[发明专利]在异构多处理器片上系统中进行热驱动的工作负荷调度的方法和系统

说明书

相关申请的交叉引用

根据35 U.S.C.§119(e)要求于2011年11月21日提交、并且被转让的申请S/N.61/562,234、题为“THERMALLY DRIVEN WORKLOAD SCHEDULING IN A HETEROGENEOUS MULTI-PROCESSOR SYSTEM ON A CHIP(在异构多处理器片上系统中进行热驱动的工作负荷调度)”的美国临时申请的优先权，其全部内容通过援引纳入于此。

技术领域

本申请涉及异构多处理片上系统，尤其涉及在异构多处理器片上系统中进行热驱动的工作负荷调度的方法和系统。

技术背景

便携式计算设备(“PCD”)正成为人们在个人和职业层面上的必需品。这些设备可包括蜂窝电话、便携式数字助理(“PDA”)、便携式游戏控制台、掌上型计算机、和其他便携式电子设备。

PCD的一个独特方面是它们通常不具有有源冷却设备(如风扇)，这些冷却设备经常在较大的计算设备(诸如膝上型和台式计算机)中找到。取代使用风扇，PCD可依赖于电子封装的空间安排，从而两个或更多个有源和产热组件不会彼此邻近地放置。当两个或更多个产热组件在PCD内彼此适当间隔开时，从每个组件的操作产生的热量可能不会负面地影响另一个组件的操作。此外，当PCD内的产热组件在物理上与该设备内的其它组件隔离时，从该产热组件的操作所产生的热量就不会负面地影响其它周围的电子设备。许多PCD也可依赖于无源冷却设备(诸如热沉)以管理共同形成各个PCD的电子组件间的热能。

现实是PCD通常在尺寸上受限，并且因此PCD内用于诸组件的空间往往是非常珍贵的。由此，对工程师和设计者而言，通常在PCD内没有足够的空间以通过利用空间安排或无源冷却组件放置来缓解热降级或故障。因此，热能产生通常在PCD中通过应用各种热管理技术进行管理，这些热管理技术可包括以性能为代价而衰弱或关闭电子设备。

PCD内采用热管理技术，力图在缓解热能产生与影响由PCD提供的服务质量(“QoS”)之间寻求平衡。在具有异构处理组件的PCD中，可能难以管理平衡该折衷的后果，因为PCD内各个处理组件并非被创建成等同。例如，PCD中可以存在能够处理给定码块的多个处理组件，并且取决于那些组件的相应工作温度，一个组件在处理该码块方面将比另一个组件更高效。因此，当工作负荷任务完成并且热缓解措施被应用时，被最佳定位成处理码块的特定处理器可能根据各个处理器的个体工作温度而不时地变化。

因此，本领域中需要一种用于基于对处理器性能曲线的实时、或近实时的比较性分析来在PCD中跨异构处理组件调度或分配工作负荷的方法和系统。

发明内容

公开了用于在包含异构多处理器片上系统(“SoC”)的便携式计算设备中对工作负荷进行热感知调度的各方法和系统的各种实施例。由于异构多处理器SoC中的个体处理组件在给定温度处可展现不同的处理效率，且由于这些处理组件中不止一个处理组件可能能够处理给定码块，因此可以利用将这些个体处理组件在其所测量的工作温度下的各性能曲线进行比较的热感知工作负荷调度技术，通过实时、或近实时地将工作负荷分配给被最佳定位成高效地处理该码块的处理组件来使服务质量(“QoS”)最优化。

一种此种方法涉及监视与异构多处理器SoC中的多个个体处理组件中的每一者唯一地相关联的温度读数。当调度供处理的码块成为必要时，这多个处理组件中有资格处理该码块的两个或更多个处理组件被标识。与标识出的处理组件中的每一者相关联的温度读数被获取并且用于查询与关联于这些处理组件的性能曲线有关的温度的数据库。这些性能曲线表示对于给定个体处理组件，在该处理组件在给定温度下工作时功耗与工作负荷处理能力之间的关系。比较所查询的性能曲线，并且基于该比较，选择可用于处理该码块的最高效的处理组件。该码块被分配给所选处理组件。

该方法的一些实施例通过将这些处理组件的当前工作负荷映射到所查询的与每个处理组件相关联的性能曲线，选择最高效的处理组件。其他实施例将由该码块表示的工作负荷负担添加到个体处理组件的当前工作负荷负担，并且随后将未来工作负荷映射到所查询的与每个处理组件相关联的性能曲线。又一些实施例预测可能因向有资格的处理组件中的每一者分配该码块而引起的可能温度上升，并且基于预测温度来查询每个处理组件的性能曲线。