[发明专利]协同处理器以及系统性能和功率管理

说明书

技术领域

本发明大体上涉及计算系统并且特别地涉及平台功率和性能管理方法和系统。

背景技术

该申请要求2011年11月22日提交的美国临时专利申请号61563030的权益并且通过引用而合并于此。

附图说明

本发明的实施例在附图的图中通过示例而非限制的方式图示，在图中类似的标号指示相似的要素。

图1是根据一些实施例示出具有OSPM（OS指导的配置和功率管理）的计算平台的图。

图2示出根据一些实施例用于ACPI实现的处理器性能状态图。

图3是根据一些实施例示出具有OSPM的平台的图，其图示OSPM可以与该平台通信来管理性能的不同方式。

图4示出根据一些实施例用于促进灵活的功率管理方案的平台的一般例程。

图5示出根据一些实施例可在功率管理寄存器（register）接口中实现的功率管理寄存器。

图6示出根据一些实施例的相对性能水平标度。

图7是根据一些实施例示出可用于控制处理器参数的若干性能控制设置的图表。

图8示出根据一些实施例用于灵活功率管理接口（在ACPI中限定的CPPC接口）的示范性封装的定义代码。

具体实施方式

图1是示出具有基于OSPM（OS指导的配置和功率管理）的操作系统（在下文简单地，OS）的计算平台的图。OSPM方案可包括任何适合的功率管理系统、接口和/或便于接口实现计算平台中的处理器的操作系统（OS）指导的功率管理的规范。这样的OSPM方案包括但不限于ACPI（高级配置和功率接口）规范实现。

在图1中，存在执行操作系统（OS）110的硬件平台130（例如，平板电脑、便携式PC、服务器），该操作系统110除其他事情外还通过基于OSPM的功率管理接口120来实现OSPM。平台130包括平台硬件132和BIOS 134。OS包括如示出的那样耦合的核112、OSPM系统114、设备驱动器116和功率管理接口驱动器118。OSPM接口120代表共同接口空间，其包括共同寄存器接口空间。它大体上可包括功率管理寄存器122、BIOS接口数据结构124和/或一个或多个功率管理表126。这些功率管理接口部件可由OSPM例如通过功率管理驱动器118访问，用于写入和读取对于平台硬件的功率管理数据（例如，写入控制数据和读取能力和反馈数据）。

图2示出根据ACPI实现的实施例的处理器性能状态图。（注意，为了方便，本公开呈现主要使用ACPI作为示范性实现的功率管理概念，但本发明不这样受限制）。对处理器的主要OSPM控制是处理器功率状态（C0、C1、C2、C3、…Cn）、处理器时钟节制（processor clock throttling）和处理器性能状态。如本文使用的处理器性能状态（Px）包含传统的Pn状态（像P0、P1等）和CPPC（协作处理器性能控制）性能控制（在下文关于本发明论述）。这些控制可组合地由OSPM使用来实现有时冲突的目标（包括性能、功耗和电池寿命、热要求和噪声级要求）的期望平衡。因为目标彼此相互作用，操作软件需要实现关于何时以及在哪里在目标之间做出权衡的策略。

ACPI将系统处理器在G0工作状态2时的功率状态限定为活动（执行）或睡眠（不执行）。指示处理器功率状态为C0、C1、C2、C3、…Cn。C0功率状态是活动功率状态，其中CPU执行指令。C1至Cn功率状态是处理器睡眠状态，其中处理器比使处理器处于C0状态消耗更少的功率和耗散更少的热。尽管处于睡眠状态，处理器大体上将不执行指令。

在过去，处理器性能控制（Pn状态控制）具有从处理器频率（其大体上对应于处理器性能能力）方面主要受影响的处理器性能。OSPM将做出性能状态请求（例如，具有特定频率选择的P0），并且它可以预期处理器对它提供某一操作频率或频率范围。然而，已经意识到频率不一定与处理器可以执行的工作量成比例（尤其对于所有场景）。即，尽管处理器频率是处理器完成工作所采用的速度的粗略近似，不保证工作负荷性能用频率来定标。因此，CPPC（协作处理器性能控制）将确切的性能度量的定义留给平台，而不是对处理器性能规定特定度量。

平台例如可选择使用例如处理器频率等单个度量，或它可选择使多个硬件度量（例如，频率、时间、指令速率等）混合来创建性能的合成度量。这样，平台至少持续一段时间地更自由地交付OSDM请求的性能水平而不一定交付特定处理器频率。这例如允许它满足OSPM预期并且同时实现更有效的功率节省。