[发明专利]一种晶圆级芯片及其休眠计算晶粒的唤醒方法

说明书

本发明公开一晶圆级芯片，其包括若干个阵列排列的同构计算晶粒，每个计算晶粒被配置在上电期间为能够与其相邻晶粒保持连续通信，进而可在需要的时候通过计算晶粒来唤醒其相邻的休眠计算晶粒，以减少系统唤醒休眠计算晶粒所需要的时间，提高芯片的整体效率。

技术领域

本发明涉及云计算技术领域，特别涉及一种晶圆级芯片及其休眠计算晶粒的唤醒方法。

背景技术

为了节省数据在芯片之间传递所造成的时间、功耗浪费，目前在一些高性能计算、大算力计算及云计算任务中开始采用晶圆级芯片(wafer-scale chip)，以实现超强的计算能力。所述晶圆级芯片中包含有大量的晶粒(DIE)，其中部分晶粒用于与外部进行通信，可称为接口晶粒(IO-Die)，其余晶粒则用作计算，称为计算晶粒(C-Die，Compute Die)。

由于云端晶圆级芯片功耗非常大，因此在低任务负载时，主控HOST可以通过IO-DIE来控制部分计算晶粒进入睡眠模式以降低整体功耗。而当所述主控检测到当前运行中的计算晶粒负载不足时，则通过IO-DIE来唤醒休眠的计算晶粒。这一过程对于主控对已存的任务量的调度过于依赖，且等待运行程序和数据通路长，因此唤醒处于休眠模式的C-DIE所需的时间较长。

发明内容

针对现有技术中的部分或全部问题，本发明第一方面提供一种晶圆级芯片，包括：

若干个阵列排列的计算晶粒，其中所述计算晶粒均为同一类型的晶粒，且每个计算晶粒被配置为在芯片上电期间能够与其相邻晶粒保持连续通信。

进一步地，所述晶圆级芯片还包括：

接口晶粒，与所述计算晶粒可通信地连接；以及

电源管理与微控制器模块，用于各计算晶粒的电源及任务管理。

进一步地，所述计算晶粒之间通过晶粒互联(D2D，Die to Die connect)子模块可通信地连接，其中所述晶粒互联子模块采用极短串行互连(XSR)或UCIE协议。

进一步地，所述晶粒互联子模块、所述电源管理与微控制器模块设置于始终接通电压域中。

进一步地，所述计算晶粒包括数据接收缓存区(RX-BUFFER)，所述数据接收缓存区用于接收并存储任务所需的数据。

进一步地，所述晶圆级芯片包括N个接口晶粒，每个接口晶粒连接至每行计算晶粒中的任一计算晶粒。

本发明第二发明提供一种如前所述的晶圆级芯片的休眠计算晶粒的唤醒方法，包括：

工作状态下的第一计算晶粒预测指定时长内的负载趋势，当所述负载趋势等于或大于阈值时，唤醒相邻的处于休眠模式的第二计算晶粒，并上报主控；

主控通过所述第一计算晶粒将第二计算晶粒所需的数据发送至所述第二计算晶粒的数据接收缓存区，同时所述第二计算晶粒发送中断至电源管理与微控制器模块以进行上电；以及

所述第二计算晶粒上电完成后，从数据接收缓存区中读取数据并进入工作状态。

进一步地，所述方法还包括：

所述第一计算晶粒与第二计算晶粒之间进行定期握手。

进一步地，唤醒相邻的处于睡眠模式的第二计算晶粒包括：

第一计算晶粒通过晶粒互联子模块发送固定唤醒命令至所述第二计算晶粒。

进一步地，通过软件设定所述指定时长；和/或

所述指定时长在3至5个时间周期范围内，其中所述时间周期等于上电与下电时长总和。