專利名稱：經由動態存儲器操作狀態的存儲器功率管理的制作方法
技術領域：
本發明的實施例涉及電子設備的操作管理。更具體地，本發明的實施例涉及用于適應性地調整電子設備的操作狀態的技術。
背景技術：
最近幾年，企業服務器系統和其它電子系統對能量效率和能量比例計算(energy proportional computing)的關注日益增加。在給定了服務器處理器和工作負荷的容量和帶寬要求的這些平臺中，管理存儲器功率對于總體效率是至關重要的。隨著處理核心數量持續增加以及吞吐量計算和輸入/輸出(I/O)能力的集成加速，預期該趨勢會使存儲器功率管理越來越成為平臺能量效率的一個關鍵要素。一種方法是關注于通過積極支持導致存儲器功率效率顯著改善的斷電和自刷新狀態來減少空閑存儲器功率。
通過示例而非限制的方式示出了本發明的實施例，在附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件。圖1是針對具有四個存儲器功率狀態和兩個存儲器模塊的實施例的示例性存儲器功率/性能表。圖2提供了以800MHz、1066MHz和1333MHz進行操作的示例性存儲器子系統的示例性帶寬-延遲曲線。圖3是電子系統的一個實施例的框圖。圖4是用于存儲器操作狀態的動態選擇和修改的技術的一個實施例的流程圖。
具體實施例方式在下面的描述中，闡述了許多具體的細節。然而，可以在沒有這些具體細節的情況下實現本發明的實施例。在其它情況中，沒有詳細示出公知的電路、結構和技術，以免模糊對本描述的理解。本文描述的是用于增加現有功率狀態并且進一步改善存儲器功率效率的動態存儲器頻率/電壓調節技術。每個頻率/電壓操作點被定義為與處理器P-狀態相似的H-狀態。在一個實施例中，用硬件實現H-狀態控制策略。本文描述的是在存儲器控制器內獲得存儲器調節因子的技術，該存儲器調節因子動態地捕獲對存儲器延遲的工作負荷敏感性并指導H-狀態轉換決定。在一個實施例中，可以容忍較高的存儲器延遲的工作負荷以改善平臺能量效率的較低的頻率運行，而對存儲器延遲敏感的工作負荷以充分利用了平臺中可用的性能能力的較高的速度運行。在存儲器控制器內，可以周期性地調度一個處理來訪問存儲器操作狀況并且為下一個時間間隔選擇適當的H-狀態。例如，可以以Ims的粒度來執行該處理。
例如，可以通過定義具有不同的預取策略、斷電策略和斷電深度的H-狀態來將 H-狀態的概念應用到頻率/電壓之外。在替代實施例中，可以針對操作系統交互提供一種技術，來支持“硬件管理的/操作系統指導的”功率管理范例。本文描述的技術可以被認為是定義具體的存儲器操作狀態(H-狀態)，基于給定的一組觀察為下一個時間間隔選擇最好的操作狀態，以及根據新的操作狀態重新配置存儲器參數。此外，可以提供用于與操作系統進行交互的接口，以獲得策略信息并提供服務質量 (QoS)反饋。可以以例如Ims的時間節拍或者取決于特定需求以不同的節拍(更高或者更低)來執行存儲器管理/配置處理(觀察、選擇、重配置)。圖1是針對具有四個存儲器功率狀態和兩個存儲器模塊的實施例的示例性存儲器功率/性能表。圖1中給出了一個針對每通道(例如，DDR3)兩個雙列直插式存儲器模塊(DIMM)的H-狀態定義的例子。H-狀態的具體集合并不限于該示例中的四個，并且它們的具體配置將是取決于平臺的，并且可以通過例如架構設計階段期間的優化學習來確定。參考圖1描述的技術提供了用于確定工作負荷存儲器調節的方法，該工作負荷存儲器調節也被稱為存儲器調節因子(MSF)，其可以用于控制存儲器頻率和電壓調節。存儲器子系統的兩個性能特征是其帶寬能力和延遲。對于沒有任何斷電的閉頁操作，下列的排隊等式很好地描述了帶寬和延遲之間的關系
權利要求
1.一種系統，包括處理核心，用于執行應用程序；存儲器子系統；以及存儲器控制器，其與所述處理核心和所述存儲器子系統耦合，所述存儲器控制器用于監控所述存儲器子系統的操作，將所監控的操作與一個或更多個性能閾值進行比較，以及至少基于所述存儲器子系統的所監控的性能特征來修改所述存儲器子系統的工作電壓和/ 或工作頻率參數。
2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述存儲器控制器還至少基于所述存儲器子系統的所監控的性能特征來修改存儲器斷電策略和存儲器預取策略。
3.根據權利要求1所述的系統，其中，所述存儲器控制器還至少基于所述應用程序的檢測的延遲敏感性來修改所述存儲器子系統的所述工作電壓和/或所述工作頻率參數。
4.根據權利要求1所述的系統，其中，所述存儲器控制器還至少基于所述存儲器子系統的所監控的性能特征來修改預取策略。
