DE102013018385B4

DE102013018385B4 - Multi-core processor

Info

Publication number: DE102013018385B4
Application number: DE102013018385.5A
Authority: DE
Inventors: Shuang Xu
Original assignee: Nvidia Corp
Current assignee: Nvidia Corp
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2013-11-04
Publication date: 2015-11-12
Anticipated expiration: 2033-11-05
Also published as: DE102013018385A1

Abstract

Ein Mehrkern-Prozessor mit: mehreren Verarbeitungseinheiten, wobei jede Verarbeitungseinheit einen Ausblendmechanismus aufweist; und einem System (500) zur Steuerung des Ausblendmechanismus, das ferner umfasst: einen Pulsbreitenmodulationsgenerator (520) zur Erzeugung eines Rechteck Steuersignals; einen Phasenschieber (530) zur Verschiebung einer Phase des Steuerrechtecksignals, um Steuerrechtecksignale mit unterschiedlichen Phasen zu erzeugen, und zur entsprechenden Einspeisung der Steuerrechtecksignale mit den unterschiedlichen Phasen in den Ausblendmechanismus jeder Verarbeitungseinheit, und einen Statusmonitor (540) zur Überwachung eines Status des Mehrkern-Prozessors und zur Erzeugung von Statusinformation auf der Grundlage des überwachten Status, wobei der Statusmonitor einen Temperaturmonitor (541) aufweist zur Überwachung einer Temperatur des Mehrkern-Prozessors und zur Erzeugung der Statusinformation auf der Grundlage der überwachten Temperatur, wobei das Steuerrechtecksignal auf der Grundlage der Statusinformation erzeugt ist, wobei der Pulsbreitenmodulationsgenerator ferner zur Berechnung einer Temperaturanstiegsrate auf der Grundlage der Statusinformation verwendet ist; und wobei, wenn die Temperaturanstiegsrate größer als ein Schwellwert ist, ein Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals verringert wird; wenn die Temperaturanstiegsrate gleich oder kleiner als der Schwellwert ist, das Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals vergrößert wird.A multi-core processor comprising: a plurality of processing units, each processing unit having a fade-out mechanism; and a system (500) for controlling the masking mechanism, further comprising: a pulse width modulation generator (520) for generating a square-wave control signal; a phase shifter (530) for shifting a phase of the control square wave signal to generate different phase control square waves and for correspondingly feeding the different phase control square wave signals into the fade-out mechanism of each processing unit, and a status monitor (540) for monitoring a status of the multi-core processor and for generating status information based on the monitored status, wherein the status monitor includes a temperature monitor (541) for monitoring a temperature of the multi-core processor and generating the status information based on the monitored temperature, wherein the control square-wave signal is generated based on the status information wherein the pulse width modulation generator is further used to calculate a temperature increase rate based on the status information; and wherein if the temperature rise rate is greater than a threshold value, a duty cycle of the control square wave signal is decreased; if the temperature rise rate is equal to or smaller than the threshold value, the duty ratio of the control square wave signal is increased.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft generell einen Mehrkern-Prozessor und insbesondere ein System zur Steuerung von Ausblendungen eines Mehrkern-Prozessors und einen Mehrkern-Prozessor.The present invention relates generally to a multi-core processor, and more particularly to a system for controlling fades of a multi-core processor and a multi-core processor.

Beschreibung des Stands der TechnikDescription of the Related Art

Mit der Entwicklung der Computer-Technik geht generell eine Parallelverarbeitungs-Umgebung einher, wenn ein Computer von einem Anwender verwendet wird, wobei Multimedia-Aufgaben, etwa Spiele, immer mehr Anforderungen an die Leistung eines Prozessors stellen. Ein konventioneller Einzelkern-Prozessor kann die Anforderungen an die Rechenleistung neuer Anwendungen nicht erfüllen; die zunehmend weiterentwickelt werden aufgrund der Beschränkung des Leistungsvermögens und des Herstellungsprozesses, und dergleichen. Die Verarbeitungskapazität eines Mehrkern-Prozessors ist wesentlich besser als jene eines Einzelkern-Prozessors. Bei der Mehrkern-Prozessortechnik ist ein Verfahren zur „horizontalen Skalierbarkeit” beteiligt, wobei eine Anwendung in mehrere Stränge unterteilt wird, die einer Anzahl von Verarbeitungseinheiten innerhalb eines Mehrkern-Prozessors zugewiesen werden, um parallel ausgeführt werden, wodurch eine neue Lösung für das Leistungsproblem bereitgestellt wird. Eine grafische Verarbeitungseinheit (GPU) ist typischerweise ein Mehrkern-Prozessor, beispielsweise gibt es Tausende von Parallelverarbeitungseinheiten (CUDA-Kern) in der GPU-Architektur von Nvidia.The development of computer technology generally involves a parallel processing environment when a computer is being used by a user, with multimedia tasks, such as games, placing more and more demands on the performance of a processor. A conventional single-core processor can not meet the computing performance requirements of new applications; which are progressively developed due to the limitation of the performance and the manufacturing process, and the like. The processing capacity of a multi-core processor is significantly better than that of a single-core processor. Multi-core processor technology involves a "horizontal scalability" method wherein an application is divided into multiple threads that are allocated to a number of processing units within a multi-core processor to be executed in parallel, thereby providing a new solution to the performance problem becomes. A graphical processing unit (GPU) is typically a multi-core processor, for example, there are thousands of parallel processing units (CUDA core) in Nvidia's GPU architecture.

Während des normalen Betriebs eines Mehrkern-Prozessors ändert sich dessen Auslastung mit den unterschiedlichen Verarbeitungsaufgaben. Die Änderung der Auslastung kann zu einer signifikanten Stromänderung in dem Mehrkern-Prozessor führen, da der Mehrkern-Prozessor Milliarden an Transistoren enthält. Eine Stromänderungsfrequenz einer GPU kann typischerweise im Bereich von 1 kHz bis ungefähr 16 kHz liegen und führt dann zur Schwingung von Ausgangsinduktivitäten eines DC-DC-Leistungsreglers mit einer entsprechenden Frequenz. Diese Schwingung kann von einer gedruckten Leiterplatte (PCB) gegebenenfalls verstärkt und in unerwünschte akustische Geräusche umgewandelt werden.During normal operation of a multi-core processor, its utilization varies with the different processing tasks. The change in utilization can result in a significant current change in the multi-core processor since the multi-core processor contains billions of transistors. A current change frequency of a GPU may typically be in the range of 1 kHz to about 16 kHz, and then results in the oscillation of output inductances of a DC-DC power regulator having a corresponding frequency. This vibration may be amplified by a printed circuit board (PCB) and converted into unwanted acoustic noise.

Ferner kann sich die Temperatur eines Mehrkern-Prozessors um bis zu 6°C pro Sekunde erhöhen, während der Mehrkern-Prozessor mit der Ausführung eine Anwendung aus dem untätigen Zustand heraus beginnt. Aufgrund des schnellen Anstiegs der Temperatur können die Höker/Kugeln des Mehrkern-Prozessorgehäuses Risse aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnung von Materialien bilden. Ferner kann die zuvor beschriebene Stromänderung zu einem Spannungsrauschen in dem Mehrkern-Prozessor führen. Um die oben genannten Probleme zu lösen, wird generell die Taktfrequenz eines Mehrkern-Prozessors verringert, um die Amplitude der Laständerung und damit ihren Einfluss gemäß dem Stand der Technik zu verringern. Jedoch kann eine Einbuße des Leistungsverhaltens des Mehrkern-Prozessors dadurch hervorgerufen werden, dass die Taktfrequenz verringert wird.Furthermore, the temperature of a multi-core processor may increase by as much as 6 ° C per second, while the multi-core processor begins executing an application from idle. Due to the rapid increase in temperature, the bosses / spheres of the multi-core processor package may crack due to the different thermal expansion of materials. Further, the current change described above may result in voltage noise in the multi-core processor. In order to solve the above problems, generally, the clock frequency of a multi-core processor is reduced to reduce the amplitude of the load change and thus its influence in the prior art. However, a performance penalty of the multi-core processor may be caused by decreasing the clock frequency.

Die Druckschrift US 2008/0141062 A1 beschreibt Systeme und Verfahren zur Steuerung der Leistungsaufnahme in einer integrierten Schaltung, so dass die Stromänderungsgeschwindigkeiten reduziert werden. Beispielsweise umfasst ein System mit mehreren Prozessorkernen eine Zeitsteuersystem, das Taktsignale mit variabel einstellbaren liefert, um die zuvor genannte Wirkung zu erreichen.The publication US 2008/0141062 A1 describes systems and methods for controlling power consumption in an integrated circuit so that the rates of change of current are reduced. For example, a multiple processor core system includes a timing system that provides clock signals with variably adjustable to achieve the aforementioned effect.

