[发明专利]通过将处理器架构事件算为PMU的因素来优化功率使用

说明书

本申请是优先权日为2006年12月29日、优先权号为11/618,477、中国国家申请号为200710307364.4、题为“通过将处理器架构事件算为PMU的因素来优化功率使用”的申请的分案申请。

背景技术

处理器功耗已经变为近些年来所面临的主要问题。当前的多核架构处理器设计趋势减轻了功耗方面的压力。然而，功耗仍然会随着所设计的核的数量线性增长。

近来技术的发展已经提供了进一步优化功耗的新机遇。然而，这些技术仍然具有诸多缺点。更具体地，当前新技术内，OS并不理解工作负荷如何在硬件内中有效地运行以及硬件内关联的功耗。第二，OS交互的反应很慢。第三，当前OS不控制每核性能功率状态。最后，turbo模式仅接受热和传感器反馈，它并不考虑各核更高的性能要求。

附图说明

本发明的各特征将从以下在附图中示出的对较佳实施例的描述中变得显而易见，在附图中相同的编号通常在各附图中都指代相同的部分。附图不必按比例绘出，而是重点示出本发明的各原理。

图1示出了根据本发明一个实施例对PCU的热传感器和架构事件连接的图示。

图2示出了根据本发明一个实施例的一种架构事件功率控制器的方法的流程图。

图3是根据本发明实施例的计算机系统的框图。

图4是根据本发明一个实施例的以点对点构造排列的计算系统的框图。

具体实施方式

在随后的描述中，将出于解释性而非限制性的目的阐述诸如特定结构、架构、接口、技术等的具体细节以提供对本发明各方面的全面理解。然而，对已从本公开中获益的本领域普通技术人员来说显而易见的是可以用背离这些具体细节的其他示例来实现本发明的各方面。在某些情况中，省略了对公知设备、电路和方法的描述以免用不必要的细节淡化对本发明的描述。

在此讨论的某些实施例中的某些可用于执行事件处理操作。在一个实施例中，“事件”指的是可能要求也可能不要求逻辑采取某动作的条件。此外，可以基于要采取的动作将各事件分类为不同的类型。

在一个实施例中，“架构事件”指的是可能被监视的事件或条件(例如，通过将与该架构事件相对应的信息编程为一状态)。在一个实施例中，软件可以配置一通道来监视在其他情况下可能不会被软件和/或硬件观察的特定架构事件。在一个实施例中，架构事件通常可以指在与处理器相同的集成电路芯片上呈现的处理资源或其他逻辑内出现的事件或条件。

在一个实施例中，架构事件是做出功率管理决定的一个因素。架构事件可被广泛地用于软件性能优化。通过将架构事件算为做出功率管理决定的因素，该实施例可以有效检测OS和turbo模式当前都无法检测的核执行条件。

一个实施例向功率控制单元(PCU)提供了额外的值用以使用现有设计做出适当的功率决定。PCU处理热事件，调度/管理每核的频率增加/降低。在此实施例中，逻辑被添加给该PCU。PCU随后获取来自计数器的反馈以便参与做出决定来提高某一核的功率。

处理器内的架构事件通常由在处理器的不同区域内实现的一系列物理计数器检测。这些计数器可被称为EMON计数器。EMON计数器是驻留在每个功能单元内且用来计数一时间段内特定事件已出现的次数的性能监视计数器。

可以存在有公用EMON计数器和专用EMON计数器。公用EMON计数器是那些可由厂商和用户访问的EMON计数器，而专用EMON计数器则用于内部调试。公用和专用EMON计数器都可用于软件和硬件调谐。EMON计数器是用来了解应用程序行为以及当前应用程序在处理器内效率如何的很有用的工具。

指令重试是一类EMON计数器。通过知晓每循环的指令重试，系统就知晓了处理器内部正在执行的当前应用程序有多快。每循环的指令重试越多，该应用程序获取的性能就越好。

另一类EMON计数器是MLC/LLC高速缓存未命中。程序经历了许多MLC/LLC高速缓存未命中通常意味着它们需要更高的至系统互连的BW。它还意味着该程序将因为在大多数时间问题将会被停止以等待数据返回而无法有效地执行指令。

分支误预测也是一类EMON计数器。这是一种用于示出核因其正在指令流的错误分支上工作而没有做出许多“有用”工作的良好指示器。

TLB未命中也是一类EMON计数器。类似于MLC/LLC未命中，TLB未命中通常意味着停止该核直到数据已返回。