[发明专利]一种基于全局解耦的GPU内部能耗控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于全局解耦的GPU内部能耗控制系统，其特征在于，包括：Master-GPU模块、Slave-GPU模块、CPU；

所述Master-GPU是主控GPU，由它运行全局解耦网络，并生成三组控制信号C_SM,C_ICNT,C_MEM，通过该三组控制信号对Slave-GPU模块进行全局能耗控制；

所述Slave-GPU为被控GPU，包括三组能耗模块，分别是SM计算模块、MEM模块和ICNT模块，主控GPU产生的三组控制信号将分别对这三个模块的频率f_SM,f_MEM,f_ICNT进行实时全局控制；

CPU，用于负责主从两块GPU之间的通信，它从Slave-GPU抽取特征信号{TQ_SM,TQ_MEM,TQ_ICNT}和{f_SM,f_MEM,f_ICNT}，并把它们交给Master-GPU；当Master-GPU生产了实时控制信号C_SM,C_ICNT,C_MEM，它负责把所述三组控制信号交给Slave-GPU，从而实现对Slave-GPU的能耗优化工作；

{TQ_SM,TQ_MEM,TQ_ICNT}：分别是CPU中SM模块，MEM模块，ICNT模块中提取的工作队列参数；

{f_SM,f_MEM,f_ICNT}：分别是GPU中SM模块，MEM模块，ICNT模块的工作频率参数；

所述Master-GPU模块包括：

初始化单元，用于当其接收到CPU发送的初始化命令后，通过Init_PIDNN()对全局解耦控制器进行初始化，并等待CPU传过来的特征信号；

获取单元，用于通过CPU实时获取所述三组能耗模块的三组特征信号{TQ_SM,TQ_MEM,TQ_ICNT}和{f_SM,f_MEM,f_ICNT}；

参数修正单元，用于接收获取单元的所述三组特征信号{TQ_SM,TQ_MEM,TQ_ICNT}和{f_SM,f_MEM,f_ICNT}，并利用在其内部运行的PIDNN神经，根据MPIDNN网络的控制律和权值修正算法实时修正生成三组控制信号C_SM,C_ICNT,C_MEM；

发送单元，用于将参数修正单元产生的三组控制信号C_SM,C_ICNT,C_MEM传送给CPU。

2.根据权利要求1所述的基于全局解耦的GPU内部能耗控制系统，其特征在于，所述Slave-GPU模块包括：

启动单元，用于当Slave-GPU模块开始运行进程任务时，给CPU发送一个启动任务的命令以供CPU命令Master-GPU模块开始初始化；

特征信号产生单元，用于通过所述三组能耗模块产生三组特征信号{TQ_SM,TQ_MEM,TQ_ICNT}和{f_SM,f_MEM,f_ICNT}，并将其传送给CPU；

解耦控制单元，用于根据Master-GPU产生的控制信号C_SM,C_ICNT,C_MEM对所述三组能耗模块的工作频率f_SM,f_MEM,f_ICNT进行实时解耦控制。

3.一种基于全局解耦的GPU内部能耗控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：Slave_GPU模块开始运行进程的任务，并通过函数Run_Benchmarks()通知CPU；

步骤2：CPU收到通知，并用Start_Master_Gpu()命令Master_GPU开始工作，Master_GPU首先通过Init_PIDNN()对全局解耦控制器进行初始化，并等待CPU传过来的特征信号；

步骤3：CPU从Slave_GPU模块内部抽取特征信号，并通过Get_Slave_CharcSeg()函数得到Slave_GPU模块的三个能耗模块的三组特征信号，{TQ_SM,TQ_MEM,TQ_ICNT}和{f_SM,f_MEM,f_ICNT}，并通过Send_CharcSeg_To_Master()函数将三组特征信号传给Master_GPU模块；

步骤4：Master_GPU模块收到特征信号后运行Calculate_Contlsig()方法，该方法包括用Control_law()函数计算全局解耦网络的控制律并用Weight_correc()函数进行参数修正，然后用return(ContlSignls)返回三组控制参数C_SM,C_ICNT,C_MEM给CUP；

步骤5：CPU用三组控制参数Get_Contrl_Signals()函数得到三组控制参数C_SM,C_ICNT,C_MEM并传递给Slave_GPU模块；

步骤6：Slave_GPU模块用Change_Slave_FrqSeg()函数实时改变Slave_GPU内部能耗模块的工作频率。