眾核芯片熱建模與功耗管理技術(shù)研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、集成電路是人類智慧的結(jié)晶,對人類社會(huì)的發(fā)展有很深遠(yuǎn)的影響。而處理器、微處理器的發(fā)展,越來越存促進(jìn)了各行各業(yè)的發(fā)展,成為了工業(yè)界的大腦。很難想象,沒有電腦、手機(jī),我們的生活、工業(yè)會(huì)發(fā)展成什么樣子。然而,這個(gè)大腦也會(huì)因?yàn)樗伎歼^多而發(fā)熱。
  處理器、微處理器的核心數(shù)目增加,出現(xiàn)了多核甚至眾核的芯片。隨著工藝的進(jìn)步和晶體管尺寸的縮小,靜態(tài)功耗占總功耗的比例增加,功率密度的增加,溫度不斷升高,傳統(tǒng)的散熱方法已經(jīng)不能夠應(yīng)對。就造成了芯片的某

2、部分甚至是大部分的核心不能滿性能工作或者是完全關(guān)斷,這就是目前國內(nèi)外集成電路設(shè)計(jì)者和科學(xué)家研究的方向——黑硅[1]。然而,幸運(yùn)的是,黑硅并不是真的黑,黑色的部分只是在某一時(shí)刻不能夠完全開啟或者是開啟[2]。所以,黑硅是有利用價(jià)值的,我們本文的工作重點(diǎn)就是在保證芯片的核心溫度不超標(biāo)的情況下,得到芯片的最大性能。
  一開始,我們介紹了眾核芯片熱建模[7]的方法這里我們采用有限差分的方法進(jìn)行熱建模,并且這種熱建模的方法不光能夠仿真芯片

3、的熱靜態(tài)特性還可以仿真芯片的熱瞬態(tài)特性。對于大規(guī)模集成電路如多核和眾核芯片,我們創(chuàng)造性地提出了可組合[4]的熱模型,分別建模,然后反復(fù)利用建立的模型。然后進(jìn)行了能夠保護(hù)組合端口的模型降階,優(yōu)化了熱分析的速度。
  本文針對眾核芯片的熱建模與功耗管理,改進(jìn)了眾核芯片功耗分布與匹配的方法。我們一開始提出一種功率預(yù)算的方法,在保證所有核心溫度不超標(biāo)的前提下,通過MPC[5]和OMP等最優(yōu)化算法,找到芯片在運(yùn)行時(shí)所能容納的最大功耗。然后,

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