Die Druckschrift US 2009/0265498 A1 beschreibt Systeme und Verfahren, in denen eine Ringbus-Architektur verwendet wird, um etwa in einem System mit mehreren Prozessorkernen Taktsignale mit unterschiedlichen, einstellbaren Phasen zur Übernahme von Daten in die Prozessorkerne bereit zu stellen.The publication US 2009/0265498 A1 describes systems and methods in which a ring bus architecture is used to provide, for example, in a multi-core system, clock signals having different settable phases for transferring data to the processor cores.

Was daher im Stand der Technik benötigt wird, ist ein System zur Verringerung der Amplitude der Laständerung ohne diese Leistungseinbuße, wenn Laständerungen in einem Mehrkern-Prozessor auftreten, wodurch die obigen Probleme gelöst werden.Therefore, what is needed in the art is a system for reducing the amplitude of the load change without this power penalty when load changes occur in a multi-core processor, thereby overcoming the above problems.

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNGOVERVIEW OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe durch einen Mehrkern-Prozessor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch einen Mehrkern-Prozessor mit den Merkmalen des Anspruchs 5. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The present invention solves the problem by a multi-core processor having the features of claim 1 and by a multi-core processor having the features of claim 5. Further advantageous embodiments are given in the dependent claims.

In einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Mehrkern-Prozessor die im Anspruch 1 beschriebenen Komponenten, d. h., u. a. einen Pulsbreitenmodulationsgenerator zur Erzeugung eines Steuerrechtecksignals; und einen Phasenschieber zur Verschiebung einer Phase des Steuerrechtecksignals, um die Steuerrechtecksignale mit unterschiedlichen Phasen zu erzeugen, und entsprechend zur Einspeisung der Steuerrechtecksignale mit dem unterschiedlichen Phasen für eine Ausblendung jeder von mehreren Verarbeitungseinheiten in dem Mehrkern-Prozessor.In one aspect of the invention, a multi-core processor includes the components described in claim 1, i. h., u. a. a pulse width modulation generator for generating a control square wave signal; and a phase shifter for shifting a phase of the control square wave signal to generate the control square wave signals having different phases, and correspondingly for feeding the control square wave signals with the different phases for blanking each of a plurality of processing units in the multi-core processor.

Optional sind die Phasen der Steuerrechtecksignale in unterschiedlichen Phasen unterschiedlich zueinander. Optionally, the phases of the control square signals in different phases are different from each other.

Vorzugsweise liegen die Phasen der Steuerrechtecksignale mit den unterschiedlichen Phasen in einer arithmetischen Progression bzw. Reihe vor.The phases of the control square wave signals with the different phases are preferably present in an arithmetic progression or series.

Der Mehrkern-Prozessor umfasst ferner einen Statusmonitor zur Überwachung des Status des Mehrkern-Prozessors und zur Erzeugung von Statusinformation auf der Grundlage des überwachten Status; wobei das Steuerrechtecksignal auf der Grundlage der Statusinformation erzeugt wird.The multi-core processor further includes a status monitor for monitoring the status of the multi-core processor and for generating status information based on the monitored status; wherein the control square signal is generated based on the status information.

In der vorliegenden Erfindung umfasst der Statusmonitor einen Temperaturmonitor zu Überwachung einer Temperatur des Mehrkern-Prozessors und zur Erzeugung der Statusinformation auf der Grundlage der überwachten Temperatur; und der Pulsbreitenmodulationsgenerator wird ferner zur Berechnung einer Temperaturanstiegsrate auf der Grundlage der Statusinformation verwendet; wobei, wenn die Temperaturanstiegsrate größer als ein Schwellwert ist, ein Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals verringert wird; wenn die Temperaturanstiegsrate gleich oder kleiner als der Schwellwert ist, das Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals erhöht wird.In the present invention, the status monitor includes a temperature monitor for monitoring a temperature of the multi-core processor and for generating status information based on the monitored temperature; and the pulse width modulation generator is further used to calculate a temperature increase rate based on the status information; wherein, when the temperature rise rate is greater than a threshold, a duty cycle of the control square wave signal is decreased; if the temperature rise rate is equal to or less than the threshold value, the duty ratio of the control square wave signal is increased.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Statusmonitor einen Lastmonitor zur Überwachung einer Auslastungsrate mindestens einer der mehreren Verarbeitungseinheiten und zur Erzeugung der Statusinformation auf der Grundlage der überwachten Auslastungsrate; wobei ein Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals auf der Grundlage der Statusinformation so eingestellt wird, dass eine Auslastungsrate des Mehrkern-Prozessors auf einem Sollwert gehalten wird.In a preferred embodiment of the present invention, the status monitor comprises a load monitor for monitoring a utilization rate of at least one of the plurality of processing units and generating the status information based on the monitored utilization rate; wherein a duty ratio of the control square wave signal is set based on the status information so as to maintain a duty ratio of the multi-core processor at a target value.

Vorzugsweise umfasst der Statusmonitor einen Temperaturmonitor und einen Lastmonitor. Wobei der Temperaturmonitor verwendet wird, um eine Temperatur des Mehrkern-Prozessors zu überwachen und um eine erste Statusinformation auf der Grundlage der überwachten Temperatur zu erzeugen; wobei der Lastmonitor verwendet wird, um eine Auslastungsrate mindestens einer der mehreren Verarbeitungseinheiten zu überwachen und um eine zweite Statusinformation auf der Grundlage der überwachten Auslastungsrate zu erzeugen; und wobei der Pulsbreitenmodulationsgenerator ferner verwendet wird, um eine Temperaturanstiegsrate auf der Grundlage der ersten Statusinformation zu berechnen; wobei, wenn die Temperaturanstiegsrate gleich oder kleiner als ein Schwellwert ist, ein Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals auf der Grundlage der zweite Statusinformation so eingestellt wird, dass eine Auslastungsrate des Mehrkern-Prozessors auf einem Sollwert gehalten wird; wenn die Temperaturanstiegsrate größer als der Schwellwert ist, das Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals verringert wird.Preferably, the status monitor includes a temperature monitor and a load monitor. Wherein the temperature monitor is used to monitor a temperature of the multi-core processor and to generate a first status information based on the monitored temperature; wherein the load monitor is used to monitor a utilization rate of at least one of the plurality of processing units and to generate second status information based on the monitored utilization rate; and wherein the pulse width modulation generator is further used to calculate a temperature increase rate based on the first status information; wherein, when the temperature rise rate is equal to or less than a threshold value, a duty ratio of the control square wave signal is set based on the second status information so as to maintain a duty ratio of the multi-core processor at a target value; if the temperature rise rate is greater than the threshold, the duty cycle of the control square signal is reduced.

Vorzugsweise umfasst der Lastmonitor ferner: einen Zähler für aktive Verarbeitungseinheiten zur Überwachung von Auslastungsraten mindestens zweier der mehreren Verarbeitungseinheiten und zur Berechnung einer umfassenden Auslastungsrate des Mehrkern-Prozessors auf der Grundlage der Auslastungsrate der mindestens zwei der mehreren Verarbeitungseinheiten; eine Auslastungsraten-Steuerung zur Erzeugung der zweiten Statusinformation auf der Grundlage der umfassenden Auslastungsrate.Preferably, the load monitor further comprises: an active processing unit counter for monitoring utilization rates of at least two of the plurality of processing units and calculating a full utilization rate of the multi-core processor based on the utilization rate of the at least two of the plurality of processing units; a utilization rate controller for generating the second status information based on the comprehensive utilization rate.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die mehreren Verarbeitungseinheiten in mehrere Gruppen unterteilt, und jedes der Steuerrechtecksignale mit den unterschiedlichen Phasen wird entsprechend verwendet, um in Ausblendung bzw. Ausblendmechanismen von Verarbeitungseinheiten in einer entsprechenden Gruppe eingespeist zu werden.In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of processing units are divided into a plurality of groups, and each of the control rectangular signals having the different phases is used accordingly to be input to fade-out mechanisms of processing units in a corresponding group.

