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用于基于协作硬件和软件场景的功率管理的技术.pdf

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用于 基于 协作 硬件 软件 场景 功率 管理 技术
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摘要
申请专利号:

CN201580043819.9

申请日:

2015.08.18

公开号:

CN106662908A

公开日:

2017.05.10

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G06F 1/32申请日:20150818|||公开
IPC分类号: G06F1/32 主分类号: G06F1/32
申请人: 英特尔公司
发明人: A.R.卡胡; G.?#32791;? R.J.芬格尔
地址: 美国加利福尼亚州
优?#28909;ǎ?/td> 2014.09.17 US 14/488805
专利代理机构: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 张凌苗;郑冀之
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法律状态
申请(专利)号:

CN201580043819.9

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.06.06|||2017.05.10

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

用于协作硬件??软件功率管理的技术包括具有支持低功率空闲状态的处理器的计算设备。低功率空闲状态可以是连接待机或低功率音频回放状态。计算设备检测目前使用场景并且确定使用场景是否有资格功率提升。取得资格的使用场景可以包括低功率音频回放、屏幕上交互使用和I/O受限工作负载。对于取得资格的使用场景,计算设备应用提升的功率管理策略,其与默认功率管理策略相比增加功耗和性能。默认功率管理策略可以使性能和功耗基于近来的处理器利用。计算设备可以生成一个或多个硬件提示以增?#26377;?#33021;和功耗,诸如增加处理器p状态或设置能量性能偏差寄存器的值。描述并要求保护其他实施例。

