖2所示，如果沒有對多個(gè)處理引擎的門控端進(jìn)行移相控制，那么在0.5至2.5以及7.5至10.5所表示的時(shí)間期間，8個(gè)處理引擎同時(shí)工作，使得8個(gè)處理引擎的利用率SI至S8的和S9約為60%。圖3示出經(jīng)移相控制的具有8個(gè)處理引擎的多核處理器上的利用率。如圖3所示，如果對8個(gè)處理引擎的門控端進(jìn)行移相控制，那么8個(gè)處理引擎在0.5至2.5所表示的時(shí)間期間內(nèi)完成的工作將均勻到O至8表示的工作周期內(nèi)完成，7.5至10.5所表示的時(shí)間期間內(nèi)完成的工作將均勻到8至16所表示的工作周期內(nèi)完成。從而，利用率SI至S8的和S9在0.5至
2.5以及7.5至10.5所表示的時(shí)間期間減小至0.2左右。結(jié)合圖2和圖3可知，通過移相器130對控制方波進(jìn)行移相以生成具有不同相位的控制方波來對多個(gè)處理引擎的門控端進(jìn)行控制，使得8個(gè)處理引擎的利用率的和在工作周期內(nèi)的某時(shí)間段明顯減小。也就是說，對于多核處理器來說，在一個(gè)工作周期內(nèi)的某時(shí)間段的負(fù)載處理被均勻到一個(gè)工作周期內(nèi)更長的時(shí)間段內(nèi)完成。從而，減小負(fù)載變化所引起的電流和電壓噪聲以及溫度上升。[0046]優(yōu)選地，具有不同相位的控制方波的相位可以成等差序列。不同相位的控制方波的相位成等差序列分布可以使多核處理器上的負(fù)載處理更平均地分布在整個(gè)工作周期的不同時(shí)間段上。具體地，如圖1所示，如果移相器130輸出8個(gè)不同相位的控制方波，那么其中每個(gè)控制方波之間具有45度的相位差。例如，假設(shè)所生成的控制方波的頻率為25KHz，那么時(shí)域上45度的相位差將產(chǎn)生每個(gè)控制方波之間5微秒的時(shí)間差。具有5微秒時(shí)間差的控制方波經(jīng)由處理引擎的門控端可以使得每個(gè)處理引擎相比前一個(gè)使能的處理引擎延后5微秒使能。
[0047]上述用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)100可使多個(gè)處理引擎在不同的時(shí)間使能，從而對于多核處理器來說，在整個(gè)工作周期內(nèi)的更多的時(shí)間其將是非滿負(fù)載工作的。也就是說，當(dāng)其中一些處理引擎正進(jìn)行工作時(shí)，另一些處理引擎可能處于空閑狀態(tài)。因此，當(dāng)多核處理器上負(fù)載變化時(shí)，在每個(gè)處理引擎上該負(fù)載變化可以不是同時(shí)發(fā)生。對于多核處理器，在一個(gè)工作周期內(nèi)的某時(shí)間段的負(fù)載處理被均勻到一個(gè)工作周期內(nèi)更長的時(shí)間段內(nèi)完成。從而減小負(fù)載變化所引起的電流和電壓噪聲以及溫度上升。
[0048]如圖4示意出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)400。系統(tǒng)400不僅包括脈沖調(diào)制發(fā)生器420和移相器430，還包括狀態(tài)監(jiān)測器440，其用于監(jiān)測多核處理器的狀態(tài)并根據(jù)所監(jiān)測的狀態(tài)生成狀態(tài)信息。其中，控制方波根據(jù)狀態(tài)信息生成。
[0049]從上述控制方波的生成過程可以知道，所生成的控制方波的占空比與多核處理器的狀態(tài)相關(guān)聯(lián)。而控制方波經(jīng)移相處理后進(jìn)一步輸出至多核處理器的每個(gè)處理引擎的門控端來調(diào)整處理引擎的使能時(shí)間。通過調(diào)整處理引擎的使能時(shí)間，多核處理器的狀態(tài)發(fā)生改變。反過來，改變后的狀態(tài)又影響控制方波的占空比，從而形成類似反饋控制的循環(huán)過程。經(jīng)過一段時(shí)間的循環(huán)控制，可以使得多核處理器的狀態(tài)到達(dá)預(yù)期的值。多核處理器的狀態(tài)可以是諸如多核處理器的溫度、溫度增長率和利用率等等。
