對增強(qiáng)的性能和更小形狀因子的持續(xù)追求是現(xiàn)代片上系統(tǒng)(SoC)設(shè)計(jì)的中心事實(shí)。典型的性能增強(qiáng)辦法包括各功能模塊(GPU、CPU、存儲器、I/O等)的增強(qiáng)的集成以及更高的供電電壓的使用。SOC設(shè)計(jì)的這些以及其他辦法可導(dǎo)致更高工作溫度。為了維持合理的低故障風(fēng)險(xiǎn)，必須通常以增加的費(fèi)用、復(fù)雜性和大小(例如，更大的散熱器)來采取更多措施來散熱。在某些情況中，散熱還可損害聲學(xué)性能。例如，高速風(fēng)扇可能干擾話音激活功能。在針對操作環(huán)境的最壞情況進(jìn)行設(shè)計(jì)的廣泛趨勢下，與熱解決方案相關(guān)的聲學(xué)性能降級以及其它成本變得更差。

概述

提供本概述以便以簡化的形式介紹以下在詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的一些概念。本

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
并不旨在標(biāo)識現(xiàn)在或?qū)硭蟊Ｗo(hù)主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制此類所要求保護(hù)主題的范圍。而且，此類所要求保護(hù)的主題不限于解決該公開的任一部分中所注的任何或全部缺點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方式。

揭示了涉及實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體設(shè)備冷卻系統(tǒng)的各實(shí)施例，該系統(tǒng)利用對區(qū)域電壓的知曉和溫度可靠性風(fēng)險(xiǎn)考慮。例如，一個(gè)所揭示的實(shí)施例提供了用于實(shí)現(xiàn)配置成用于冷卻集成電路的冷卻系統(tǒng)的方法，包括：對于所述集成電路的多個(gè)區(qū)域的每一個(gè)區(qū)域，基于那個(gè)區(qū)域的計(jì)劃溫度和計(jì)劃供電電壓來確定那個(gè)區(qū)域的故障率；基于各區(qū)域的故障率確定所述冷卻系統(tǒng)的散熱因子，其中對于每個(gè)區(qū)域，散熱因子的實(shí)現(xiàn)將其計(jì)劃溫度降低到經(jīng)降低的溫度，使得在集成電路操作期間不超過該集成電路的總體故障率；分析各區(qū)域的經(jīng)降低的溫度和計(jì)劃供電電壓來標(biāo)識具有小于各區(qū)域的最大供電電壓的計(jì)劃供電電壓的所選區(qū)域，并且對于該所選區(qū)域，自經(jīng)降低的溫度的溫度升高可被準(zhǔn)許而不超過總體故障率；以及通過配置該冷卻系統(tǒng)以允許在所選區(qū)域中溫度升高來用經(jīng)降低的散熱因子實(shí)現(xiàn)該冷卻系統(tǒng)。

附圖簡述

圖1示意性地示出根據(jù)本公開的實(shí)現(xiàn)的示例性片上系統(tǒng)。

圖2示出根據(jù)本公開的實(shí)現(xiàn)的被配置成用于驅(qū)散圖1的片上系統(tǒng)所生成的熱的示例性冷卻系統(tǒng)。

圖3A-B描繪了根據(jù)本公開的實(shí)現(xiàn)的分別示出作為溫度和電壓的函數(shù)的設(shè)備故障率非示例性數(shù)據(jù)集。

圖4A-B示出例示出根據(jù)本公開的實(shí)現(xiàn)的用于實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)的方法的流程圖。

圖5示出例示出根據(jù)本公開的實(shí)現(xiàn)的用于確定跨集成電路的溫度分布的方法的流程圖。

圖6示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)的對圖1的片上系統(tǒng)的每個(gè)功能塊的故障率的確定。

圖7示意性地示出根據(jù)本公開的實(shí)現(xiàn)的計(jì)算系統(tǒng)的非限制性示例。

詳細(xì)描述

在片上系統(tǒng)(SOC)中，包括但不限于中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)、存儲器、和輸出/輸出(I/O)子系統(tǒng)的多個(gè)功能塊可被集成在單個(gè)封裝中。日益需要在SOC中集成更多數(shù)量的功能塊以最大化SOC所提供的功能。還追求SOC性能的增長，通常通過增加對SOC的特定功能塊(例如，CPU)供應(yīng)的電壓來實(shí)現(xiàn)。然而，兩種趨勢，通過增加SOC生成的必須被驅(qū)散以使得SOC在操作期間不超過可接受的可靠性風(fēng)險(xiǎn)的熱量，對SOC冷卻系統(tǒng)提出了不斷增長的更高要求。在沒有足夠散熱的情況下，隨著SOC集成和供電電壓兩者增加，多個(gè)故障機(jī)制越來越多地發(fā)生，諸如生產(chǎn)線后道工序(BEOL)、生產(chǎn)線前道工序(FEOL)、時(shí)間相關(guān)電介質(zhì)擊穿(TDDB)以及xBTI故障。