Vorzugsweise ist die Anzahl der Gruppen acht; und der Phasenschieber wird ferner verwendet zur Verschiebung der Phase des Steuerrechtecksignals derart, dass acht Steuerrechtecksignale mit Phasen erzeugt werden, die in einer arithmetischen Progression mit einer gemeinsamen 45°-Differenz vorliegen, und zur Einspeisung jedes der acht Steuerrechtecksignale mit den Phasen, die in der arithmetischen Progression mit der gemeinsamen 45°-Differenz vorliegen, in die Ausblendung bzw. den Ausblendmechanismus der Verarbeitungseinheiten in der entsprechenden Gruppe.Preferably, the number of groups is eight; and the phase shifter is further used to shift the phase of the control square wave signal such that eight control square waves are generated with phases which are in an arithmetic progression with a common 45 ° difference, and for feeding each of the eight control square wave signals with the phases shown in FIG arithmetic progression with the common 45 ° difference, into the fade-out or fade-out mechanism of the processing units in the corresponding group.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Mehrkern-Prozessor gemäß Anspruch 5 bereitgestellt, der umfasst:
mehrere Verarbeitungseinheiten, wobei jede Verarbeitungseinheit eine Ausblendung bzw. einen Ausblendmechanismus umfasst;
ein System zur Steuerung der Ausblendung, ferner mit:
einem Pulsbreitenmodulationsgenerator zur Erzeugung eines Steuerrechtecksignals; und
einen Phasenschieber zu Verschiebung einer Phase des Steuerrechtecksignals zur Erzeugung von Steuerrechtecksignalen mit unterschiedlichen Phasen, und zur entsprechenden Einspeisung der Steuerrechtecksignale mit den unterschiedlichen Phasen in den Ausblendmechanismus jeder Verarbeitungseinheit.In a further aspect of the invention, there is provided a multi-core processor according to claim 5, comprising:
a plurality of processing units, each processing unit comprising a fade-out mechanism;
a system for controlling the blanking, further comprising:
a pulse width modulation generator for generating a control square wave signal; and
a phase shifter for shifting a phase of the control square wave signal for generating control square wave signals having different phases, and for correspondingly feeding the control square wave signals with the different phases into the blanking mechanism of each processing unit.

Optional sind die Phasen der Steuerrechtecksignale mit den unterschiedlichen Phasen unterschiedlich zueinander.Optionally, the phases of the control square signals with the different phases are different from each other.

Vorzugsweise liegen die Phasen der Steuerrechtecksignale mit den unterschiedlichen Phasen in einer arithmetischen Progression vor. Preferably, the phases of the control square wave signals with the different phases are present in an arithmetic progression.

Die vorliegende Erfindung umfasst ferner: einen Statusmonitor zur Überwachung des Status des Mehrkern-Prozessors und zur Erzeugung von Statusinformation auf der Grundlage des überwachten Status, wobei das Steuerrechtecksignal auf der Grundlage der Statusinformation erzeugt ist.The present invention further comprises: a status monitor for monitoring the status of the multi-core processor and for generating status information based on the monitored status, wherein the control square-wave signal is generated based on the status information.

In der vorliegenden Erfindung umfasst der Statusmonitor einen Temperaturmonitor zu Überwachung einer Temperatur des Mehrkern-Prozessors und zur Erzeugung der Statusinformation auf der Grundlage der überwachten Temperatur; und der Pulsbreitenmodulationsgenerator wird ferner verwendet zur Berechnung einer Temperaturanstiegsrate auf der Grundlage der Statusinformation; wobei, wenn die Temperaturanstiegsrate größer als ein Schwellwert ist, ein Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals verringert ist; wenn die Temperaturanstiegsrate gleich oder kleiner als der Schwellwert ist, das Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals verkleinert wird.In the present invention, the status monitor includes a temperature monitor for monitoring a temperature of the multi-core processor and for generating status information based on the monitored temperature; and the pulse width modulation generator is further used to calculate a temperature increase rate based on the status information; wherein, when the temperature rise rate is greater than a threshold, a duty cycle of the control square wave signal is reduced; if the temperature rise rate is equal to or smaller than the threshold value, the duty ratio of the control square wave signal is decreased.

In der vorliegenden Erfindung umfasst der Statusmonitor einen Lastmonitor zur Überwachung einer Auslastungsrate mindestens einer der mehreren Verarbeitungseinheiten und zur Erzeugung der Statusinformation auf der Grundlage der überwachten Auslastungsrate; wobei ein Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals auf der Grundlage der Statusinformation so eingestellt ist, dass eine Auslastungsrate des Mehrkern-Prozessors auf einem Sollwert gehalten wird.In the present invention, the status monitor includes a load monitor for monitoring a utilization rate of at least one of the plurality of processing units and generating the status information based on the monitored utilization rate; wherein a duty ratio of the control square signal based on the status information is set so as to maintain a duty ratio of the multi-core processor at a target value.

In der vorliegenden Erfindung umfasst der Statusmonitor einen Temperaturmonitor und einen Lastmonitor; wobei der Temperaturmonitor verwendet wird zu Überwachung einer Temperatur des Mehrkern-Prozessors und zur Erzeugung einer ersten Statusinformation auf der Grundlage der überwachten Temperatur; wobei der Lastmonitor verwendet wird zur Überwachung einer Auslastungsrate mindestens einer der mehreren Verarbeitungseinheiten und zur Erzeugung einer zweiten Statusinformation auf der Grundlage der überwachten Auslastungsrate; und wobei der Pulsbreitenmodulationsgenerator ferner verwendet werden kann zur Berechnung einer Temperaturanstiegsrate auf der Grundlage der ersten Statusinformation; wobei, wenn die Temperaturanstiegsrate gleich oder kleiner als ein Schwellwert ist, ein Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals auf der Grundlage der zweiten Statusinformation so eingestellt ist, dass eine Auslastungsrate des Mehrkern-Prozessors auf einem Sollwert gehalten wird; und wenn eine Temperaturanstiegsrate größer als der Schwellwert ist, das Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals verringert wird.In the present invention, the status monitor includes a temperature monitor and a load monitor; wherein the temperature monitor is used to monitor a temperature of the multi-core processor and generate first status information based on the monitored temperature; wherein the load monitor is used to monitor a utilization rate of at least one of the plurality of processing units and to generate a second status information based on the monitored utilization rate; and wherein the pulse width modulation generator may be further used to calculate a temperature rise rate based on the first status information; wherein, when the temperature rise rate is equal to or less than a threshold value, a duty ratio of the control square wave signal based on the second status information is set so as to maintain a duty ratio of the multi-core processor at a target value; and when a temperature rise rate is greater than the threshold value, the duty ratio of the control square wave signal is decreased.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die mehreren Verarbeitungseinheiten in mehrere Gruppen unterteilt, und jedes der Steuerrechtecksignale mit den unterschiedlichen Phasen ist entsprechend den Ausblendmechanismen von Verarbeitungseinheiten in einer entsprechenden Gruppe eingespeist.In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of processing units are divided into a plurality of groups, and each of the control rectangular signals having the different phases is fed in accordance with the fade-out mechanisms of processing units in a corresponding group.

Vorzugsweise ist die Anzahl der Gruppen acht; und der Phasenschieber wird ferner verwendet zur Verschiebung der Phase des Steuerrechtecksignals zur Erzeugung von acht Steuerrechtecksignalen mit Phasen, die in einer arithmetischen Progression mit einer gemeinsamen 45°-Differenz vorliegen, und zur Einspeisung jedes der acht Steuerrechtecksignale mit den Phasen, die in der arithmetischen Progression mit gemeinsamer 45°-Differenz vorliegen, in die Ausblendmechanismen der Verarbeitungseinheiten in der entsprechenden Gruppe.Preferably, the number of groups is eight; and the phase shifter is further used to shift the phase of the control square wave signal to produce eight quadrature signals having phases which are in an arithmetic progression with a common 45 ° difference, and to feed each of the eight control square signals with the phases involved in the arithmetic progression with a common 45 ° difference, into the fade-out mechanisms of the processing units in the corresponding group.