[0050]優(yōu)選地，狀態(tài)監(jiān)測器440可以包括溫度監(jiān)測器，其用于監(jiān)測多核處理器的溫度并根據(jù)所監(jiān)測的溫度生成狀態(tài)信息。脈沖調(diào)制發(fā)生器420進(jìn)一步用于根據(jù)狀態(tài)信息計(jì)算溫度增長率。其中，當(dāng)溫度增長率高于閾值時(shí)，控制方波的占空比減??；當(dāng)溫度增長率等于或低于閾值時(shí)，控制方波的占空比增大。
[0051]根據(jù)溫度監(jiān)測器所監(jiān)測的溫度生產(chǎn)的狀態(tài)信息可以是諸如溫度的數(shù)字值。脈沖調(diào)制發(fā)生器420根據(jù)所輸入的溫度的數(shù)值可以進(jìn)一步計(jì)算出每秒溫度的增長率。當(dāng)溫度增長率高于閾值時(shí)，說明多核處理器上負(fù)載處理變化較大。在這樣的情況下，可以通過減小處理器上的負(fù)載處理量來控制溫度增長率。因此，通過減小控制方波的占空比，以使得由處理引擎門控端使能的處理引擎的使能時(shí)間減小。從而多核處理器上進(jìn)行處理的負(fù)載量降低，以使得溫度增長率隨之減小。這樣，可以將溫度增長率控制在合適的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，溫度增長率范圍為0.3°C?0.6°C /每秒，其可以避免溫度迅速上升使多核處理器的封裝容易老化甚至破裂，以及其他相關(guān)不利影響。同樣，當(dāng)控制方波的占空比增大時(shí)，由處理引擎門控端使能的處理引擎的使能時(shí)間增大。從而，在需要處理大量負(fù)載時(shí)，多核處理器上同時(shí)進(jìn)行處理的負(fù)載量可以升高?？刂品讲ǖ恼伎毡茸畲罂梢陨叩?00%以充分滿足負(fù)載處理的需要。
[0052]優(yōu)選地，狀態(tài)監(jiān)測器440可以包括負(fù)載監(jiān)測器，其用于監(jiān)測多個(gè)處理引擎中的至少一個(gè)處理引擎的利用率并根據(jù)所監(jiān)測的利用率生成狀態(tài)信息。其中，控制方波的占空比根據(jù)狀態(tài)信息調(diào)整，以用于使多核處理器的利用率保持在期望值。
[0053]如上所述，處理引擎的利用率是處理引擎的工作時(shí)間與使能時(shí)間的比值。多核處理器的利用率可以通過監(jiān)測一個(gè)處理引擎的利用率直接得出或者監(jiān)測多個(gè)處理引擎的利用率求平均得出。處理器引擎的使能時(shí)間通過控制方波經(jīng)由門控端來控制，而工作時(shí)間隨實(shí)際的負(fù)載情況變化。因此，可以通過改變處理器引擎的使能時(shí)間來提高利用率。也就是說，可以通過改變控制方波的占空比來提高利用率。因?yàn)榭刂品讲ǖ恼伎毡扔蓙碜岳寐实臓顟B(tài)信息控制，所以控制方波的占空比可以跟隨實(shí)際利用率而變化。通過對控制方波的調(diào)整可將利用率保持在期望的值。優(yōu)選地，多核處理器的利用率保持在約90%。在這樣的情況下，使能時(shí)間與工作時(shí)間非常接近以充分節(jié)省電能；而在需要處理更多負(fù)載時(shí)，可以有10%左右的使能時(shí)間余量供使用。
[0054]圖5示意出根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)500。該系統(tǒng)500中包括脈沖調(diào)制發(fā)生器520、移相器530以及狀態(tài)監(jiān)測器540，其包括溫度監(jiān)測器541和負(fù)載監(jiān)測器542。其中溫度監(jiān)測器541用于監(jiān)測多核處理器的溫度并根據(jù)所監(jiān)測的溫度生成第一狀態(tài)信息。負(fù)載監(jiān)測器542用于監(jiān)測多個(gè)處理引擎中的至少一個(gè)處理引擎的利用率并根據(jù)所監(jiān)測的利用率生成第二狀態(tài)信息。脈沖調(diào)制發(fā)生器520進(jìn)一步用于根據(jù)第一狀態(tài)信息計(jì)算溫度增長率。當(dāng)溫度增長率等于或者低于閾值時(shí)，控制方波的占空比根據(jù)第二狀態(tài)信息調(diào)整，以用于使多核處理器的利用率保持在期望值；當(dāng)溫度增長率高于閾值時(shí)，控制方波的占空比減小。
