[发明专利]用于管理配电的分布式芯片级功率系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及数据处理，并且具体地说涉及用于处理器架构和其中包含的IP块的功率管理。

背景技术

功率管理是处理器设计的越来越重要的方面。对于例如移动和电池供电的应用，最小化功耗以最大化电池使用期限经常是关键的设计参数。另外，在诸如超级计算机和大规模并行计算机的高性能应用中，成百上千的处理器可以被布置得彼此接近，并且产生大量的热量并且消耗大量的电力，因此，控制功耗以管理功率和热量输出也在这些应用中具有相当大的重要性。

在一些传统处理架构中，可以在处理器上配置的部件的数量可能超过可以在特定时间被供电的部件的数量，或者，部件的组合功耗可能超过期望的阈值。在这些传统处理器中，一般需要配电，使得在适当的时间来对于适当的部件供电。在传统系统中，可以向包括专用于处理器的特定处理任务的多个部件（例如，部件的专用图形处理单元组）的不同的专用区域配电。然而，这样的宽粒度配电（power distribution）一般不能处理单独部件的迅速改变的功率需求。不能处理部件级的配电一般导致低性能。

一些处理器架构可以包括IP块，其中，IP块一般表示一般被用作用于在处理器内的数据处理的构件的同步或异步逻辑设计的可再用单元。通常，IP块包括逻辑、电池或芯片布局设计的可再用单元，并且可以被认为是可以形成为ASIC芯片设计或FPGA逻辑设计的逻辑核。如此一来，通常，可以将IP块认为是处理器的部件。

为了处理这样的情况，如果处理器的每一个部件在消耗最大量的功率，则处理器可以被设计来支持所需的最大功率；然而，被设计来支持所需的最大功率的处理器通常需要更多的专用于功率支持的区域，并且减少可用于处理部件的区域的量。另外，这样的处理器一般消耗比用于执行处理器所需的所有处理功能实际上所需的更多的功率。

因此，在处理器架构中的配电系统和方法的领域中存在持续的需要。

发明内容

本发明通过下述方式来处理与现有技术相关联的这些和其他问题：使用向在处理器中的各个IP块分配的功率令牌来控制处理器的IP块级的功耗。在这样的实施例中，可以使用其中向每一个互连的IP块分发功率令牌的分布式功率管理方法和电路布置来控制处理器的互连的IP块的功耗。这样的功率令牌一般对应于一种类型的功耗度量，包括例如运行时间、要执行的指令的数量、要执行的存储器事务的数量和/或其他这样的类型的功耗度量。与本发明的实施例一致，每一个IP块基于在任何给定时间向特定IP块分配的功率令牌来控制功耗。每当IP块需要另外的功率时，IP块可以向至少一个其他的互连的IP块传送功率令牌请求，并且IP块可以接收对于该功率令牌请求的响应，该响应授予一个或多个另外的功率令牌，其中，这样的另外的功率令牌先前被分配到不同的互连IP块。每一个IP块可以基于在所接收的对于功率令牌请求的响应中的向IP块授予的任何另外的功率令牌来修改功耗。

如此一来，在本发明的实施例中，每一个互连的IP块可以基于所分配的功率令牌来控制用于互连的IP块的功耗。而且，每一个互连的IP块可以在需要时通过下述方式从一个或多个互连的IP块请求另外的功率令牌：向一个或多个互连的IP块传送请求，并且从该一个或多个互连的IP块接收用于指示对于请求的IP块授予的另外的功率令牌的响应。因此，本发明的实施例可以通过功率令牌分配和这样的功率令牌的动态重新分配来控制一个或多个互连的IP块的功耗。

在附加到本发明并且形成其另一个部分的权利要求中阐述了表征本发明的这些和其他优点和特征。然而，为了更好地明白本发明和通过其使用获得的优点和目的，应当参考附图并且参考其中描述了本发明的示例性实施例的伴随的描述性事项。

附图说明

图1是包括在与本发明实施例一致的数据处理中有用的示例性计算机的示例性自动化计算机械的框图。

图2是在图1的计算机中实现的示例性NOC的框图。

图3是更详细图示来自图2的NOC的节点的示例性实现方式的框图。

图4是图示来自图2的NOC的IP块的示例性实现方式的框图。

图5是图示来自图2的NOC的互连IP块的示例性实现方式的框图。

图6是图示可以由图5的IP块执行来请求另外的功率的操作序列的流程图。

图7是图示可以由图5的IP块执行来向另一个IP块授予所分配的功率的操作序列的流程图。

图8A-E是图示在图6和7中所示的操作序列的示例的框图。