[发明专利]高能效集成电路(IC)操作的按管芯电压设计

说明书

背景技术

本公开内容一般涉及到电子领域。更具体地，本发明的一些 实施例涉及可以提供高能效集成电路(IC)操作的按管芯电压设计(per die voltage programming)。

随着集成电路制造技术的提高，制造商已经能将额外的功能 集成到单块硅衬底上。然而，随着这些功能的增加，单个IC芯片上的元件 数也在增加。额外的元件增加了额外的信号开关，而这又会产生更多热量。 额外的热量可能会由于例如热膨胀而损坏IC芯片。此外，额外的热量可能 会限制包括该芯片的计算设备的使用场所和/或应用。例如，便携式计算设 备可能仅依赖于电池供电。因此，当把额外的功能集成于便携式计算设备 时，降低功耗就变得愈加重要，例如以便延长电池的供电时间。非便携式 计算系统也面临着冷却及发电问题，因为它们的IC元件消耗更多能量并且 产生更多热量。

附图说明

参考附图提供了详细说明。图中，参考标号最左边的数字标 识出其中首次出现该标号的那幅图。在不同的图中使用相同参考标号表示 相似或相同的项。

图1、5和6示出根据本发明的一些实施例的计算系统的方框 图。

图2示出根据一些实施例的热设计功耗(thermal design power， TDP)与频率的关系图。

图3示出根据一些实施例的处理器内核的方框图。

图4示出根据一些实施例的方法的流程图。

具体实施方式

在下面的说明中，阐述了许多具体细节以便提供对一些实施 例的透彻理解。然而，可以无需这些具体细节而实现本发明的一些实施例。 在其它情况下，为避免使本发明的具体实施例难以理解，公知的方法、步 骤、元件或电路将不作具体说明。此外，本发明的实施例的各方面可以通 过各种手段来执行，所述手段例如半导体集成电路(“硬件”)、组成一个或 多个程序的计算机可读指令(“软件”)或者硬件和软件的一些结合。为了便 于对本公开内容进行说明，提及“逻辑”时是指硬件、软件或它们的结合。

在这里讨论的一些实施例可以提供有效技术以降低提供给IC 元件的电压，例如以减少功耗或提供高能效。这种技术考虑到了基于预定 的频率边界(例如，划分成多个频段(frequency bin))来对出售或分发的IC元 件进行热最佳化产品分发。此外，这里讨论的一些实施例可以应用于各种 计算系统，如参照图1、5和6而讨论的计算系统。更具体地说，图1示出 根据一些实施例的计算系统100的方框图。系统100可以包含一个或多个 域102-1至102-M(这里统称为“域102”)。域102-1至102-M中的每个 域可以包含各种元件(例如，包含一个或多个晶体管或其它电路元件，如一 个或多个电阻器、电容器或电感器等)。为了清楚，仅针对域102-1与102-2 示出了样本元件。此外，每个域102可以对应于计算系统的一个或多个部 分(例如，参考图5和6讨论的元件)。在一些实施例中，每个域102可以 包括由一个时钟信号定时的各种电路系统(或逻辑)，该时钟信号与其它域 中使用的时钟信号可以相同也可以不同。在一些实施例中，一个或多个时 钟信号可以是中间同步的(mesosynchronous)，或者以其它方式相关(例如， 具有的关系为可以/可以不随时间重复自身)。

在一些实施例中，域之间可以通过一个或多个缓冲器104交 换数据。在一些实施例中，缓冲器104可以是先进先出(FIFO)缓冲器。每 个域可包括：一个或多个可编程电压源(voltage supply)(例如106-1和106-2， 这里更一般地称为“电压源106”)；一个或多个用来存储一个或多个电压 值的存储器件(例如分别针对域102-1与102-2而示出的器件108-1与 108-2)；和/或其它功耗或耗能电路系统(例如分别针对域102-1和102-2而 示出的逻辑110-1和110-2，在这里一般称为“逻辑110”)。电压源106 可以是任何类型的电压源，例如高频模式(HFM)电压源或者开关模式电源 (SMPS)。