[0055]當(dāng)溫度增長率等于或者低于閾值時(shí)，說明多核處理器上的負(fù)載處理沒有造成明顯的溫度上升。因此，不需要減小處理引擎的使能時(shí)間來限制負(fù)載處理。如上所述，控制方波的占空比可以通過所監(jiān)測的實(shí)際利用率而生成的第二狀態(tài)信息來調(diào)整，從而將利用率保持在期望的值。如上所述，當(dāng)溫度增長率高于閾值時(shí)，可以減小控制方波的占空比，以使得由處理引擎門控端使能的處理引擎的使能時(shí)間減小。從而多核處理器上進(jìn)行處理的負(fù)載量降低，使得溫度增長率隨之減小，以將溫度增長率控制的合適范圍內(nèi)。
[0056]優(yōu)選地，負(fù)載監(jiān)測器542進(jìn)一步包括活動處理引擎計(jì)數(shù)器和利用率控制器?；顒犹幚硪嬗?jì)數(shù)器用于監(jiān)測多個(gè)處理引擎中的至少兩個(gè)處理引擎的利用率并根據(jù)至少兩個(gè)處理引擎的利用率計(jì)算多核處理器的綜合利用率。利用率控制器用于根據(jù)綜合利用率生成第二狀態(tài)信息。通過監(jiān)測多個(gè)處理引擎的利用率來計(jì)算處理器的綜合利用率可以將處理器引擎的利用率更精確地調(diào)整為期望的值。
[0057]圖6示意出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)600。該系統(tǒng)600包括脈沖調(diào)制發(fā)生器620和移相器630。優(yōu)選地，多個(gè)處理引擎劃分為多個(gè)分組，具有不同相位的控制方波的每一個(gè)用于分別輸入至相應(yīng)分組內(nèi)的處理引擎的門控端。多核處理器中可能有上千個(gè)處理引擎。如果每個(gè)處理引擎均由不同相位的控制方波控制，那么用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)將會非常復(fù)雜而且成本昂貴。因此，在有很多處理引擎的情況下，可以采用對多核處理器進(jìn)行分組控制的方法。
[0058]優(yōu)選地，分組為8個(gè)。移相器630進(jìn)一步用于對控制方波進(jìn)行移相以生成8個(gè)相位成公差為45°的等差序列的控制方波，并用于將8個(gè)相位成公差為45°的等差序列的控制方波的每一個(gè)輸入至相應(yīng)分組內(nèi)的處理引擎的門控端。由于處理引擎的數(shù)量通常為8的整數(shù)倍，因此將處理引擎分為8個(gè)組使得用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)更容易實(shí)現(xiàn)。圖6中示出了 8個(gè)分組，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，并且分組的個(gè)數(shù)不限于8個(gè)。
[0059]上述用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)可以被提供為分立的組件或芯片，也可以集成到多核處理器芯片中。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種多核處理器。圖7示意出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的多核處理器700。多核處理器700包括多個(gè)處理引擎710和用于控制門控端的系統(tǒng)。每個(gè)處理引擎包括門控端711。用于控制門控端的系統(tǒng)進(jìn)一步包括脈沖調(diào)制發(fā)生器720和移相器730。脈沖調(diào)制發(fā)生器720用于生成控制方波。移相器730用于對控制方波進(jìn)行移相以生成具有不同相位的控制方波，并將具有不同相位的控制方波分別輸入至每個(gè)處理引擎的門控端。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，多核處理器中的該用于控制門控端的系統(tǒng)可以是上述參考圖1以及圖4至圖6描述的任意一個(gè)系統(tǒng)。為了簡潔，在此不再贅述。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員參考圖1至圖6以及以上相關(guān)描述，可以理解其具體結(jié)構(gòu)和功能。