Das System zur Steuerung von Ausblendungen bzw. Ausblendmechanismen eines Mehrkern-Prozessors und der Mehrkern-Prozessor, die von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden, führen dazu, dass Laständerungen nicht gleichzeitig in unterschiedlichen Verarbeitungseinheiten eines Mehrkern-Prozessors auftreten, wenn eine Laständerungen in dem Mehrkern-Prozessor auftritt. Folglich kann für einen Mehrkern-Prozessor die in einer gewissen Periode eines Arbeitszyklus zu verarbeitende Last so gemittelt werden, dass sie in einem längeren Zeitraum des Arbeitszyklus verarbeitet wird. Folglich können ein Stromrauschen und ein Spannungsrauschen und ein Temperaturanstieg aufgrund der Laständerungen verringert werden.The multi-core processor fade-out control system and multi-core processor provided by the present invention result in load changes not occurring simultaneously in different processing units of a multi-core processor when load changes in the multi-core processor occur. Processor occurs. Thus, for a multi-core processor, the load to be processed in a certain period of a duty cycle may be averaged to be processed over a longer period of the duty cycle. Consequently, current noise and voltage noise and temperature rise due to the load changes can be reduced.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, und werden teilweise aus der Beschreibung ersichtlich, oder können durch die Umsetzung der Erfindung nachvollzogen werden. Die Vorteile der Erfindung können realisiert und erreicht werden durch den Aufbau, der insbesondere in der geschriebenen Beschreibung und in den Ansprüchen dazu sowie in den angefügten Zeichnungen aufgezeigt ist.Other features and advantages of the invention will become apparent from the description which follows, and in part will be obvious from the description, or may be learned by practice of the invention. The advantages of the invention can be realized and attained by the structure particularly pointed out in the written description and claims hereof as well as the appended drawings.

Zu beachten ist, dass sowohl die vorhergehende allgemeine Beschreibung sowie die folgende detaillierte Beschreibung anschaulich und erläuternd sind und dafür gedacht sind, eine weitergehende Nutzung der beanspruchten Erfindung bereitzustellen.It should be noted that both the foregoing general description and the following detailed description are illustrative and explanatory are intended to provide further use of the claimed invention.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die begleitenden Zeichnungen sind mit eingeschlossen, um ein weitergehendes Verständnis der Erfindung zu ermöglichen und sind integriert und bilden einen Teil dieser Beschreibung. Die Zeichnungen stellen Ausführungsformen der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern. In den Zeichnungen zeigenThe accompanying drawings are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification. The drawings illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. In the drawings show

1 ein System zur Steuerung von Ausblendung eines Mehrkern-Prozessors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 a system for controlling suppression of a multi-core processor according to an embodiment of the present invention;

2 Auslastungsraten eines Mehrkern-Prozessors mit 8 Verarbeitungseinheiten, wobei es keine Steuerung der Phasenverschiebung gibt; 2 Utilization rates of a multicore processor with 8 processing units, where there is no phase shift control;

3 Auslastungsraten eines Mehrkern-Prozessors mit 8 Verarbeitungseinheiten mit einer Steuerung der Verschiebung, wobei es eine Steuerung der Phasenverschiebung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gibt; 3 Utilization rates of a multi-core processor having 8 processing units with a control of the shift, wherein there is a phase shift control according to an embodiment of the present invention;

4 ein System zur Steuerung der Ausblendung in einem Mehrkern-Prozessor gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 4 a system for controlling fade-out in a multi-core processor according to another embodiment of the present invention;

5 ein System zur Steuerung der Ausblendung in einem Mehrkern-Prozessor gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 5 a system for controlling fade-out in a multi-core processor according to yet another embodiment of the present invention;

6 ein System zur Steuerung der Ausblendung in einem Mehrkern-Prozessor gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 6 a system for controlling fade-out in a multi-core processor according to yet another embodiment of the present invention; and

7 einen Mehrkern-Prozessor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 7 a multi-core processor according to an embodiment of the present invention.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Beispielhafte Ausführungsformen sind hierin im Zusammenhang mit Systemen zur Steuerung der Ausblendung von Mehrkern-Prozessoren und im Zusammenhang von Mehrkern-Prozessoren beschrieben. Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, dass die folgende Beschreibung nur anschaulicher Natur ist und nicht beabsichtigt, in irgendeiner Weise beschränkend zu sein. Andere Ausführungsformen ergeben sich für den Fachmann von selbst, wenn er im Besitz der vorliegenden Offenbarung ist. Es wird nun detailliert auf Realisierungen der beispielhaften Ausführungsformen Bezug genommen, die in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind. Es werden die gleichen Bezugszeichen in dem möglichen Ausmaß durchwegs in den Zeichnungen und der folgenden Beschreibung verwendet, um gleiche oder ähnliche Merkmale zu bezeichnen.Exemplary embodiments are described herein in the context of systems for controlling multi-core processor suppression and in the context of multi-core processors. One skilled in the art will recognize that the following description is illustrative only and is not intended to be limiting in any way. Other embodiments will be apparent to those skilled in the art when in possession of the present disclosure. Reference will now be made in detail to implementations of the exemplary embodiments illustrated in the accompanying drawings. The same reference numerals are used throughout, to the extent possible, throughout the drawings and the following description to refer to the same or similar features.

1 zeigt ein System 100 zum Steuern der Ausblendung bzw. des Ausblendmechanismus eines Mehrkern-Prozessors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das System 100 zur Steuerung der Ausblendung des Mehrkern-Prozessors einen Pulsbreitenmodulationsgenerator 120 und einen Phasenschieber 130. 1 shows a system 100 for controlling the fade-out mechanism of a multi-core processor according to an embodiment of the present invention. As in 1 is shown, the system includes 100 to control the suppression of the multi-core processor, a pulse width modulation generator 120 and a phase shifter 130 ,

Der Pulsbreitenmodulationsgenerator 120 wird zur Erzeugung eines Steuerrechtecksignals verwendet. Der Phasenschieber 130 wird zum Verschieben einer Phase des Steuerrechtecksignals verwendet, um Steuerrechtecksignale mit unterschiedlichen Phasen zu erzeugen, und zur entsprechenden Einspeisung der Steuerrechtecksignale mit den unterschiedlichen Phasen in einen Ausblendmechanismus jeder von mehreren Verarbeitungseinheiten in dem Mehrkern-Prozessor.The pulse width modulation generator 120 is used to generate a control square wave signal. The phase shifter 130 is used to shift one phase of the control square wave signal to generate different phase control square waves and to feed the different phase control square waves into a fading mechanism of each of a plurality of processing units in the multi-core processor, respectively.

Vorzugsweise liegt die Frequenz des Steuerrechtecksignals, das von dem Pulsbreitenmodulationsgenerator 120 erzeugt wird, in einem Bereich von 20 kHz bis 30 kHz. Da ein für den Menschen hörbarer Frequenzbereich bei ungefähr 20 Hz bis 20 kHz liegt, kann die Verwendung eines Steuerrechtecksignals mit einem derartigen Frequenzbereich von einer Schaltung erzeugte akustische Störgeräusche vermeiden, wenn die Schaltung in Betrieb ist.Preferably, the frequency of the control square wave signal is that of the pulse width modulation generator 120 is generated in a range of 20 kHz to 30 kHz. Since a frequency range audible to humans is about 20 Hz to 20 kHz, the use of a control square wave signal having such a frequency range can avoid acoustic noise generated by a circuit when the circuit is in operation.

Optional sind die Phasen der Steuerrechtecksignale mit den unterschiedlichen Phasen unterschiedlich zueinander. Da die unterschiedlichen Steuerrechtecksignale die unterschiedlichen Phasen im Zeitbereich besitzen, können diese Steuerrechtecksignale bewirken, dass unterschiedliche Verarbeitungseinheiten zu einer unterschiedlichen Zeit über die Ausblendung der Verarbeitungseinheiten aktiviert werden, so dass die Last, die in dem Mehrkern-Prozessor zu verarbeiten ist, in unterschiedlichen Phasen eines gesamten Arbeitszyklus so weit wie möglich angeordnet werden kann. Daher können Lastschwankungen über den gesamten Arbeitszyklus hinweg geglättet werden, wodurch eine signifikante Laständerung in einigen Perioden vermieden wird.Optionally, the phases of the control square signals with the different phases are different from each other. Since the different control square signals have the different phases in the time domain, these control square signals may cause different processing units to be activated at a different time via the fading of the processing units, so that the load to be processed in the multi-core processor will be in different phases whole working cycle can be arranged as far as possible. Therefore, load fluctuations can be smoothed throughout the working cycle, avoiding a significant load change in some periods.

