[发明专利]非对称多处理器上的自适应线程调度设备及方法

说明书

技术领域

本发明大体来说涉及用于基于泄漏电流及动态功率而调适非对称多处理器系统中的线程调度以在低功率耗损下实现所需性能的技术。

背景技术

例如手机、膝上型计算机、个人数据助理(PDA)及其类似者的许多便携型产品利用执行例如通信及多媒体程序的程序的处理系统。用于所述产品的处理系统可包括多个处理器、用于存储指令及数据的存储器、控制器、例如通信接口的外围装置及配置于(例如)单芯片上的固定功能逻辑块。同时，便携型产品具有电池形式的有限能源，常常需要所述电池来支持来自处理系统的高性能操作。为增加电池寿命，在可能的情况下需要在减少的功率电平下执行这些操作。许多个人计算机还经开发以支持在低功率汲取(power drain)下的高性能操作以减少总能量消耗。

在处理系统内部，多个处理器可配置为若干不同的组织，例如，允许多个处理器之间的选择性负载平衡的非对称多处理组织，其可为不同的且针对特定系统功能或过程(例如，视频、图形或通信处理)而经优化。可将处理功能分成经调度以供在选定处理器上执行的若干个线程或任务。线程被认为是最小可个别调度过程或指令序列，其可与另一线程并行运行。在本发明的上下文中，可能可互换地使用线程与任务。任务或线程可为通常由操作系统(OS)调度器指派给处理器(例如)以满足与系统功能相关联的性能要求的子功能(sub-function)。由于与执行任务相关联的功率为频率、切换电容及供应电压的平方的函数，所以减少功率使用通常要求减少这些变量中的至少一者。为了更充分优化功率使用，许多处理系统具有对功率使用的一个或一个以上电路域中的频率及操作电压的控制。归因于在便携型装置上操作的例如视频、图形及通信的各种功能的高需求本质，可能需要多个处理器在千兆赫频率下操作以便满足产品的要求。由于对处理系统的功能需求不同，所以通常根据现有系统要求来调适操作频率。以类似方式，降低电压不仅影响功率，而且影响受影响的逻辑及存储器装置的操作频率，此继而又影响控制频率的方式。

由于电路密度随着每一新技术产生而增加，所以在闲置或待用状况期间的功率损耗也已增加。电路泄漏电流还倾向于随着增加的电路密度而增加，从而越来越变成大量功率损耗源。为实现允许更高时钟频率的增加的密度及更短电路装置延迟，通常使内部电路装置的阈值电压减小。减小阈值电压通常增加泄漏电流，其也受处理变化及温度影响。高密度芯片的能量使用的显著部分可归因于泄漏电流。

在操作系统调度器层级下，多处理系统中的任务指派为困难的问题，甚至在使芯片通过一致处理特性(P)而制造且在恒定及标称操作电压(V)及标称温度(T)内操作的标称操作环境(通常称作标称PVT环境)内也是如此。指派任务的问题归因于便携型装置的本质而变得甚至更困难，因为便携型装置可能使用通过不同工艺制造的多个芯片，且还可能经历在芯片内及芯片之间的处理特性的广泛变化、不同操作电压的使用，其可为可控的且经受周围温度的广泛变化。PVT的变化对芯片的功率利用(包括动态泄漏功率及静态泄漏功率)通常具有极大影响。

发明内容

本发明的一实施例提出一种用于在多个核心上进行自适应线程调度以减少系统能量的方法。线程调度器接收与所述多个核心相关联的泄漏电流信息。使用所述泄漏电流信息以在所述多个核心中的一者上调度线程以减少系统能量使用。

本发明的另一实施例提出一种用于在多个核心上进行自适应线程调度以减少系统能量的设备。与所述多个核心相关联的多个传感器提供泄漏电流信息。多个核心运行自适应线程调度器，每一核心具有一所指派的操作频率及源电压电平(取决于待指派给所述核心的任务)。所述自适应线程调度器使用所述泄漏电流信息以在所述多个核心中的一者上调度线程以减少系统能量使用。

本发明的另一实施例提出一种计算机可读存储媒体，其内容使非对称多处理器执行用于在多个处理器核心上进行自适应线程调度以减少系统能量的方法。线程调度器接收与所述多个核心相关联的泄漏电流信息。使用所述泄漏电流信息以在所述多个核心中的一者上调度线程以减少系统能量使用。

对于所属领域的技术人员来说，本发明的其它实施例将通过以下具体实施方式变得容易显而易见，其中作为说明展示并描述本发明的各种实施例。应认识到，本发明可用其它及不同的实施例体现且其若干细节能够具有在各种其它方面的修改，其全都不脱离本发明。因此，图式及具体实施方式应被看作本质上为说明性的而非限制性的。

附图说明

图1说明示范性无线通信系统；