[0061]本發(fā)明已經(jīng)通過上述實(shí)施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制多核處理器的門控端的系統(tǒng)，包括: 脈沖調(diào)制發(fā)生器，其用于生成控制方波；以及 移相器，其用于對所述控制方波進(jìn)行移相以生成具有不同相位的控制方波，并用于將所述具有不同相位的控制方波分別輸入至所述多核處理器中的多個(gè)處理引擎的每一個(gè)的門控端。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述具有不同相位的控制方波具有彼此不同的相位。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述具有不同相位的控制方波的所述相位成等差序列。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 狀態(tài)監(jiān)測器，其用于監(jiān)測所述多核處理器的狀態(tài)并根據(jù)所監(jiān)測的狀態(tài)生成狀態(tài)信息； 其中，所述控制方波根據(jù)所述狀態(tài)信息生成。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述狀態(tài)監(jiān)測器包括溫度監(jiān)測器，其用于監(jiān)測所述多核處理器的溫度并根據(jù)所監(jiān)測的溫度生成所述狀態(tài)信息；并且 所述脈沖調(diào)制發(fā)生 器進(jìn)一步用于根據(jù)所述狀態(tài)信息計(jì)算溫度增長率； 其中，當(dāng)所述溫度增長率高于閾值時(shí)，所述控制方波的占空比減??；當(dāng)所述溫度增長率等于或低于所述閾值時(shí)，所述控制方波的所述占空比增大。
6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述狀態(tài)監(jiān)測器包括負(fù)載監(jiān)測器，其用于監(jiān)測所述多個(gè)處理引擎中的至少一個(gè)處理引擎的利用率并根據(jù)所監(jiān)測的利用率生成所述狀態(tài)信息； 其中，所述控制方波的占空比根據(jù)所述狀態(tài)信息調(diào)整，以用于使所述多核處理器的利用率保持在期望值。
7.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述狀態(tài)監(jiān)測器包括溫度監(jiān)測器和負(fù)載監(jiān)測器； 其中所述溫度監(jiān)測器用于監(jiān)測所述多核處理器的溫度并根據(jù)所監(jiān)測的溫度生成第一狀態(tài)信息； 所述負(fù)載監(jiān)測器用于監(jiān)測所述多個(gè)處理引擎中的至少一個(gè)處理引擎的利用率并根據(jù)所監(jiān)測的利用率生成第二狀態(tài)信息；并且 所述脈沖調(diào)制發(fā)生器進(jìn)一步用于根據(jù)所述第一狀態(tài)信息計(jì)算溫度增長率； 其中，當(dāng)所述溫度增長率等于或者低于閾值時(shí)，所述控制方波的占空比根據(jù)所述第二狀態(tài)信息調(diào)整，以用于使所述多核處理器的利用率保持在期望值；當(dāng)所述溫度增長率高于所述閾值時(shí)，所述控制方波的占空比減小。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載監(jiān)測器進(jìn)一步包括: 活動處理引擎計(jì)數(shù)器，其用于監(jiān)測所述多個(gè)處理引擎中的至少兩個(gè)處理引擎的利用率并根據(jù)所述至少兩個(gè)處理引擎的所述利用率計(jì)算所述多核處理器的綜合利用率； 利用率控制器，其用于根據(jù)所述綜合利用率生成所述第二狀態(tài)信息。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)處理引擎劃分為多個(gè)分組，所述具有不同相位的控制方波的每一個(gè)用于分別輸入至相應(yīng)分組內(nèi)的處理引擎的門控端。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分組為8個(gè)； 并且所述移相器進(jìn)一步用于對所述控制方波進(jìn)行移相以生成8個(gè)相位成公差為45°的等差序列的控制方波，并用于將所述8個(gè)相位成公差為45°的等差序列的控制方波的每一個(gè)輸入至相應(yīng)分組內(nèi)的處理引擎的門控端。