2 zeigt Auslastungsraten eines Mehrkern-Prozessors mit acht Verarbeitungseinheiten, wobei es keine Steuerung der Phasenverschiebung gibt. 2 zeigt die entsprechende Auslastungsrate S1 bis S8 der acht Verarbeitungseinheiten in dem Mehrkern-Prozessor und die Summe S9 von S1 bis S8. Die Auslastungsrate einer Verarbeitungseinheit ist ein Verhältnis einer Dauer, in der sie arbeitet in Bezug auf eine Dauer, in der sie eingeschaltet ist. Wie in 2 gezeigt ist, würden, wenn es keine Steuerung der Phasenverschiebung hinsichtlich der Ausblendungen der mehreren Verarbeitungseinheiten geben würde, die acht Verarbeitungseinheiten gleichzeitig in der Periode arbeiten, die mit 0,5 bis 2,5 und 7,5 bis 10,5 bezeichnet ist, was zulässt, dass die Summe S9 der Auslastungsraten S1 bis S8 der acht Verarbeitungseinheiten ungefähr 60% beträgt. 3 zeigt Auslastungsraten eines Mehrkern-Prozessors mit acht Verarbeitungseinheiten, wobei eine Steuerung der Phasenverschiebung vorgesehen ist. Wie in 3 gezeigt ist, werden, wenn es eine Steuerung der Phasenverschiebung über die Ausblendungen der acht Verarbeitungseinheiten hinweg gibt, die von den acht Verarbeitungseinheiten zu verarbeitenden Aufgaben in der Zeitdauer, die durch 0,5 bis 2,5 bezeichnet ist, so gemittelt, dass sie in einem Arbeitszyklus verarbeitet würden, der durch 0 bis 8 bezeichnet ist. In ähnlicher Weise werden die von den acht Verarbeitungseinheiten in der mit 7,5 bis 10,5 bezeichneten Periode zu verarbeitenden Aufgaben so gemittelt, dass sie in dem Arbeitszyklus verarbeitet werden, der durch 8 bis 16 bezeichnet ist. Somit wird die Summe S9 der Auslastungsraten S1 bis S8 auf ungefähr 0,2 verringert. Man erkennt durch den Vergleich der 2 mit der 3, dass die Summe der Auslastungsraten der acht Verarbeitungseinheiten in einer gewissen Periode eines Arbeitszyklus deutlich reduziert wird, indem die Ausblendungen der mehreren Verarbeitungseinheiten durch die Steuerrechtecksignale mit den unterschiedlichen Phasen gesteuert werden, die durch Verschieben ihrer Phase durch den Phasenschieber 130 erzeugt werden. D. h., für einen Mehrkern-Prozessor kann die in einer gewissen Periode eines Arbeitszyklus verarbeitete Last so gemittelt werden, dass sie in einer längeren Periode des Arbeitszyklus verarbeitet wird. Folglich können ein Stromrauschen und ein Spannungsrauschen sowie ein Temperaturanstieg aufgrund einer Laständerung verringert werden. 2 Figure 3 shows utilization rates of a multi-core processor with eight processing units, where there is no phase shift control. 2 shows the corresponding utilization rate S1 to S8 of the eight processing units in the multi-core processor and the sum S9 from S1 to S8. The utilization rate of a processing unit is a ratio of a duration in which it operates in Refers to a duration in which it is switched on. As in 2 For example, if there were no phase shift control over the fades of the multiple processing units, then the eight processing units would operate simultaneously in the period denoted by 0.5 to 2.5 and 7.5 to 10.5, which allows the sum S9 of the utilization rates S1 to S8 of the eight processing units to be approximately 60%. 3 Figure 3 shows utilization rates of a multi-core processor with eight processing units, with phase-shift control provided. As in 3 5, when there is a control of the phase shift across the fades of the eight processing units, the tasks to be processed by the eight processing units in the period designated by 0.5 to 2.5 are averaged to be in a duty cycle denoted by 0 to 8. Similarly, the tasks to be processed by the eight processing units in the period labeled 7.5 to 10.5 are averaged to be processed in the work cycle designated by 8 to 16. Thus, the sum S9 of the duty rates S1 to S8 is reduced to about 0.2. One recognizes by comparing the 2 with the 3 in that the sum of the utilization rates of the eight processing units is significantly reduced in a certain period of a duty cycle by controlling the fades of the plurality of processing units by the control rectangular signals having the different phases, by shifting their phase through the phase shifter 130 be generated. That is, for a multi-core processor, the load processed in a certain period of a duty cycle may be averaged to be processed in a longer period of the duty cycle. Consequently, current noise and voltage noise as well as a temperature rise due to a load change can be reduced.

Vorzugsweise liegen die Phasen der Steuerrechtecksignale mit den unterschiedlichen Phasen in einer arithmetischen Progression vor. Eine derartige Verteilung als arithmetische Progression kann bewirken, dass die Lasten in einem Mehrkern-Prozessor gleichmäßiger in unterschiedliche Perioden eines gesamten Arbeitszyklus verteilt werden. Wenn, wie insbesondere in 1 gezeigt ist, der Phasenschieber 130 acht Steuerrechtecksignale mit den unterschiedlichen Phasen ausgibt, liegt eine 45°-Phasendifferenz zwischen zwei benachbarten Steuerrechtecksignalen vor. Wenn beispielsweise vorausgesetzt wird, dass die Frequenz der erzeugten Steuerrechtecksignale 25 kHz beträgt, dann erzeugt die 45°-Phasendifferenz im Zeitbereich eine 5 ms Zeitdifferenz zwischen zwei benachbarten Steuerrechtecksignalen. Im Vergleich mit der zuvor aktivierten Verarbeitungseinheit kann entsprechend die Einschaltzeit jeder Verarbeitungseinheit um 5 ms durch die Steuerrechtecksignale mit der 5 ms Zeitdifferenz über die Ausblendung der Verarbeitungseinheit verzögert werden.Preferably, the phases of the control square wave signals with the different phases are present in an arithmetic progression. Such a distribution as arithmetic progression may cause the loads in a multi-core processor to be more evenly distributed into different periods of an entire work cycle. If, in particular in 1 shown is the phase shifter 130 outputs eight control square signals with the different phases, there is a 45 ° phase difference between two adjacent control square signals. For example, assuming that the frequency of the generated control square wave signals is 25 kHz, then the 45 ° phase difference in the time domain produces a 5 ms time difference between two adjacent control square waves. Accordingly, in comparison with the previously activated processing unit, the on-time of each processing unit can be delayed by 5 ms by the control rectangle signals with the 5 ms time difference via the suppression of the processing unit.

Das zuvor beschriebene System 100 zur Steuerung der Ausblendungen des Mehrkern-Prozessors kann bewirken, dass die mehreren Verarbeitungseinheiten zu unterschiedlichen Zeiten aktiviert werden. Daher kann dies den Mehrkern-Prozessor dazu zwingen, ohne volle Auslastung in einer längeren Zeit in dem gesamten Arbeitszyklus zu arbeiten. D. h., während einige Verarbeitungseinheiten arbeiten, sind andere Verarbeitungseinheiten untätig. Wenn somit eine Laständerung in dem Mehrkern-Prozessor auftritt, wird die Last gegebenenfalls nicht gleichzeitig in jeder Verarbeitungseinheit verarbeitet. In dem Mehrkern-Prozessor kann die in einer gewissen Periode eines Arbeitszyklus zu verarbeitende Last so gemittelt werden, dass sie in einer längeren Periode des Arbeitszyklus verarbeitet wird. Folglich können ein Stromrauschen, ein Spannungsrauschen und ein Temperaturanstieg aufgrund einer Laständerung verringert werden.The system described above 100 controlling the masks of the multi-core processor may cause the multiple processing units to be activated at different times. Therefore, this may force the multi-core processor to operate in a full-cycle throughout the entire work cycle without full utilization. That is, while some processing units are operating, other processing units are idle. Thus, if a load change occurs in the multi-core processor, the load may not be processed simultaneously in each processing unit. In the multi-core processor, the load to be processed in a certain period of a duty cycle may be averaged to be processed in a longer period of the duty cycle. Consequently, current noise, voltage noise, and temperature rise due to a load change can be reduced.

4 zeigt ein System 400 zur Steuerung von Ausblendungen bzw. Ausblendmechanismen in einem Mehrkern-Prozessor gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 400 umfasst einen Pulsbreitenmodulationsgenerator 420 und einen Phasenschieber 430, und enthält ferner einen Statusmonitor 400 zur Überwachung eines Status eines Mehrkern-Prozessors und zur Erzeugung von Statusinformation auf der Grundlage des überwachten Status. Dabei wird das Steuerrechtecksignal auf der Grundlage der Statusinformation erzeugt. 4 shows a system 400 for controlling fades in a multi-core processor according to another embodiment of the present invention. The system 400 includes a pulse width modulation generator 420 and a phase shifter 430 , and also includes a status monitor 400 for monitoring a status of a multi-core processor and for generating status information based on the monitored status. At this time, the control square signal is generated on the basis of the status information.