5.根據權利要求1所述的系統，其中，所述存儲器控制器和所述存儲器子系統互操作， 以使所述存儲器子系統在由所述工作電壓和所述工作頻率參數定義的四個操作狀態中的一個中進行操作。
6.根據權利要求1所述的系統，其中，所述處理核心還執行操作系統，所述操作系統用于提供由所述存儲器控制器用來修改所述存儲器子系統的所述工作電壓和/或所述工作頻率參數的反饋。
7.根據權利要求6所述的系統，其中，所述操作系統反饋至少包括修改所述一個或多個性能閾值。
8.根據權利要求1所述的系統，其中，所述存儲器子系統的所監控的性能特征至少包括存儲器子系統延遲使所述處理核心停滯的時間量。
9.根據權利要求1所述的系統，其中，所述存儲器子系統的所監控的性能特征至少包括存儲器子系統帶寬使用。
10.一種方法，包括監控電子設備內的存儲器子系統的操作特征；將所述存儲器子系統的所監控的操作特征與多個性能閾值進行比較；以及至少基于對所監控的操作特征和所述多個閾值的所述比較來修改所述存儲器子系統的工作電壓和工作頻率。
11.根據權利要求10所述的方法，還包括至少基于所述存儲器子系統的所監控的性能特征來修改存儲器斷電策略和存儲器預取策略。
12.根據權利要求10所述的方法，其中，至少基于所述應用程序的檢測的延遲敏感性來修改所述存儲器子系統的所述工作電壓和所述工作頻率參數。
13.根據權利要求10所述的方法，其中，還包括至少基于所述存儲器子系統的所監控的性能特征來修改預取策略。
14.根據權利要求10所述的方法，其中，存儲器控制器和存儲器子系統互操作，以使所述存儲器子系統在由所述工作電壓和所述工作頻率參數定義的至少四個操作狀態中的一個中進行操作。
15.根據權利要求10所述的方法，還包括執行操作系統，所述操作系統用于提供由所述存儲器控制器用來修改所述存儲器子系統的所述工作電壓和/或所述工作頻率參數的反饋。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，所述操作系統反饋至少包括修改所述一個或多個性能閾值。
17.根據權利要求10所述的方法，其中，所述存儲器子系統的所監控的性能特征至少包括存儲器子系統延遲使所述處理核心停滯的時間量。
18.根據權利要求10所述的方法，其中，所述存儲器子系統的所監控的性能特征至少包括存儲器子系統帶寬使用。
19.一種裝置，包括接口，用于與存儲器子系統進行通信；性能閾值存儲設備，用于存儲一個或多個性能閾值；以及存儲器控制器電路，其與所述接口和所述性能閾值存儲設備耦合，所述存儲器控制器電路用于監控所述存儲器子系統的操作，將所監控的操作與所述一個或多個性能閾值進行比較，以及至少基于所述存儲器子系統的所監控的性能特征來修改所述存儲器子系統的工作電壓和/或工作頻率參數。
20.根據權利要求19所述的裝置，其中，所述存儲器控制器還至少基于所述存儲器子系統的所監控的性能特征來修改存儲器斷電策略和存儲器預取策略。
21.根據權利要求19所述的裝置，其中，所述存儲器控制器電路還至少基于所述應用程序的檢測的延遲敏感性來修改所述存儲器子系統的所述工作電壓和/或所述工作頻率參數。
22.根據權利要求19所述的裝置，其中，所述存儲器控制器電路還至少基于所述存儲器子系統的所監控的性能特征來修改預取策略。
23.根據權利要求19所述的裝置，其中，所述存儲器控制器電路和所述存儲器子系統互操作，以使所述存儲器子系統在由所述工作電壓和所述工作頻率參數定義的四個操作狀態中的一個中進行操作。
24.根據權利要求19所述的裝置，其中，所述存儲器子系統的所監控的性能特征至少包括存儲器子系統延遲使所述處理核心停滯的時間量。
25.根據權利要求19所述的裝置，其中，所述存儲器子系統的所監控的性能特征至少包括存儲器子系統帶寬使用。
26.一種方法，包括監控主機系統中的一個或更多個處理核心的存儲器調節因子(MSF)、來自存儲器控制器的總計通道帶寬以及操作系統性能與功率偏差的比值；將所述MSF、總計通道帶寬和操作系統性能與功率偏差的比值與多個性能閾值進行比較；以及至少基于所述MSF、總計通道帶寬和操作系統性能與功率偏差的比值與多個性能閾值的比較來修改所述主機系統的存儲器子系統的存儲器工作頻率、存儲器工作電壓、斷電策略和預取策略中的一個或多個。
全文摘要
本文描述的是用于加強現有的存儲器功率管理技術并且進一步改善存儲器功率效率的動態的存儲器頻率/電壓調節技術。每個操作點被定義為存儲器的操作狀態。
文檔編號G06F1/32GK102298440SQ201110171058
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月23日 優先權日2010年6月23日
發明者E·戈爾巴托夫, H·S·戴維, J·W·亞歷山大, S·沙赫, U·R·哈內布特 申請人:英特爾公司