[发明专利]基于预测的三维片上网络动态频率调整方法

说明书

本发明公开了一种基于预测的三维片上网络动态频率调整方法，其步骤为：S1：对三维片上网络进行系统分区；将整个系统分成若干区域，每一个区域称为频率调整区；S2：对三维片上网络的系统温度进行预测；在系统运行过程中，采集每个分区的每个处理节点的输入功率和实时温度的数据信息，对下一时刻节点的温度进行预测计算，并根据预测结果是否超过阈值温度而产生温度过高信号或者是复位信号；S3：对三维片上网络的频率进行调整；接收温度预测信号之后，对不同分区进行相应的频率调整措施。本发明具有原理简单、灵活高效、能够保证系统整体性能等优点。

技术领域

本发明主要涉及到微处理器的设计领域，特指一种基于预测的三维片上网络动态频率调整方法。

背景技术

为了满足人们对微处理器日益增长的性能需求，微处理器的设计也经历了单核、多核到众核的变化。随着微处理器核心数量的增大，传统的基于总线的互联通信方式逐渐成为了系统性能的瓶颈，片上网络(NoC)作为一种新型互联通信方式被广泛应用。而三维片上网络(3D NoC)是普通NoC的第三维扩展，拥有更高的带宽，是理想的众核互联通信方案。

但是，在同一个芯片上堆叠更多的处理单元增加了功率密度，同时也增长了散热路径，导致热量积累的更快，超高的温度可能会永久性的破坏电子元器件。为了解决这一问题，很多温度管理方法被提出。

传统的温度管理方法大致可分为时间层面的温度管理方法和空间层面的温度管理方法。时间层面的温度管理方法是通过减缓过热节点的活动来达到降温目的，如门控技术。当节点温度超过警戒值的时候，通常采用关停整个过热节点，禁止其运作来降低温度，虽然这种方法能在较短的时间内取得降温的目的，但是严重的影响整个系统的性能。空间层面的温度管理方法是通过转移过热节点的任务来达到降温目的，如任务调度，进程迁移等。将分配给过热节点的任务迁移到正常节点去执行，这样过热节点可以执行较少或不执行任务而降低温度，虽然这种方法不会减缓过热节点的活动，但是需要更长的时间使过热节点的温度降低。

在上述时间层面的温度管理方法中还有一种叫做动态频率调整，其大致过程为：

1、当NoC系统中任意节点的温度超过预定值T时，整个系统的工作频率为零，处于不工作状态，最大程度上降低系统温度。

2、当NoC系统中任意节点的温度超过预定值T的80%时，整个系统的工作频率为0.8*fmax，处于非全速运行状态，系统中各个节点温度上升变缓或是开始下降。

3、当NoC系统中任意节点的温度不超过预定值T的60%时，整个系统的工作频率保持不变，处于全速运行状态状态，此时系统无需降温。

但是，上述调整方法仅仅是针对二维平面的动态频率调整方法，而且是全局性的调整，对整个系统的性能影响很大。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、灵活高效、能够保证系统整体性能的基于预测的三维片上网络动态频率调整方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于预测的三维片上网络动态频率调整方法，其步骤为：

S1：对三维片上网络进行系统分区；将整个系统分成若干区域，每一个区域称为频率调整区；

S2：对三维片上网络的系统温度进行预测；在系统运行过程中，采集每个分区的每个处理节点的输入功率和实时温度的数据信息，对下一时刻节点的温度进行预测计算，并根据预测结果是否超过阈值温度而产生温度过高信号或者是复位信号；

S3：对三维片上网络的频率进行调整；接收温度预测信号之后，对不同分区进行相应的频率调整措施。