Aus dem zuvor beschriebenen Prozess zum Erzeugen der Steuerrechtecksignale kann man entnehmen, dass ein Tastverhältnis eines Steuerrechtecksignals mit dem Status des Mehrkern-Prozessors verknüpft ist. Die Phasen der Steuerrechtecksignale werden verschoben, und die verschobenen Steuerrechtecksignale werden der Ausblendung bzw. dem Ausblendmechanismus jeder Verarbeitungseinheit in dem Mehrkern-Prozessor eingespeist, um eine entsprechende Einschaltdauer einzustellen. Der Status des Mehrkern-Prozessors wird geändert, indem die Einschaltdauer der Verarbeitungseinheiten eingestellt wird. Umgekehrt würde der geänderte Status das Tastverhältnis der Steuerrechtecksignale beeinflussen, wodurch ein Prozessablauf ähnlich zu einer Rückkopplungssteuerung gebildet wird. Nach der Zyklensteuerung über eine Zeitdauer hinweg kann der Status des Mehrkern-Prozessors einen Sollwert erreichen. Der Status des Mehrkern-Prozessors kann eine Temperatur, eine Temperaturanstiegsrate, eine Auslastungsrate usw. sein.From the above-described process for generating the control square wave signals, it can be seen that a duty cycle of a control square wave signal is linked to the status of the multi-core processor. The phases of the control square signals are shifted, and the shifted control square signals are fed to the fading mechanism of each processing unit in the multi-core processor to set a corresponding duty ratio. The status of the multi-core processor is changed by adjusting the duty cycle of the processing units. Conversely, the changed state would affect the duty cycle of the control square wave signals, thereby forming a process flow similar to a feedback control. After cycle control over a period of time, the status of the multi-core processor may reach a setpoint. The status of the multi-core processor may be a temperature, a temperature rise rate, a utilization rate, and so on.

Vorzugsweise kann der Statusmonitor 400 einen Temperaturmonitor zur Überwachung einer Temperatur des Mehrkern-Prozessors und zur Erzeugung der Statusinformation auf der Grundlage der überwachten Temperatur aufweisen. Der Pulsbreitenmodulationsgenerator 420 wird ferner verwendet, um eine Temperaturanstiegsrate auf der Grundlage der Statusinformation zu berechnen. Wenn dabei die Temperaturanstiegsrate größer als ein Schwellwert ist, wird ein Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals verringert; wenn die Temperaturanstiegsrate gleich oder kleiner als der Schwellwert ist, wird das Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals erhöht. Preferably, the status monitor 400 a temperature monitor for monitoring a temperature of the multi-core processor and generating the status information based on the monitored temperature. The pulse width modulation generator 420 is also used to calculate a temperature rise rate based on the status information. In this case, if the temperature rise rate is greater than a threshold value, a duty cycle of the control square wave signal is reduced; if the temperature rise rate is equal to or smaller than the threshold value, the duty ratio of the control square wave signal is increased.

Die Statusinformation, die auf der Grundlage der von dem Temperaturmonitor überwachten Temperatur erzeugt wird, kann ein digitaler Wert sein, etwa ein Temperaturwert. Der Pulsbreitenmodulationsgenerator 420 kann ferner eine Temperaturanstiegsrate entsprechend dem eingespeisten Temperaturwert berechnen. Wenn eine Temperaturanstiegsrate höher als der Schwellwert ist, wird dargestellt, dass eine Laständerung in dem Mehrkern-Prozessor größer ist. In diesem Falle kann die Temperaturanstiegsrate durch Reduzierung der Größe der Last, die in dem Mehrkern-Prozessor verarbeitet wird, gesteuert werden. Somit kann durch Verringerung des Tastverhältnisses der Steuerrechtecksignale die Einschaltdauer der Verarbeitungseinheiten, die durch den Ausblendmechanismus der Verarbeitungseinheiten aktiviert werden, verringert werden. Folglich kann die Größe der Last, die zu einer gewissen Zeit in dem Mehrkern-Prozessor verarbeitet werden muss, so verringert werden, dass die Temperaturanstiegsrate ebenfalls entsprechend verringert wird. Auf diese Weise kann die Temperaturanstiegsrate auf einen geeigneten Bereich gesteuert werden. Vorzugsweise liegt der Bereich der Temperaturanstiegsrate bei 0,3°C bis 0,6°C pro Sekunde, wodurch eine zu schnelle Alterung und sogar eine Rissbildung in einem Gehäuse des Mehrkern-Prozessors und ebenso damit verwandte nachteilige Wirkungen vermeidbar sind, die durch einen abrupten Temperaturanstieg hervorgerufen werden. Wenn in ähnlicher Weise das Tastverhältnis der Steuerrechtecksignale erhöht wird, kann die Einschaltdauer der Verarbeitungseinheiten, die von den Ausblendmechanismen der Verarbeitungseinheiten aktiviert werden, vergrößert werden. Folglich kann mehr Last gleichzeitig in dem Mehrkern-Prozessor verarbeitet werden, wenn eine große Last verarbeitet werden muss. Das Tastverhältnis der Steuerrechtecksignale kann bis zu 100% betragen, um in ausreichender Weise die Anforderung durch die Last zu erfüllen.The status information generated based on the temperature monitored by the temperature monitor may be a digital value, such as a temperature value. The pulse width modulation generator 420 may further calculate a temperature rise rate corresponding to the input temperature value. If a temperature rise rate is higher than the threshold, it is illustrated that a load change is greater in the multi-core processor. In this case, the temperature rise rate can be controlled by reducing the size of the load processed in the multi-core processor. Thus, by reducing the duty cycle of the control square signals, the duty ratio of the processing units activated by the fading mechanism of the processing units can be reduced. Consequently, the amount of load that needs to be processed at a certain time in the multi-core processor can be reduced so that the temperature rise rate is also reduced accordingly. In this way, the temperature rise rate can be controlled to an appropriate range. Preferably, the range of the temperature rise rate is from 0.3 ° C to 0.6 ° C per second, thereby avoiding too rapid aging and even cracking in a multi-core processor package and related adverse effects caused by abrupt degradation Temperature rise are caused. Similarly, when the duty cycle of the control square signals is increased, the duty ratio of the processing units activated by the fading mechanisms of the processing units can be increased. As a result, more load can be processed simultaneously in the multi-core processor when a large load needs to be processed. The duty cycle of the control square signals can be up to 100% to sufficiently satisfy the requirement by the load.

Vorzugsweise umfasst der Statusmonitor 440 einen Lastmonitor zur Überwachung einer Auslastungsrate mindestens einer der mehreren Verarbeitungseinheiten und zur Erzeugung der Statusinformation auf der Grundlage der überwachten Auslastungsrate. Dabei wird ein Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals auf der Grundlage der Statusinformation eingestellt derart, dass eine Auslastungsrate des Mehrkern-Prozessors auf einem Sollwert gehalten wird.Preferably, the status monitor includes 440 a load monitor for monitoring a utilization rate of at least one of the plurality of processing units and generating the status information based on the monitored utilization rate. At this time, a duty ratio of the control square wave signal is set on the basis of the status information such that a duty ratio of the multi-core processor is kept at a target value.