11.一種多核處理器，包括: 多個(gè)處理引擎，其中每個(gè)處理引擎包括門控端； 用于控制所述門控端的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括: 脈沖調(diào)制發(fā)生器，其用于生成控制方波；以及 移相器，其用于對所述控制方波進(jìn)行移相以生成具有不同相位的控制方波，并將所述具有不同相位的控制方波分別輸入至所述每個(gè)處理引擎的所述門控端。
12.如權(quán)利要求11所述的多核處理器，其特征在于，所述具有不同相位的控制方波具有彼此不同的相位。
13.如權(quán)利要求12所述的多核處理器，其特征在于，所述具有不同相位的控制方波的所述相位成等差序列。
14.如權(quán)利要求11所述的多核處理器，其特征在于，所述用于控制所述門控端的系統(tǒng)還包括: 狀態(tài)監(jiān)測器，其用于監(jiān)測所述多核處理器的狀態(tài)并根據(jù)所監(jiān)測的狀態(tài)生成狀態(tài)信息； 其中，所述控制方波根據(jù)所述狀態(tài)信息生成。
15.如權(quán)利要求14所述的多核處理器，其特征在于， 所述狀態(tài)監(jiān)測器包括溫度監(jiān)測器，其用于監(jiān)測所述多核處理器的溫度并根據(jù)所監(jiān)測的溫度生成所述狀態(tài)信息；并且 所述脈沖調(diào)制發(fā)生器進(jìn)一步用于根據(jù)所述狀態(tài)信息計(jì)算溫度增長率； 其中，當(dāng)所述溫度增長率高于閾值時(shí)，所述控制方波的占空比減??；當(dāng)所述溫度增長率等于或低于所述閾值時(shí)，所述控制方波的所述占空比增大。
16.如權(quán)利要求14所述的多核處理器，其特征在于， 所述狀態(tài)監(jiān)測器包括負(fù)載監(jiān)測器，其用于監(jiān)測所述多個(gè)處理引擎中的至少一個(gè)處理引擎的利用率并根據(jù)所監(jiān)測的利用率生成所述狀態(tài)信息； 其中，所述控制方波的占空比根據(jù)所述狀態(tài)信息調(diào)整，以使所述多核處理器的利用率保持在期望值。
17.如權(quán)利要求14所述的多核處理器，其特征在于，所述狀態(tài)監(jiān)測器包括溫度監(jiān)測器和負(fù)載監(jiān)測器； 其中所述溫度監(jiān)測器用于監(jiān)測所述多核處理器的溫度并根據(jù)所監(jiān)測的溫度生成第一狀態(tài)信息； 所述負(fù)載監(jiān)測器用于監(jiān)測所述多個(gè)處理引擎中的至少一個(gè)處理引擎的利用率并根據(jù)所監(jiān)測的利用率生成第二狀態(tài)信息；并且 所述脈沖調(diào)制發(fā)生器進(jìn)一步用于根據(jù)所述第一狀態(tài)信息計(jì)算溫度增長率； 其中，當(dāng)所述溫度增長率等于或 者低于閾值時(shí)，所述控制方波的占空比根據(jù)所述第二狀態(tài)信息調(diào)整，以使所述多核處理器的利用率保持在期望值；當(dāng)所述溫度增長率高于所述閾值時(shí)，所述控制方波的占空比減小。
18.如權(quán)利要求17所述的多核處理器，其特征在于，所述負(fù)載監(jiān)測器進(jìn)一步包括: 活動處理引擎計(jì)數(shù)器，其用于監(jiān)測所述多個(gè)處理引擎中的至少兩個(gè)處理引擎的利用率并根據(jù)所述至少兩個(gè)處理引擎的所述利用率計(jì)算所述多核處理器的綜合利用率； 利用率控制器，其用于根據(jù)所述綜合利用率生成所述第二狀態(tài)信息。
19.如權(quán)利要求11所述的多核處理器，其特征在于，所述多個(gè)處理引擎劃分為多個(gè)分組，所述具有不同相位的控制方波的每一個(gè)分別輸入至相應(yīng)分組內(nèi)的處理引擎的門控端。
20.如權(quán)利要求19所述的多核處理器，其特征在于，所述分組為8個(gè)； 并且所述移 相器進(jìn)一步用于對所述控制方波進(jìn)行移相以生成8個(gè)相位成公差為45°的等差序列的控制方波，并將所述8個(gè)相位成公差為45°的等差序列的控制方波的每一個(gè)輸入至相應(yīng)分組內(nèi)的處理引擎的門控端。
【文檔編號】G06F9/50GK103810044SQ201210445948
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月9日
【發(fā)明者】徐爽 申請人:輝達(dá)公司