在存在增加的集成和供電電壓時(shí)，為確保足夠的散熱和想要的SOC操作，SOC冷卻系統(tǒng)的散熱功率可相應(yīng)被增加。這個(gè)散熱功率頻繁地超過大部分SOC操作條件所需要的功率，因?yàn)樯嵯到y(tǒng)是基于最壞操作條件設(shè)計(jì)的——具體而言，可被供給SOC的一個(gè)或多個(gè)功能塊的最大電壓以及它們可分別假設(shè)的最大溫度。這樣的熱“過設(shè)計(jì)”可導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)的功耗、材料成本、以及封裝空間的不必要的增加。在使用戶能夠提供話音輸入的計(jì)算上下文中，熱過設(shè)計(jì)可導(dǎo)致活動冷卻機(jī)制(例如風(fēng)扇)展現(xiàn)出增加的聲學(xué)輸出，從而負(fù)面地影響話音輸入的解釋并降級用戶體驗(yàn)。

因此，揭示了涉及實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體設(shè)備冷卻系統(tǒng)的各實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)利用對區(qū)域電壓的知曉和溫度可靠性風(fēng)險(xiǎn)考慮。這可提供在冷卻設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作上的節(jié)約，因?yàn)樯嵝枨笙鄬τ诨谧顗那闆r估計(jì)確定的那些散熱需求來說可被降低。散熱需求的降低可顯著地對于薄的形狀因子計(jì)算設(shè)備(例如，平板、智能電話等)有益，因?yàn)槔鋮s設(shè)備的大小可被減小，從而允許包圍計(jì)算設(shè)備的各組件的外殼的大小對應(yīng)地減小。

圖1示意性地示出根據(jù)本公開的實(shí)現(xiàn)的示例性SOC 100。SOC 100通?？杀徽J(rèn)為是包括用硅實(shí)現(xiàn)以在單個(gè)封裝中提供典型計(jì)算設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)功能的多個(gè)集成電路(IC)的半導(dǎo)體設(shè)備。在所描繪的示例中，SOC 100包括多個(gè)功能塊，每個(gè)功能塊提供唯一的功能——具體地，SOC包括存儲器塊102、CPU塊104、GPU塊106、I/O塊108以及存儲器控制器塊110。然而，將理解，這些功能塊的數(shù)量、類型和安排作為非限制性示例被提供，并且SOC 100可包括未示出的其它組件，諸如橋結(jié)構(gòu)。

SOC 100在操作時(shí)產(chǎn)生熱。為確保想要的SOC操作，并且可靠性風(fēng)險(xiǎn)不超過預(yù)定水平，SOC產(chǎn)生的熱可通過合適的冷卻系統(tǒng)來被驅(qū)散。圖2示出了被配置成用于驅(qū)散由SOC 100產(chǎn)生的熱的示例性冷卻系統(tǒng)200。在此示例中，冷卻系統(tǒng)200包括被示為置于接近SOC 100并在SOC 100上方的散熱器202的被動冷卻機(jī)制。散熱器202可包括導(dǎo)熱材料(例如，銅、鋁、金屬合金等)并可包括配置成用于增加可通過其驅(qū)散熱的表面積的多個(gè)元件(例如，散熱片203)。盡管未示出，熱界面材料可將SOC 100的頂面熱結(jié)合到散熱器202的底面以最大化它們之間的熱傳遞。冷卻系統(tǒng)200還包括示為置于散熱器202上方并可操作從SOC 100吸走熱的風(fēng)扇204的活動冷卻機(jī)制。在某些實(shí)現(xiàn)中，冷卻系統(tǒng)200可包括散熱器202而無風(fēng)扇204，在這種情況中SOC 100可被稱為“被動”冷卻。對于包括風(fēng)扇204的各實(shí)現(xiàn)，SOC 100可被稱為“活動”冷卻。然而，也構(gòu)想了其它冷卻機(jī)制，包括但不限于活動液體冷卻機(jī)制。