Wie zuvor beschrieben ist, ist die Auslastungsrate einer Verarbeitungseinheit das Verhältnis der produktiven Arbeitszeit zu ihrer Einschaltdauer. Die Auslastung eines Mehrkern-Prozessors kann direkt ermittelt werden, indem die Auslastungsrate einer einzelnen Verarbeitungseinheit ermittelt wird, oder indem die überwachten Auslastungsraten mehrerer Verarbeitungseinheiten gemittelt werden. Die Einschaltdauer einer Verarbeitungseinheit kann durch ein Steuerrechtecksignal über eine Ausblendung gesteuert werden, wobei die produktive Zeitdauer von der tatsächlichen Last abhängt. Somit kann die Auslastungsrate der Verarbeitungseinheit verbessert werden, indem die Einschaltdauer der Verarbeitungseinheit geändert wird. D. h., die Auslastung kann verbessert werden, indem das Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals geändert wird. Das Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals hängt von einer tatsächlichen Auslastungsrate ab, da sie von der Statusinformation über die Auslastungsrate gesteuert ist. Die Auslastungsrate kann auf einem Sollwert gehalten werden, indem das Steuerrechtecksignal eingestellt wird. Vorzugsweise wird die Auslastungsrate des Mehrkern-Prozessors bei ungefähr 90% gehalten. In diesem Fall kann Leistung ausreichend eingespart werden, da die Einschaltdauer sehr nahe bei der produktiven Zeitdauer liegt; wobei dennoch ein Toleranzbereich in der Einschaltdauer von ungefähr 10% vorliegt, die nutzbar ist, wenn eine größere Last verarbeitet werden muss.As described above, the utilization rate of a processing unit is the ratio of the productive working time to its duty cycle. The utilization of a multi-core processor can be determined directly by determining the utilization rate of a single processing unit or by averaging the monitored utilization rates of multiple processing units. The duty cycle of a processing unit may be controlled by a control squared signal via a blanking, the productive time being dependent on the actual load. Thus, the utilization rate of the processing unit can be improved by changing the duty ratio of the processing unit. That is, the duty can be improved by changing the duty ratio of the control square wave signal. The duty cycle of the control rectangle signal depends on an actual utilization rate, since it is controlled by the status information about the utilization rate. The utilization rate can be maintained at a setpoint by adjusting the control square wave signal. Preferably, the utilization rate of the multi-core processor is maintained at approximately 90%. In this case, power can be sufficiently saved since the duty cycle is very close to the productive time period; Nevertheless, there is a tolerance range in the duty cycle of about 10%, which is useful when a larger load has to be processed.

5 zeigt ein System 500 zur Steuerung der Ausblendung in einem Mehrkern-Prozessor gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 500 umfasst einen Pulsbreitenmodulationsgenerator 520, einen Phasenschieber 530 und einen Statusmonitor 540, der einen Temperaturmonitor 541 und einen Lastmonitor 542 umfasst. Dabei wird der Temperaturmonitor 541 zur Überwachung einer Temperatur des Mehrkern-Prozessors und zur Erzeugung einer ersten Statusinformation auf der Grundlage der überwachten Temperatur verwendet. Der Lastmonitor 542 wird zu Überwachung einer Auslastungsrate mindestens einer der mehreren Verarbeitungseinheiten und zur Erzeugung einer zweiten Statusinformation auf der Grundlage der überwachten Auslastungsrate verwendet. Und der Pulsbreitenmodulationsgenerator 520 wird ferner verwendet, um eine Temperaturanstiegsrate auf der Grundlage der ersten Statusinformation zu berechnen. Wenn die Temperaturanstiegsrate gleich oder kleiner als ein Schwellwert ist, wird ein Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals auf der Grundlage der zweiten Statusinformation so eingestellt, dass eine Auslastungsrate des Mehrkern-Prozessors auf einem Sollwert gehalten wird; wenn die Temperaturanstiegsrate größer als der Schwellwert ist, wird das Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals verringert. 5 shows a system 500 for controlling fade-out in a multi-core processor according to yet another embodiment of the present invention. The system 500 includes a pulse width modulation generator 520 , a phase shifter 530 and a status monitor 540 who has a temperature monitor 541 and a load monitor 542 includes. This is the temperature monitor 541 used to monitor a temperature of the multi-core processor and to generate a first status information based on the monitored temperature. The load monitor 542 is used to monitor a utilization rate of at least one of the plurality of processing units and to generate a second status information based on the monitored utilization rate. And the pulse width modulation generator 520 is also used to calculate a temperature rise rate based on the first status information. When the temperature rise rate is equal to or smaller than a threshold value, a duty ratio of the control square wave signal becomes based on the second status information set to maintain a utilization rate of the multi-core processor at a setpoint; if the temperature rise rate is greater than the threshold, the duty cycle of the control square wave signal is reduced.

Wenn die Temperaturanstiegsrate gleich oder kleiner als ein Schwellwert ist, ist gezeigt, dass die Lastverarbeitung in einem Mehrkern-Prozessor nicht zu einem wesentlichen Temperaturanstieg führt. Daher ist es gegebenenfalls nicht erforderlich, dass die Einschaltdauer von Verarbeitungseinheiten verringert wird, um die Lastverarbeitung zu beschränken.When the temperature rise rate is equal to or less than a threshold, it is shown that load processing in a multi-core processor does not result in a substantial increase in temperature. Therefore, it may not be necessary for the duty cycle of processing units to be reduced to limit the load processing.

Wie zuvor beschrieben ist, wird das Tastverhältnis eines Steuerrechtecksignals auf der Grundlage der zweiten Statusinformation eingestellt, die auf Basis einer überwachten tatsächlichen Auslastungsrate erzeugt wird, wodurch die Auslastungsrate auf einem Sollwert gehalten wird. Wie zuvor beschrieben ist, kann, wenn die Temperaturanstiegsrate größer als der Schwellwert ist, das Tastverhältnis des Steuerrechtecksignals verringert werden, so dass die Einschaltdauer der Verarbeitungseinheiten, die von ihren Ausblendmechanismen aktiviert werden, reduziert wird. Als Folge davon kann die in dem Mehrkern-Prozessor verarbeitete Last verringert werden, so dass die Temperaturanstiegsrate mit ihr verringert werden kann. Somit kann die Temperaturanstiegsrate innerhalb eines geeigneten Bereichs gehalten werden.As described above, the duty ratio of a control square wave signal is set on the basis of the second status information generated based on a monitored actual utilization rate, thereby keeping the utilization rate at a target value. As described above, when the temperature rise rate is larger than the threshold value, the duty ratio of the control square wave signal can be reduced, so that the duty ratio of the processing units activated by their skip mechanisms is reduced. As a result, the load processed in the multi-core processor can be reduced, so that the temperature rise rate can be reduced with it. Thus, the temperature rise rate can be kept within a suitable range.

Vorzugsweise umfasst der Lastmonitor 542 ferner einen Zähler für aktive Verarbeitungseinheiten und eine Auslastungsraten-Steuerung. Der Zähler für aktive Verarbeitungseinheiten wird verwendet, um Auslastungsraten von mindestens zwei der mehreren Verarbeitungseinheiten zu überwachen und um eine umfassende Auslastungsrate des Mehrkern-Prozessors auf der Grundlage der Auslastungsrate der mindestens zwei der mehreren Verarbeitungseinheiten zu berechnen. Die Auslastungsraten-Steuerung wird verwendet, um die zweite Statusinformation auf der Grundlage der umfassenden Auslastungsrate zu erzeugen. Die Auslastungsrate der Verarbeitungseinheiten kann in genauer Weise auf einen Sollwert eingestellt werden, indem die umfassende Auslastungsrate des Mehrkern-Prozessors auf der Grundlage der überwachten Auslastungsrate der mehreren Verarbeitungseinheiten berechnet wird.Preferably, the load monitor comprises 542 and a counter for active processing units and utilization rate control. The active processing unit counter is used to monitor utilization rates of at least two of the plurality of processing units and to calculate a full utilization rate of the multi-core processor based on the utilization rate of the at least two of the plurality of processing units. The utilization rate controller is used to generate the second status information based on the overall utilization rate. The utilization rate of the processing units may be accurately set to a desired value by calculating the overall utilization rate of the multi-core processor based on the monitored utilization rate of the plurality of processing units.

6 zeigt ein System 600 zur Steuerung der Ausblendungen eines Mehrkern-Prozessors gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 600 umfasst einen Pulsbreitenmodulationsgenerator 620 und einen Phasenschieber 630. Vorzugsweise werden die mehreren Verarbeitungseinheiten in mehrere Gruppen eingeteilt, und jedes der Steuerrechtecksignale mit den unterschiedlichen Phasen wird entsprechend verwendet, um dem Ausblendmechanismus von Verarbeitungseinheiten in einer entsprechenden Gruppe eingespeist zu werden. Es können Tausende von Verarbeitungseinheiten in einem Mehrkern-Prozessor vorhanden sein. Wenn alle Verarbeitungseinheiten von Steuerrechtecksignalen mit unterschiedlichen Phasen gesteuert sind, würde die Einrichtung eines Systems zur Steuerung von Ausblendungen des Mehrkern-Prozessors sehr kompliziert und teuer werden. Somit kann im Hinblick auf einen Mehrkern-Prozessor mit einer großen Anzahl an Verarbeitungseinheiten das Gruppensteuerverfahren eingesetzt werden. 6 shows a system 600 for controlling the fades of a multi-core processor according to yet another embodiment of the present invention. The system 600 includes a pulse width modulation generator 620 and a phase shifter 630 , Preferably, the plurality of processing units are divided into a plurality of groups, and each of the control rectangular signals having the different phases is correspondingly used to be fed to the masking mechanism of processing units in a corresponding group. There may be thousands of processing units in a multi-core processor. If all the processing units are controlled by differential phase control square signals, the establishment of a multi-core processor blanking control system would become very complicated and expensive. Thus, in view of a multi-core processor having a large number of processing units, the group control method can be employed.

