[发明专利]专用集成电路的功率消耗的调节

说明书

技术领域

一般而言，本发明关于计算装置，且尤关于包含在计算装置中的专用集成电路。

背景技术

专用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit；ASIC)是一设计用来执行特定应用程序的集成电路。例如，图形处理单元(GPU)是一种类型的专用集成电路，其目的是执行图形处理任务。为了建立专用集成电路，在单晶衬底(例如硅衬底)上制作晶体管和其它电路元件的集合。

不幸的是，即使是用单一类型的晶体衬底来制造专用集成电路，跨产品线的专用集成电路通常可能有一大范围的漏电流(leakage current)，也就是，电流沿不受欢迎的路径流动。因为具有高漏电流的专用集成电路比具有低漏电流的专用集成电路将会消耗更多功率，基于专用集成电路(ASIC-based)的产品的大范围的漏电流可能会导致基于专用集成电路的产品内大范围的功率消耗。因为几个原因而跨基于专用集成电路的产品线大范围的功率消耗是有问题的。

首先，跨基于专用集成电路的产品线(例如，图形卡线)大范围的功率消耗可能会导致系统平台(例如，计算机平台)更高的功率预算，其包含基于专用集成电路的产品线。在正常操作条件期间，产品线可能被配置为运行在一目标功率(例如，70瓦)。然而，在极端操作条件下，少数产品线可能工作在更高功率(例如，200瓦)。该系统平台的开发人员必须计划产品线产品最坏的功率消耗(例如：200瓦)-即使最坏的功率消耗发生的概率只小于1％的次数。

此外，跨基于专用集成电路的产品线大范围的功率消耗，可能导致更昂贵的产品线。通常厂商制造基于专用集成电路的产品操作在标榜的引擎速度(例如，4千兆赫)。为了执行在相同的引擎速度，具有低漏电流的专用集成电路需要很高的供应电压和具有高漏电流的专用集成电路需要低供应电压。因为在单一制造业产率(yield)的专用集成电路通常具有大范围的漏电流，从单一制造业产率的专用集成电路将需要大范围的供应电压在标榜的引擎速度执行。大范围供应电压反过来在单一制造业产率的跨专用集成电路导致大范围功率消耗。如果跨专用集成电路的功率消耗不在理想的范围内，供应商可只选择消耗功率在需要的范围内的制造业产率的专用集成电路的百分比-这有效地降低了制造业产率的效率。为了收回降低制造业产率的效率的成本，供应商通常增加产品线中每个基于专用集成电路的产品的价格。

一处理跨基于专用集成电路的产品线大范围的功率消耗的潜在解决方案是在专用集成电路的漏电流的基础上指定特定应用用的专用集成电路。例如，低漏电流的专用集成电路可以指定用在移动式计算装置(其中高效的功率消耗是一个重要因素)，而具有高漏电流的专用集成电路可以被指定用于在桌面计算机使用(其中高效的功率消耗不是一个很重要的因素)。但这一类型的指定用途的解决方案仍有问题。

初步问题是，一些专用集成电路可能只能用于高效的功率消耗在环境中是极为重要的。例如，一些专用集成电路可能设计只工作在移动式计算装置。一指定用途的解决方案是不会对这样的专用集成电路有效。

此外，指定用途的解决方案没有解决具有高漏电流的专用集成电路的低效。随着日益认识到的全球气候变化，消费者现在越来越重视高效的功率消耗。这种重视在未来将可能只会增加。除了消费者渴望拥有有效的功率消耗，新能源标准可能很快要求在基于专用集成电路的产品的有效的功率消耗。

此外，虽然指定用途的解决方案可能对跨基于专用集成电路的产品线有效，指定用途的解决方案没有解决单一的基于专用集成电路的产品的问题。例如，指定用途的解决方案没有帮助降低用于冷却基于专用集成电路的产品的风机的不受欢迎的噪音。指定用途的解决方案也没有解决，例如，由于基于专用集成电路的产品可能受到的大范围的操作条件，可能会出现基于专用集成电路的产品的性能变化。

鉴于上述情况，需要调节专用集成电路的功率消耗的方法、系统和计算机程序产品。

发明内容

本发明是针对调节专用集成电路(如图形处理单元)的功率消耗。重要的是，本发明的方面降低功率预算的成本，并提高制造产率。此外，本发明的方面配置以提供改善噪音性能，并符合新的能源标准(例如，能源之星)。