通過利用對SOC操作的洞察，SOC 100產(chǎn)生的熱通過冷卻系統(tǒng)200被驅(qū)散的水平和/或速率可被降低，而不會超過可接受的可靠性風(fēng)險(xiǎn)。代表典型SOC操作的溫度和電壓可被考慮，而不是基于SOC操作的最壞情況設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)(例如，設(shè)計(jì)足以在SOC的各功能塊處在最高溫度且正接受最大供電電壓時(shí)驅(qū)散熱的冷卻系統(tǒng))。在某些辦法中，使用模型可被用來通過基于在執(zhí)行現(xiàn)實(shí)世界代碼時(shí)SOC活躍度來模擬熱輸出以預(yù)測跨SOC 100的計(jì)劃溫度分布。計(jì)劃溫度分布可與期望被供給功能塊的計(jì)劃供電電壓進(jìn)行組合，以在冷卻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)之前向冷卻系統(tǒng)200的設(shè)計(jì)提供信息。在某些辦法中，計(jì)劃溫度分布和供電電壓可在SOC操作期間被更新以驅(qū)動SOC和/或冷卻系統(tǒng)操作的動態(tài)改變。

圖1還示出了SOC 100可如何被概念性地分割成多個(gè)區(qū)域(例如區(qū)域112)，以更好地向冷卻系統(tǒng)200的設(shè)計(jì)和/或操作提供信息。在此辦法中，SOC 100的面積及其功能塊可在空間上分成各區(qū)域，使得每個(gè)區(qū)域可具有相關(guān)聯(lián)的溫度和電壓(和/或其它操作參數(shù))。以此方式，給定功能塊的溫度和電壓中的空間變化可被說明，而不是假設(shè)功能塊的單個(gè)溫度和電壓。如以下進(jìn)一步詳細(xì)描述的，這個(gè)分割可在迭代基礎(chǔ)上執(zhí)行以獲得對SOC操作的增加粒度的洞察。將理解SOC 100可被分割成任何合適的區(qū)域數(shù)量和幾何形狀。

冷卻系統(tǒng)200的設(shè)計(jì)和/或操作還可利用溫度和電壓對SOC故障率的非對稱貢獻(xiàn)的洞察。圖3A和B描繪了分別示出作為溫度和電壓的函數(shù)的設(shè)備故障率示例數(shù)據(jù)集302和304。具體而言，數(shù)據(jù)集302和304代表SOC 100的故障率。連續(xù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)對({A，B}，{C，D}，{E，F(xiàn)}，{G，H})在相同電壓但不同溫度處收集。盡管在圖3A中示出故障率和溫度之間的正相關(guān)，但是在圖3B中示出了故障率和電壓之間的大得多的正相關(guān)。具體而言，數(shù)據(jù)點(diǎn)G和H通過非常大的差數(shù)展示了高故障率；盡管與相對低的溫度相關(guān)聯(lián)，它們與任何數(shù)據(jù)點(diǎn)的最高電壓相關(guān)聯(lián)。因此，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)和/或操作可考慮電壓比溫度對故障率的更高貢獻(xiàn)。如以下進(jìn)一步描述的，在計(jì)算故障率時(shí)電壓可比溫度被更高地加權(quán)，允許SOC 100的某些功能塊和/或區(qū)域的溫度升高，而不需要散熱的對應(yīng)增加來滿足可接受故障率。

圖4A、4B和4C示出例示出根據(jù)本公開的用于實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)的方法400的流程圖。例如，方法400可被用來實(shí)現(xiàn)SOC 100的冷卻系統(tǒng)200。此外，方法400的各方面，特別是那些與動態(tài)活動冷卻策略相關(guān)聯(lián)的，可作為機(jī)器可讀指令被存儲在合適的存儲子系統(tǒng)中并由合適的邏輯子系統(tǒng)執(zhí)行。圖7示出了合適的存儲和邏輯子系統(tǒng)的示例。

在方法400的402，基于集成電路(IC)的多個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)區(qū)域的計(jì)劃溫度和計(jì)劃供電電壓來確定那個(gè)區(qū)域的故障率。在某些示例中，例如，IC可以是功能塊的集合或諸如SOC 100(圖1)之類的SOC。確定多個(gè)區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域的故障率可首先包括，例如基于給定使用模型消耗的功率來確定跨IC的溫度分布。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5，解說確定跨IC的溫度分布的方法500的流程圖被示出。例如，方法500可被用來確定跨SOC 100(圖1)的溫度分布。方法500包括，在502，說明IC的幾何形狀(例如，IC的尺寸、功能塊的大小和分布等)，以及在504，IC的材料屬性(例如，晶體管類型和材料組分)。在506，使用模型可被利用，如上所述，其可提供功能塊在操作期間的活躍度的表征。在508，IC的計(jì)劃功耗可基于在506利用的使用模型來確定，并且在510，跨IC的溫度分布可基于在508確定的計(jì)劃功耗來確定。例如，溫度分布的確定可包括對已知的計(jì)算流體動力學(xué)技術(shù)的利用。溫度分布可包括與IC的每個(gè)區(qū)域相關(guān)聯(lián)的計(jì)劃溫度。