Vorzugsweise ist die Anzahl der Gruppen acht. Der Phasenschieber 630 wird ferner verwendet zur Verschiebung der Phase des Rechtecksteuersignals, um acht Steuerrechtecksignale mit Phasen zu erzeugen, die eine arithmetische Progression mit einer gemeinsamen 45°-Differenz sind, und zur Einspeisung jedes der acht Rechtecksteuersignale mit den Phasen, die in der arithmetischen Progression mit der gemeinsamen 45°-Differenz vorliegen, in die Ausblendmechanismen der Verarbeitungseinheiten in der entsprechenden Gruppe. Da die Anzahl der Verarbeitungseinheiten typischerweise ein ganzzahliges Vielfaches von acht ist, wird ein System zur Steuerung der Ausblendmechanismen eines Mehrkern-Prozessors einfach realisiert, indem die Verarbeitungseinheiten in acht Gruppen unterteilt werden. Obwohl in 6 acht Gruppen gezeigt sind, erkennt der Fachmann, dass die Anzahl an Gruppen nicht auf acht beschränkt ist.Preferably, the number of groups is eight. The phase shifter 630 is also used to shift the phase of the square-wave control signal to produce eight control square waves having phases which are an arithmetic progression with a common 45 ° difference, and feeding each of the eight square-wave control signals with the phases common to the common arithmetic progression 45 ° difference, in the suppression mechanisms of the processing units in the corresponding group. Since the number of processing units is typically an integer multiple of eight, a system for controlling the suppression mechanisms of a multi-core processor is easily realized by dividing the processing units into eight groups. Although in 6 It will be understood by those skilled in the art that the number of groups is not limited to eight.

Das System zur Steuerung von Ausblendmechanismen eines Mehrkern-Prozessors, das oben beschrieben ist, kann als eine diskrete Komponente oder als ein Chip oder integriert in einem Mehrkern-Prozessorchip bereitgestellt werden.The system for controlling fade-out mechanisms of a multi-core processor described above may be provided as a discrete component or as a chip or integrated into a multi-core processor chip.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Mehrkern-Prozessor bereitgestellt. 7 zeigt einen Mehrkern-Prozessor 700 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Mehrkern-Prozessor 700 umfasst mehrere Verarbeitungseinheiten 710 und ein System zur Steuerung der Ausblendung. Jede Verarbeitungseinheit umfasst eine Ausblendung bzw. einen Ausblendmechanismus 711. Das System zur Steuerung des Ausblendmechanismus umfasst ferner den Pulsbreitenmodulationsgenerator 720 und den Phasenschieber 730. Der Pulsbreitenmodulationsgenerator 720 wird verwendet, um ein Steuerrechtecksignal zu erzeugen. Der Phasenschieber 730 wird verwendet zur Verschiebung einer Phase des Steuerrechtecksignals, um Steuerrechtecksignale mit unterschiedlichen Phasen zu erzeugen, und entsprechend zur Einspeisung der Steuerrechtecksignale mit den unterschiedlichen Phasen in den Ausblendmechanismus jeder Verarbeitungseinheit. Der Fachmann versteht, dass ein System zur Steuerung von Ausblendmechanismen innerhalb eines Mehrkern-Prozessors jedes System sein kann, das zuvor mit Bezug zu 1 sowie 4 bis 6 beschrieben ist. Zur Vereinfachung wird die spezielle Beschreibung des Systems weggelassen. Der Fachmann auf dem Gebiet versteht den speziellen Aufbau und die Funktion des Systems durch Verweis auf 1 bis 6 und die zugehörige Beschreibung.In a further aspect of the invention, a multi-core processor is provided. 7 shows a multi-core processor 700 according to an embodiment of the present invention. The multi-core processor 700 includes several processing units 710 and a system for controlling the blanking. Each processing unit includes a fade-out mechanism 711 , The system for controlling the masking mechanism further includes the pulse width modulation generator 720 and the phase shifter 730 , The pulse width modulation generator 720 is used to generate a control square wave signal. The phase shifter 730 is used to shift a phase of the control square wave signal to generate control square wave signals having different phases, and correspondingly to feed the control square wave signals with the different phases into the blanking mechanism of each processing unit. Those skilled in the art will understand that a system for controlling skip mechanisms within a multi-core processor may be any system previously described with reference to 1 such as 4 to 6 is described. For simplicity, the specific description of the system will be omitted. One skilled in the art will understand the specific structure and function of the system by reference 1 to 6 and the associated description.

Claims

A multi-core processor comprising: a plurality of processing units, each processing unit having a fade-out mechanism; and a system ( 500 ) for controlling the masking mechanism, further comprising: a pulse width modulation generator ( 520 ) for generating a rectangular control signal; a phase shifter ( 530 ) for shifting a phase of the control square wave signal in order to generate control square wave signals with different phases, and for corresponding feeding of the control square wave signals with the different phases into the fading mechanism of each processing unit, and a status monitor ( 540 ) for monitoring a status of the multi-core processor and for generating status information based on the monitored status, the status monitor having a temperature monitor ( 541 ) for monitoring a temperature of the multi-core processor and generating the status information based on the monitored temperature, wherein the control square wave signal is generated based on the status information, wherein the pulse width modulation generator is further used for calculating a temperature increase rate based on the status information; and wherein if the temperature rise rate is greater than a threshold value, a duty cycle of the control square wave signal is decreased; if the temperature rise rate is equal to or smaller than the threshold value, the duty ratio of the control square wave signal is increased.

The multi-core processor of claim 1, wherein the phases of the control square wave signals having the different phases are different from each other.

The multi-core processor of claim 2, wherein the phases of the control square wave signals having the different phases exist as an arithmetic progression.

The multi-core processor of claim 1, wherein the status monitor ( 540 ) a load monitor ( 542 ) for monitoring a utilization rate of at least one of the plurality of processing units and generating the status information based on the monitored utilization rate; wherein a duty ratio of the control square wave signal is set based on the status information such that a duty ratio of the multi-core processor is maintained at a target value.

A multi-core processor comprising: a plurality of processing units, each processing unit having a fade-out mechanism; and a system ( 500 ) for controlling the masking mechanism, further comprising: a pulse width modulation generator ( 520 ) for generating a rectangular control signal; a phase shifter ( 530 ) for shifting a phase of the control square wave signal in order to generate control square wave signals with different phases, and for corresponding feeding of the control square wave signals with the different phases into the fading mechanism of each processing unit, and a status monitor ( 540 ) for monitoring a status of the multi-core processor and for generating status information based on the monitored status, wherein the control square-wave signal is generated based on the status information, the status monitor having a temperature monitor ( 541 ) and a load monitor ( 542 ) having; wherein the temperature monitor is used to monitor a temperature of the multi-core processor and generate the first status information based on the monitored temperature; the load monitor is used to monitor a utilization rate of at least one of the plurality of processing units and generate second status information based on the monitored utilization rate; and the pulse width modulation generator is further used to calculate a temperature increase rate based on the first status information; wherein, when the temperature rise rate is equal to or less than a threshold value, a duty ratio of the control square wave signal based on the second status information is set so that a duty ratio of the multi-core processor is maintained at a target value; if the temperature rise rate is greater than the threshold value, the duty cycle of the control square wave signal is reduced.

The multi-core processor of claim 5, wherein the load monitor further comprises: an active processing unit counter for monitoring utilization rates of at least two of the plurality of processing units and calculating a full utilization rate of the multi-core processor based on Utilization rate of the at least two of the plurality of processing units; a utilization rate controller for generating the second status information based on the comprehensive utilization rate.

The multi-core processor according to claim 1 or 5, wherein the plurality of processing units are divided into a plurality of groups and each of the control rectangular signals having the different phases corresponding to a masking mechanism is supplied from processing units in a corresponding group.

The multi-core processor of claim 7, wherein the number of groups is eight; and the phase shifter is further used to shift the phase of the control square wave signal to produce eight control square wave signals having phases which are in an arithmetic progression with a common 45 ° difference, and to feed each of the eight control square wave signals with the phases included in the arithmetic Progression with the common 450 difference is present in the fading mechanisms of the processing units in the corresponding group.