Teknikker for Multicore Thermal Management

Bedring i teknologi har tillatt en økning i antall lag i databrikker. Mens slike konfigurasjoner kan føre til økt datamaskinens ytelse, kan økninger og variasjoner i temperatur påvirker systemytelsen og forkorte levetiden på brikken. Dynamisk frekvens spenning skalering, eller DVFS, har vært en vanlig metode for å styre strømforbruket og den resulterende varmen. En lukket sløyfe varmereguleringssystem er en nyere løsning.

Prinsipper for DVFS

DVFS kan redusere strømforbruket og den tilsvarende varmen ved å stenge av strømmen til ubrukte prosessorer gjennom bruk av makt porter. Fremgangsmåten er basert på forventet arbeidsbelastning og arbeidsbelastning indikert av sensorer i systemet. Forstyrrelser for systemytelse fra strømforbruket for portene kan minimeres ved å plassere portene i parallelle konfigurasjoner. Riktig operasjon blir oppnådd ved en komplisert logikk utforming. Forskning viser at tap av ytelse er forholdsvis liten når operasjonen er enkel, slik som å sende den gjennom prosessoren. Reduksjon i ytelse blir mer viktig som drift blir mer komplekst.

Begrensninger av DVFS

DVFS gjør gir en samlet reduksjon av temperaturen og en reduksjon i strømforbruket. Men systemene er underlagt termiske variasjoner og hot spots. I slike tilfeller fungerer DVFS som en korrigerende tiltak i stedet for å forutse slike hendelser. Dette kan resultere i plutselige kraft-mode overganger og tilsvarende reduksjon i systemytelsen. I tillegg gjør denne tilnærmingen ikke lett å tilpasse seg endringer i krav til ytelse. Frekvens prediksjon i forbindelse med med DVFS har blitt foreslått som en løsning for plutselige strømmodus overganger. Selv om dette ikke redusere den totale systemtemperatur, er det fortsatt problemer av hot spots og termiske variasjoner.

Lukket-sløyfe Thermal Management System

Dette systemet bruker modell prediktiv regulering for å identifisere potensielle problemer med varmen og reduserer potensielle avbrudd i systemytelsen. Oppførselen til flerkjernede chip er analysert. Spesielt er egenskapene til silisium og kobber lag av chips identifisert, og beregninger er gjort basert på denne informasjonen. Dessuten er kravene til høyere nivå programvare og tilsvarende behov av systemytelse tatt med i modellen. Bruken av slike opplysninger tillater optimalisering av ytelse og samtidig opprettholde grensene for varme.

Regler forordning Bruke MPC

Model Predictive Control, eller MPC, er en metode for prosessregulering som bidrar til å bestemme oppførselen av et komplekst system. Den oppnådde ved MPC prosessinformasjon kan brukes på to måter. En numerisk løser kan være innebygd i sanntid kode for å regulere systemet ved bruk av tilbakekoblingskontroller. Dette er kjent som en implisitt løser. Dessuten kan data precomputed offline og gis i form av en tabell. Dette er en eksplisitt løser. Gjennom bruk av analyse av mutlilayer chip, potensielle hot spots og termiske variasjoner og beregning mellom tilbudt og nødvendig arbeidsbelastning, viser forskning at MPC tilnærmingen er i stand til å forbedre systemytelsen med ca 15 prosent.