使用計(jì)劃電壓和所確定的溫度分布，IC的每個(gè)區(qū)域的故障率可被確定。圖6示意性地示出對SOC 100(圖1)的每個(gè)功能塊的故障率的確定，其中計(jì)劃溫度和計(jì)劃供電電壓與每個(gè)功能塊相關(guān)聯(lián)?；诿總€(gè)塊的計(jì)劃溫度和計(jì)劃電壓，同時(shí)考慮以上參考圖3討論的電壓和溫度對故障率的不對稱貢獻(xiàn)，來確定那個(gè)功能塊的故障率。具體而言，這個(gè)不對稱性可通過比較CPU功能塊104和GPU功能塊106的故障率的計(jì)算來看出。盡管與CPU功能塊104相關(guān)聯(lián)的計(jì)劃溫度被認(rèn)為中等，但其計(jì)劃供電電壓被認(rèn)為高。在這些條件下，所確定的CPU功能塊104的故障率高。相反地，盡管GPU功能塊106的計(jì)劃溫度高，但其計(jì)劃供電電壓為中等，從而導(dǎo)致故障率處在中等水平。其它功能塊的故障率的確定也反映這個(gè)不對稱性。此外，盡管以功能塊的術(shù)語來進(jìn)行描述，將理解SOC 100被分割成的多個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)區(qū)域的故障率可被確定。例如，可靠性可針對CPU功能塊104的子區(qū)域來被評估。

在確定每一個(gè)功能塊的故障率之后，IC的總體故障率可基于各單獨(dú)功能塊故障率來確定。總體故障率的確定可包括對各單獨(dú)故障率中的一者或多者的加權(quán)，使得某些功能塊(或區(qū)域)相比其它而言對總體故障率貢獻(xiàn)更多。在某些實(shí)現(xiàn)中，故障率總計(jì)(SOFR)方法可被用來評估IC的總體故障率。

回到圖4A，在方法400的404，基于各區(qū)域的故障率來確定冷卻系統(tǒng)的散熱因子，使得在IC的操作期間不超過IC的總體故障率。特別地，對于每個(gè)區(qū)域，散熱因子的實(shí)現(xiàn)(例如，以散熱因子操作冷卻系統(tǒng))將其計(jì)劃溫度降低到經(jīng)降低的溫度，使得在IC操作期間不超過總體故障率。

散熱因子可以是任意的無單位數(shù)、熱傳遞系數(shù)、和/或表征冷卻系統(tǒng)的散熱性能的其它指定。給定熱設(shè)計(jì)的散熱因子是冷卻系統(tǒng)的各種方面的函數(shù)，例如散熱器大??；散熱器散熱片的數(shù)量和大小或影響表面積的其它特征；散熱器材料；IC和散熱器之間的熱界面的材料和設(shè)計(jì)；冷卻風(fēng)扇的大?。坏鹊?。散熱因子還可在操作期間例如通過改變風(fēng)扇速度或以其他方式改變冷卻風(fēng)扇的操作來動態(tài)改變。被動和活動冷卻機(jī)制兩者都可影響散熱因子。

接著，在方法400的406，IC的至少一個(gè)區(qū)域被迭代地分割成越來越小的子區(qū)域以標(biāo)識溫度約束可被放松的子區(qū)域。這是IC上電壓和溫度條件的增加粒度的分析，并且其利用增加的電壓通常相比溫度升高而言對可靠性有更大影響的洞察。在406的迭代分割包括考慮供電電壓并確定在子區(qū)域中的溫度分布?？傮w故障率和散熱因子在404基于溫度必須被降低到特定水平的假設(shè)而被斷言。在406的粒度分割允許其中溫度可被允許浮動更高而不危害所需總體故障率的一個(gè)或多個(gè)子區(qū)域的標(biāo)識。以此方式的迭代分割允許更多SOC操作的粒度評估，從而允許冷卻系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際操作條件而不是最壞情況假設(shè)來被定制。

在方法400的408，區(qū)域的經(jīng)降低的溫度和計(jì)劃供電電壓被分析以標(biāo)識所選區(qū)域，對該所選區(qū)域，可準(zhǔn)許溫度升高而不超過總體故障率。由于在406至少一個(gè)區(qū)域被迭代地分割，分析可在至少一個(gè)區(qū)域上執(zhí)行。此外，由于分析可在全部區(qū)域(和子區(qū)域)上被執(zhí)行，因此將可能標(biāo)識一個(gè)以上的其中可準(zhǔn)許溫度升高的所選區(qū)域。這樣的所選區(qū)域的標(biāo)識利用以上參考圖6描述的溫度-電壓不對稱性。

