本文關(guān)鍵詞：眾核芯片熱建模與功耗管理技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：集成電路是人類智慧的結(jié)晶,對人類社會的發(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,我們的生活、工業(yè)會發(fā)展成什么樣子。然而,這個大腦也會因為思考過多而發(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)計者和科學(xué)家研究的方向——黑硅[1]。然而,幸運的是,黑硅并不是真的黑,黑色的部分只是在某一時刻不能夠完全開啟或者是開啟[2]。所以,黑硅是有利用價值的,我們本文的工作重點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,找到芯片在運行時所能容納的最大功耗。然后,通過匈牙利算法等匹配算法,配合DVFS和任務(wù)遷移[6],將我們的任務(wù)與功率預(yù)算得到的功率匹配。剩余的不能匹配的功率做DVFS之后,再參與匹配,最后,將所有的開啟的核心與任務(wù)匹配起來。這種新型的功率預(yù)算方法能夠幫助我們得到芯片的最大性能,并且使溫度不超標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：黑硅 眾核 功耗 匹配 熱管理
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN40
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 所面臨的黑硅問題8-9
• 1.2 黑硅產(chǎn)生的產(chǎn)生原因9-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢13-15
• 1.4 本文的結(jié)構(gòu)與工作內(nèi)容15-18
• 第二章 眾核芯片熱建模18-39
• 2.1 熱建模的方法和研究意義18-19
• 2.2 熱建模19-25
• 2.3 可組合熱模型的基礎(chǔ)25-30
• 2.3.1 可組合熱模型基礎(chǔ)25-26
• 2.3.2 可組合的熱模型分析26-30
• 2.4 含有邊界保護(hù)的可組合熱模型30-34
• 2.5 實驗結(jié)果34-37
• 2.6 本章小結(jié)37-39
• 第三章 應(yīng)用于眾核系統(tǒng)的新的功耗管理和熱管理方法39-61
• 3.1 黑硅問題面臨的熱管理需求39-40
• 3.2 動態(tài)熱管理的基礎(chǔ)40-42
• 3.3 針對黑硅問題的MPC的方法42-46
• 3.4 針對黑硅問題的新的功率預(yù)算方法46-51
• 3.5 功率預(yù)算之后的動態(tài)溫度熱管理51-55
• 3.5.1 任務(wù)遷移的功率分配52-53
• 3.5.2 用DVFS實線最終的功率的修正53-55
• 3.6 實驗結(jié)果55-56
• 3.7 本章小結(jié)56-61
• 第四章 總結(jié)61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68

【相似文獻(xiàn)】

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