[发明专利]用于多线程处理机功率方式转变的方法和设备

说明书

发明领域

本发明涉及处理机的功率方式。更具体地讲，本发明涉及用于多线程处理机功率方式转变的方法和设备。

背景

处理机在执行各种操作(例如数学操作)时消耗功率。处理机消耗的功率量将影响例如移动装置的计算机中电池的持续时间长短。因此，设计人员在设法限制处理机消耗的功率。

即使不执行数学操作，用于同步处理机操作的内部时钟信号的产生和分配也将消耗大量功率。为节省功率，可将处理机设计成当不工作时在减小的功率状态下操作。在减小的功率状态中，除少数的内部时钟外所有其他部分都关断，这样既节省功率又可延长电池的寿命。

例如，一种“休眠”功率方式是：当系统空闲时让芯片上的大部分内部时钟都关断。例如，当系统在等待某个外部事件诸如打开膝上式计算机的盖时、或当计算机操作系统(OS)在等待输入/输出(I/O)操作时，处理机可处于休眠方式。

为了有助于节能方式的计算，有些实施方案使处理机进入一个更低的功率状态-“深度休眠”功率方式。例如，通过在该处理机进入休眠功率方式后停止将时钟信号输入该处理机就可进入深度休眠方式。这可以让该处理机维持芯片中元件的工作状态，但是只消耗相当于该处理机的漏电流功率。

非常复杂的处理机，诸如非顺序(out of order)处理机，需要执行一些内部的“清除”操作后才禁止某些内部时钟。这种清除一般由微码执行；微码比如可清除工作状态、排空队列、使该处理机处于休眠和等待事件，或“告警”(它标志着休眠的结束)。

“允许停止(stop grant)”功率方式(它本身是一种低功率方式)一般用于这种清除进程。一般，这种处理机根据例如由控制该处理机的“芯片集”确立芯片插针的信号从工作方式转变为允许停止方式。当处理机中的微码执行了所需的操作时，处理机就通过总线向芯片集发送一个标志，例如一个允许停止确认SBC(Special Bus Cycle，即特殊总线周期)。然后该芯片集通过例如确立另一个插针的信号或停止总线时钟来使该处理机转入休眠和深度休眠方式。

发明概述

按本发明的某个实施方案，发出第一个标志，其中包括与处理机中的第一个逻辑处理器相关的第一标识符，表示第一个逻辑处理器已进入功率方式；还发出第二个标志，其中包括与处理机中的第二个逻辑处理器相关的第二标识符，表示第二个逻辑处理器已进入功率方式。

附图的简要说明

图1是按本发明的一种实施方案的MT处理机功率方式状态框图。

图2是按本发明的一种实施方案的计算机系统框图。

图3是按本发明的一种实施方案的MT处理机功率方式和相关信号的时序图。

图4是按本发明的一种实施方案的转变MT处理机功率方式的方法流程框图。

图5是按本发明的一种实施方案的具有两台MT处理机的计算机系统框图。

详细说明

诸如背景部分中描述的那类装置当用于共享资源多进程环境中时可能会出问题，因为它让一台处理机同时执行实质上是好几种数学操作。例如，一台多线程(MT)处理机含有几个独立的“逻辑处理器”即“线程”且可让一台逻辑处理器进入功率方式诸如允许停止方式而其它逻辑处理器仍为工作方式。这可认为一个线程休眠，即让一个线程休眠。只要有一个线程还在工作(因为那个线程执行的操作仍需同步)，MT处理机中的所有时钟信号就不应关断。当MT处理机中的所有逻辑处理器都进入线程休眠状态时，MT处理机上的时钟才可关断。

可以将这种MT处理机设计成在一个线程一进入允许停止方式时就发送一个允许停止确认SBC。可是，这会产生问题，因为即使有一个线程未作好准备，芯片集也可能企图强迫MT处理机进入休眠方式。当然，可将该芯片集设计成在MT处理机进入休眠方式前等待一个预定的时间量，但这会放慢进程的速度且仍不能保证其他线程做好准备。

另一方法将是，仅当处理机中的所有线程都已完成了清除进程时才让该处理机发出一个允许停止确认SBC。然而，这是困难的，因为微码必须是“线程知晓的(thread aware)”，即是说，微码必须执行不同的命令诸如用于发出允许停止确认SBC的命令，这取决于正在执行的线程。

而且，有些计算机系统有许多MT处理机。在这种情况下，功率方式的转变必须考虑和跟踪在多处理机上运行的多个线程。

在前述情况下，需要有一个解决上面讨论的问题的方法和设备。