接著，在方法400的410，經(jīng)降低的散熱因子可被任選地確定并與最壞情況散熱因子進(jìn)行比較?？苫谠?06和/或408標(biāo)識的所選區(qū)域來確定經(jīng)降低的散熱因子——具體地，所標(biāo)識的所選區(qū)域的數(shù)量和它們的可被準(zhǔn)許的相應(yīng)溫度升高的幅度。最壞情況散熱因子可以是冷卻系統(tǒng)可用來實(shí)現(xiàn)使得IC的可接受故障率在最壞情況操作期間(即，針對其中IC的功能塊或區(qū)域假設(shè)它們相應(yīng)最大溫度和最大供電電壓的操作條件)不被超過的散熱因子。經(jīng)降低的散熱因子與最壞散熱因子的比較可包括計(jì)算前者對后者的比率，從而獲得經(jīng)降低的散熱因子提供的增益量化。

轉(zhuǎn)到圖4B，在方法400的412，通過配置冷卻系統(tǒng)以允許溫度在406和/或408所標(biāo)識的所選區(qū)域中升高以用經(jīng)降低的散熱因子實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)。由于一個(gè)以上的區(qū)域可能已經(jīng)被標(biāo)識，因此冷卻系統(tǒng)可被配置來允許一個(gè)以上的溫度升高。

在412用經(jīng)降低的散熱因子實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)可包括各種設(shè)計(jì)時(shí)和/或運(yùn)行時(shí)動作，某些動作可依賴于冷卻系統(tǒng)是否包括活動冷卻系統(tǒng)。例如，實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)可包括，在414，降低活動冷卻機(jī)制的大小。例如，風(fēng)扇大小可被降低。實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)可包括，在416，降低活動冷卻機(jī)制的操作頻率。例如，可通過降低功率被供給活動冷卻機(jī)制的頻率來降低操作頻率。實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)可包括，在418，降低被動冷卻機(jī)制的大小。在此，例如，散熱器(例如，圖1的散熱器202)的一個(gè)或多個(gè)尺寸可被降低。實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)可包括，在420，降低被動冷卻機(jī)制的表面積。這可包括減少被動冷卻機(jī)制中的散熱片(例如，圖2的散熱片203)的數(shù)量。實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)可包括，在422，基于經(jīng)降低的散熱因子選擇熱界面材料。例如，熱界面材料可將被配置來將SOC 100的頂面熱結(jié)合到散熱器202的底面?；诮?jīng)降低的散熱因子對熱界面材料的選擇可允許選擇更少花費(fèi)或更合適的熱界面材料。最后，實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)可包括，在424，基于具有多個(gè)區(qū)域的故障率中的最大故障率的區(qū)域來將冷卻系統(tǒng)或其部分置于一個(gè)位置。在此，具有最大故障率的區(qū)域可被專門定標(biāo)以在IC操作期間獲得所需的可靠性。

轉(zhuǎn)到圖4C，在方法400的426，IC的冷卻系統(tǒng)和/或區(qū)域的操作參數(shù)可響應(yīng)于可靠性條件(例如，超過閾值的故障風(fēng)險(xiǎn))來被動態(tài)調(diào)整。操作參數(shù)的動態(tài)調(diào)整可包括，在428，如果區(qū)域的活動具有等于超過活動閾值的最大供電電壓的計(jì)劃供電電壓，則(例如，通過增加的風(fēng)扇活動)動態(tài)增加經(jīng)降低的散熱因子。在此，由于這個(gè)區(qū)域已經(jīng)被標(biāo)識為與IC上的多個(gè)區(qū)域的最大可靠性風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)——即，基于其最大供電電壓對其故障率的不對稱貢獻(xiàn)將故障風(fēng)險(xiǎn)納入考慮，因此這個(gè)區(qū)域是冷卻的目標(biāo)。該可靠性風(fēng)險(xiǎn)可以以各種合適方式來計(jì)算，且在某些示例中可基于故障率、活動水平、活動水平歷史等的一個(gè)或多個(gè)。此外，區(qū)域的活動可以各種合適的方式定義；在某些示例中，活動可以是區(qū)域(或相關(guān)聯(lián)的功能塊)執(zhí)行的每個(gè)周期的指令的量度。

