[发明专利]用于功率使用的实时预测的方法和系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及处理系统中的功率/性能测量和管理，并且更具体地，涉 及用于预测改变到另一标定(nominal)性能状态的子系统或处理器功率需要 的预测方案。

背景技术

由于热管理和功率成本以及功率可用性，在大规模和小规模系统中的功 率管理都已经变为必须。具体地，很大规模的系统可能没有安装或制备有足 够的功率可用性或热处理能力，以按其最大性能级别连续运行系统中的所有 处理器。典型地，也不期待这样的使用。假设足够的制冷可用于维持系统热 度处于平衡级别，如果以部全能力操作每个服务器，则服务器整体或者甚至 是特定的服务器机架可能超过可用功率。服务器系统从其获取功率的电路可 能是有限的，而且，传递到整个设备的功率可能是有限的。

因此，经常在这种系统中使用功率上限(power capping)，并通过确定各 个功率预算达到系统热限制或可用功率限制的算法来控制下至处理器级别的 子系统的各个功率预算。然而，这种系统可用的信息典型地仅包括对于各种 处理子系统的当前功率使用、和对于规定工作量的性能级别对功率使用的估 计的映射(map)。由于在服务器系统和其他可变工作量系统中工作量和诸如温 度的环境典型地动态改变，因此系统或子系统内的功率预算的影响的典型模 型一般可以仅在长时间平均感测中是精确的，并且只有那时模型精确反映当 前工作量。

对于处理系统中以高更新率操作的实时功率/性能控制，由于没有以足够 的速率来通知判断结果，因此不考虑实时工作量和环境改变的功率预算的影 响在效率方面有损失。例如，如果功率预算稍有增加，则特定子系统可能对 给定的工作量提供更高的性能，但是用于该子系统的功率级别上限(cap)不允 许标定性能状态改变，并且改变将很微小并不是显然的。相反，子系统可以 具有未有效使用功率的工作量，并且对于标定性能状态中的很小改变可能大 大改变其功率使用。尽管诸如动态电压频率缩放(dynamic voltagefrequency scaling，DVFS)和时钟调制的技术可以迅速响应于功率预算改变，例如“上 限的”峰值功率的改变，但是没有每个子系统的性能与子系统的功率使用如 何相关的信息，功率管理算法缺乏关于功率上限的变化将如何影响系统效率 的信息。由于功率预算(budget)的变化导致诸如DFVS和时钟调制的控制改变 子系统的标定操作点以达到新的功率预算，因此应该明确通知性能对功率预 算的调整的依赖性，以便在分配全部系统功率预算中最优化系统效率。

然而，历史工作量数据典型地不足够用于进行功率预算的这种实时精细 调整(fine-tune)，并且尽管对各个子系统的输入控制是性能状态操作点，但是 限制因素一般是功率上限。因此，典型地仅通过功率预算的设置间接控制标 定操作点。如果关于功率预算与各个子系统的效率如何相关的精确的实时信 息可用，则设置对这种系统中的子系统的功率预算控制的系统操作者可以注 意将关于性能状态操作点可以提高系统效率的改变。自动功率预算算法提供 了从输入得到的功率上限(或固定值)，该功率上限是处于功率可以在子系统 中再分配的系统划分级别的整体功率。

因此，将期望提供一种的方法或系统，用于精确预测对于标定处理器的 变化或子系统性能状态变化的功率使用变化，该方法或系统以足够用于通知 高更新率功率预算控制处理的速率来操作，以提高用于全部系统的功率使用 效率。还将期望向系统操作者提供显示数据，使能够对于引起各个子系统中 的具体性能状态变化所需的功率级别变化进行突出浏览。

发明内容

在用于预测对于具体子系统标定性能状态的功率使用的方法和系统中， 实现了精确预测对于改变到具体性能状态的功率使用、并通知系统操作者对 于各个子系统标定性能状态的变化的潜在功率使用变化的目标。