操作參數(shù)的動態(tài)調(diào)整可包括，在430，如果CPU功能塊(例如，圖1的CPU功能塊104)的可靠性風(fēng)險(xiǎn)超過閾值，則降低供給CPU功能塊的電壓。在此，CPU功能塊中的性能可被犧牲以將可靠性風(fēng)險(xiǎn)維持在可接受的水平。操作參數(shù)的動態(tài)調(diào)整可包括，在432，響應(yīng)于檢測到區(qū)域的可靠性風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)超過了閾值，增加活動冷卻機(jī)制(例如，風(fēng)扇204)的風(fēng)扇速度。在此，散熱可被增加以將可靠性風(fēng)險(xiǎn)維持在可接受的水平。操作參數(shù)的動態(tài)調(diào)整還可包括，在434，響應(yīng)于檢測到區(qū)域的可靠性風(fēng)險(xiǎn)超過了閾值，增加活動冷卻機(jī)制的操作頻率。在某些情形中，操作活動冷卻機(jī)制可包括以一頻率交替向活動冷卻機(jī)制供電和斷電。這一頻率可響應(yīng)于檢測到區(qū)域的可靠性風(fēng)險(xiǎn)超過閾值而被動態(tài)增加。

操作參數(shù)的動態(tài)調(diào)整可包括，在436，降低CPU功能塊的時(shí)鐘頻率，使得活動冷卻機(jī)制產(chǎn)生的聲學(xué)輸出不超過閾值。在此，CPU功能塊活動通過時(shí)鐘頻率降低而降低，從而允許冷卻機(jī)制驅(qū)散較少熱量，并相應(yīng)地降低其聲學(xué)輸出，這可能對于話音輸入被接收的上下文來說尤為重要。操作參數(shù)的動態(tài)調(diào)整可包括，在438，響應(yīng)于檢測到區(qū)域的可靠性風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)超過了閾值，為IC安排替換或加速替代安排。在此，增加的可靠性風(fēng)險(xiǎn)被準(zhǔn)許，因?yàn)樾阅芙档筒荒鼙蝗淌堋０才盘鎿Q可包括生成指示被安排的替換的輸出。操作參數(shù)的動態(tài)調(diào)整可包括，在440，響應(yīng)于檢測到可靠性風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)超過了閾值，生成指示區(qū)域的可靠性風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)超過了閾值的輸出。在某些示例中，輸出可通過合適的輸出設(shè)備被傳達(dá)到用戶。

操作參數(shù)的動態(tài)條件還可包括，在442，基于通過合適的輸入設(shè)備接收到的用戶輸入來動態(tài)調(diào)整冷卻設(shè)備和/或區(qū)域(或功能塊)的操作參數(shù)?？杀粍討B(tài)調(diào)整的任何操作參數(shù)可基于用戶輸入來控制，包括但不限于活動冷卻機(jī)制速度、操作頻率、功能塊時(shí)鐘頻率、替換安排等。操作參數(shù)的動態(tài)調(diào)整可包括，在444，響應(yīng)于檢測到區(qū)域的可靠性風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)超過了閾值，將存儲在通信地耦合到IC的存儲系統(tǒng)中存儲的數(shù)據(jù)復(fù)制到冗余存儲系統(tǒng)中。在此，在發(fā)生偏離想要的IC操作時(shí)可被不利地影響的數(shù)據(jù)可被復(fù)制到冗余存儲系統(tǒng)，以確保數(shù)據(jù)的持續(xù)完整性和對數(shù)據(jù)的訪問。操作參數(shù)的動態(tài)調(diào)整可包括，在446，響應(yīng)于檢測到區(qū)域的可靠性風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)超過了閾值，增加檢查IC的一個(gè)或多個(gè)功能塊的頻率。在某些示例中，如果功能塊的可靠性風(fēng)險(xiǎn)超過閾值，就可為功能塊增加檢查點(diǎn)頻率。在此，對于其中IC包括檢查點(diǎn)組件的實(shí)現(xiàn)，在偏離想要的功能塊操作的情況下，增加的檢查點(diǎn)頻率可能能夠允許一個(gè)或多個(gè)功能塊的狀態(tài)退回。最后，操作參數(shù)的動態(tài)調(diào)整可包括，在448，準(zhǔn)許一區(qū)域中更高的可靠性風(fēng)險(xiǎn)但停用IC的其它區(qū)域。其它區(qū)域的停用可包括，例如，降低供給這些區(qū)域的電壓。在此，IC的總體故障率的維持可通過準(zhǔn)許在一個(gè)區(qū)域中的較高可靠性風(fēng)險(xiǎn)但是降低在其它區(qū)域中的可靠性風(fēng)險(xiǎn)來嘗試。

因此，如所示和所描述的，在冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和/或操作期間，方法400可被采用以在實(shí)現(xiàn)配置成用于驅(qū)散IC產(chǎn)生的熱時(shí)得到節(jié)約。該節(jié)約可包括歸因于降低的風(fēng)扇速度、風(fēng)扇大小和/或操作頻率的在功耗方面的下降。替換地或附加地，節(jié)約可表現(xiàn)為歸因于散熱器大小、散熱器表面積的大小的降低，和/或熱界面材料的更便宜或更有目的性的選擇而在材料成本上的降低。這允許冷卻系統(tǒng)針對典型用戶采用的大部分使用情況(例如，多達(dá)最大可能IC活動的80％)被定制，同時(shí)保持將冷卻系統(tǒng)和/或IC動態(tài)適配于其中IC活動最大化(例如80％以上活動)的高性能角情況。如此，冷卻系統(tǒng)不需要針對最壞操作條件被“過設(shè)計(jì)”。在此描述的方法可特別適用于前沿硅處理器和SOC設(shè)計(jì)，諸如<45nm的硅實(shí)現(xiàn)以及采用高K/金屬門、III-V半導(dǎo)體、FinFET、TFET等的高級材料/設(shè)備系統(tǒng)。此外，計(jì)算設(shè)備的薄形狀因子可尤其從在此描述的方法獲益，因?yàn)樽鳛樗鼈兊睦鋮s設(shè)備的大小的減小的結(jié)果，它們的外殼大小可被減小。方法400通過識別電壓和溫度對故障率的不對稱貢獻(xiàn)，并通過獲得IC的操作條件的多個(gè)粒度的知識來實(shí)現(xiàn)這些益處。盡管參考SOC來示出和描述，將理解在此描述的方法可應(yīng)用于除SOC以外的設(shè)備，包括在兩個(gè)或更多個(gè)分開的封裝上實(shí)現(xiàn)功能塊那些。

圖7示意性地示出可以執(zhí)行上述方法和過程中的一個(gè)或多個(gè)的計(jì)算系統(tǒng)700的非限制性實(shí)例。以簡化形式示出了計(jì)算系統(tǒng)700。計(jì)算系統(tǒng)700可采取以下形式：一個(gè)或多個(gè)個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、家庭娛樂計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備、游戲設(shè)備、移動計(jì)算設(shè)備、移動通信設(shè)備(例如，智能電話)和/或其它計(jì)算設(shè)備。

計(jì)算系統(tǒng)700包括邏輯子系統(tǒng)702和存儲子系統(tǒng)704。計(jì)算系統(tǒng)700可任選地包括輸入/輸出子系統(tǒng)706，和/或圖7未示出的其他組件。

邏輯子系統(tǒng)702包括被配置來執(zhí)行指令的一個(gè)或多個(gè)物理設(shè)備。例如，邏輯子系統(tǒng)702可以被配置為執(zhí)行作為一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用、服務(wù)、程序、例程、庫、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或其它邏輯構(gòu)造的一部分的指令。這種指令可被實(shí)現(xiàn)以執(zhí)行任務(wù)、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)類型、轉(zhuǎn)換一個(gè)或多個(gè)部件的狀態(tài)、實(shí)現(xiàn)技術(shù)效果、或以其它方式得到期望結(jié)果。

邏輯子系統(tǒng)702可包括被配置成執(zhí)行軟件指令的一個(gè)或多個(gè)處理器?？蓤?zhí)行指令的一個(gè)示例是執(zhí)行上述動態(tài)管理策略的指令。附加地或可替代地，邏輯子系統(tǒng)可以包括被配置為執(zhí)行硬件或固件指令的一個(gè)或多個(gè)硬件或固件邏輯機(jī)器。邏輯子系統(tǒng)的處理器可以是單核的或多核的，其上執(zhí)行的指令可以被配置用于串行、并行和/或分布式處理。邏輯子系統(tǒng)的個(gè)體組件可任選地分布在兩個(gè)或更多個(gè)分開的設(shè)備之間，所述設(shè)備可以位于遠(yuǎn)程以及/或者被配置用于協(xié)同處理。邏輯子系統(tǒng)的各方面可由以云計(jì)算配置進(jìn)行配置的可遠(yuǎn)程訪問的聯(lián)網(wǎng)計(jì)算設(shè)備來虛擬化和執(zhí)行。

存儲子系統(tǒng)704包括被配置成保持可由邏輯機(jī)執(zhí)行的指令以實(shí)現(xiàn)此處描述的方法和過程的一個(gè)或多個(gè)物理設(shè)備。在實(shí)現(xiàn)此類方法和過程時(shí)，存儲子系統(tǒng)704的狀態(tài)可以被變換——例如，以保持不同的數(shù)據(jù)。

存儲子系統(tǒng)704可以包括可移動和/或內(nèi)置設(shè)備。存儲子系統(tǒng)704可以包括光學(xué)存儲器(例如，CD、DVD、HD-DVD、藍(lán)光碟等)、半導(dǎo)體存儲器(例如，RAM、EPROM、EEPROM等)和/或磁性存儲器(例如，硬盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、磁帶驅(qū)動器、MRAM等)、等等。存儲子系統(tǒng)704可包括易失性、非易失性、動態(tài)、靜態(tài)、讀/寫、只讀、隨機(jī)存取、順序存取、位置可尋址、文件可尋址和/或內(nèi)容可尋址設(shè)備。

可以理解，存儲子系統(tǒng)704包括一個(gè)或多個(gè)物理設(shè)備。然而，本文描述的指令的各方面可另選地通過不由物理設(shè)備在有限時(shí)長內(nèi)持有的通信介質(zhì)(例如，電磁信號、光信號等)來傳播。

邏輯子系統(tǒng)702和存儲子系統(tǒng)704的各方面可以被一起集成到一個(gè)或多個(gè)硬件邏輯組件中。這些硬件邏輯組件可包括例如現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、程序和應(yīng)用專用的集成電路(PASIC/ASIC)、程序和應(yīng)用專用的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(PSSP/ASSP)、片上系統(tǒng)(SOC)以及復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)。

術(shù)語“模塊”、“程序”和“引擎”可用于描述被實(shí)現(xiàn)為執(zhí)行一個(gè)特定功能的計(jì)算系統(tǒng)700的一方面。在某些情況下，可以通過執(zhí)行由存儲子系統(tǒng)704所保持的指令的邏輯子系統(tǒng)702來實(shí)例化模塊、程序或引擎。應(yīng)當(dāng)理解，可以從同一應(yīng)用、服務(wù)、代碼塊、對象、庫、例程、API、函數(shù)等來實(shí)例化不同的模塊、程序和/或引擎。類似地，相同的模塊、程序和/或引擎可由不同的應(yīng)用、服務(wù)、代碼塊、對象、例程、API、功能等來實(shí)例化。術(shù)語“模塊”、“程序”和“引擎”意在涵蓋單個(gè)或成組的可執(zhí)行文件、數(shù)據(jù)文件、庫、驅(qū)動程序、腳本、數(shù)據(jù)庫記錄等。

應(yīng)該理解，在此使用的“服務(wù)”是跨多個(gè)用戶會話可執(zhí)行的應(yīng)用程序。服務(wù)可用于一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)組件、程序和/或其它服務(wù)。在某些實(shí)現(xiàn)中，服務(wù)可以在一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器計(jì)算設(shè)備上運(yùn)行。

在被包括時(shí)，輸入/輸出設(shè)備子系統(tǒng)706可以包括諸如鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏或游戲控制器之類的一個(gè)或多個(gè)用戶輸入設(shè)備或者與其接口。在一些實(shí)現(xiàn)中，輸入子系統(tǒng)可以包括所選擇的自然用戶輸入(NUI)部件或與其對接。這種元件部分可以是集成的或外圍的，輸入動作的轉(zhuǎn)導(dǎo)和/或處理可以在板上或板外被處理。NUI部件的示例可包括用于語言和/或語音識別的話筒；用于機(jī)器視覺和/或姿勢識別的紅外、色彩、立體顯示和/或深度相機(jī)；用于運(yùn)動檢測和/或意圖識別的頭部跟蹤器、眼睛跟蹤器、加速計(jì)和/或陀螺儀；以及用于評估腦部活動的電場感測部件。

將會理解，此處描述的配置和/或方法本質(zhì)是示例性的，這些具體實(shí)現(xiàn)或示例不應(yīng)被視為限制性的，因?yàn)樵S多變體是可能的。此處描述的具體例程或方法可以表示任何數(shù)量的處理策略中的一個(gè)或多個(gè)。如此，所示和/或所述的各種動作可以以所示和/或所述順序、以其它順序、并行地執(zhí)行，或者被省略。同樣，上述過程的次序可以改變。

本公開的主題包括各種過程、系統(tǒng)和配置以及此處公開的其它特征、功能、動作和/或?qū)傩?、以及它們的任一和全部等價(jià)物的所有新穎且非顯而易見的組合和子組合。