权利要求书

1. 一种用于协作硬件-软件功率管理的计算设备,所述计算设备包括:
场景评估模块,用于(i)由所述计算设备检测所述计算设备的目前使用场景,所述目前
使用场景包括从低功率空闲状态退出,以及(ii)确定所述目前使用场景是否有资格功率提
升;和
功率状态策略模块,用于(i)响应于所述目前使用场景有资格功率提升的确定而应用
提升的功率管理策略,以及(ii)响应于所述目前使用场景没有资格功率提升的确定而应用
默认功率管理策略,其中所述提升的功率管理策略定义相对于所述默认功率管理策略的所
述计算设备的更高功耗。
2. 根据权利要求1所述的计算设备,其中:
应用所述提升的功率管理策略包括响应于所述低功率空闲状态的退出而应用所述提
升的功率管理策略;和
应用所述默认功率管理策略包括响应于所述低功率空闲状态的退出而应用所述默认
功率管理策略。
3.根据权利要求1所述的计算设备,其中,检测所述目前使用场景包括响应于所述低功
率空闲状态的退出而检测所述目前使用场景。
4.根据权利要求1所述的计算设备,其中,所述低功率空闲状态包括连接待机状态。
5.根据权利要求1所述的计算设备,其中,所述低功率空闲状态包括低功率音频回放状
态。
6.根据权利要求1所述的计算设备,其中,确定所述目前使用场景是否有资格功率提升
包括将所述目前使用场景与预定义使用场景的登记进行比较。
7.根据权利要求1所述的计算设备,其中,确定所述目前使用场景是否有资格功率提升
包括确定所述目前使用场景是否是屏幕上交互场景。
8.根据权利要求1所述的计算设备,其中,确定所述目前使用场景是否有资格功率提升
包括确定所述目前使用场景是否是I/O受限工作负载场景。
9.根据权利要求1所述的计算设备,其中,确定所述目前使用场景是否有资格功率提升
包括确定所述目前使用场景是否包括跟随在所述计算设备的空闲时段之后的高处理器使
用的突发。
10. 根据权利要求1-9中?#25105;?#39033;所述的计算设备,其中:
应用所述提升的功率管理策略包括提示所述计算设备的处理器增加功耗;和
应用所述默认功率管理策略包括提示所述处理器相对于所述提升的功率管理策略减
少功耗。
11.根据权利要求10所述的计算设备,其中,提示所述处理器增加功耗包括增加所述计
算设备的处理器p状态。
12.根据权利要求11所述的计算设备,其中,增加所述处理器p状态包括增加处理器频
率或处理器电压。
13.根据权利要求11所述的计算设备,其中,提示所述处理器相对于所述提升的功率管
理策略减少功耗包括根据所述计算设备的处理器利用来设置所述处理器p状态。
14. 根据权利要求10所述的计算设备,其中:
提示所述处理器增加功耗包括:将所述处理器的能量性能偏差(EPB)模型特定寄存器
(MSR)设置为第一寄存器值;以及
提示所述处理器相对于所述提升的功率管理策略减少功耗包括将EPB MSR设置为第二
寄存器值,其中所述第一寄存器值指示比所述第二寄存器值高的功耗。
15.一种用于协作硬件-软件功率管理的方法,所述方法包括:
由计算设备检测所述计算设备的目前使用场景;
由所述计算设备确定所述目前使用场景是否有资格功率提升;
在所述目前使用场景期间由计算设备退出低功率空闲状态;
响应于确定所述目前使用场景有资格功率提升,由所述计算设备应用提升的功率管理
策略;和
响应于确定所述目前使用场景没有资格功率提升,由所述计算设备应用默认功率管理
策略,其中所述提升的功率管理策略定义相对于所述默认功率管理策略的所述计算设备的
更高功耗。
16. 根据权利要求15所述的方法,其中:
应用所述提升的功率管理策略包括响应于退出所述低功率空闲状态而应用所述提升
的功率管理策略;和
应用所述默认功率管理策略包括响应于退出所述低功率空闲状态而应用所述默认功
率管理策略。
17.根据权利要求15所述的方法,其中,检测所述目前使用场景包括响应于退出所述低
功率空闲状态而检测所述目前使用场景。
18.根据权利要求15所述的方法,其中,退出所述低功率空闲状态包括退出连接待机状
态。
19.根据权利要求15所述的方法,其中,退出所述低功率空闲状态包括退出低功率音频
回放状态。
20. 根据权利要求15所述的方法,其中:
应用所述提升的功率管理策略包括提示所述计算设备的处理器增加功耗;和
应用所述默认功率管理策略包括提示所述处理器相对于所述提升的功率管理策略减
少功耗。
21. 根据权利要求20所述的方法,其中:
提示所述处理器增加功耗包括增加所述计算设备的处理器p状态;和
提示所述处理器相对于所述提升的功率管理策略减少功耗包括根据所述计算设备的
处理器利用来设置所述处理器p状态。
22. 根据权利要求20所述的方法,其中:
提示所述处理器增加功耗包括将所述处理器的能量性能偏差(EPB)模型特定寄存器
(MSR)设置为第一寄存器值;和
提示所述处理器相对于所述经提升的功率管理策略减少功耗包括将EPB MSR设定为第
二寄存器值,其中所述第一寄存器值指示比所述第二寄存器值高的功耗。
23. 一种计算设备,包括:
处理器;和
具有存储在其中的多个指令的存储器,所述指令在由所述处理器执行时使所述计算设
备执行根据权利要求15-22中?#25105;?#39033;所述的方法。
24.一个或多个机器可读存储介?#21097;?#25152;述机器可读存储介质包括存储在其上的多个指
令,所述指令响应于被执行而导致计算设备执行根据权利要求15-22中?#25105;?#39033;所述的方法。
25.一种计算设备,包括用于执行根据权利要求15-22中?#25105;?#39033;所述的方法的装置。

?#24471;?#20070;

用于基于协作硬件和软件场景的功率管理的技术

相关美国专利申请的交叉引用

本申请要求于2014年9月17日提交的题为“TECHNOLOGIES FOR COLLABORATIVE
HARDWARE AND SOFTWARE SCENARIO-BASED POWER MANAGEMENT”的美国实用新型专利申请
系列号14/488,805的优?#28909;ā?br />

背景技术

能量效率对于当前计算设备而言是越来越重要的考虑。对于诸如膝?#38386;?#35745;算机、
平板计算机和智能电话之类的便携式设备,能量效率直接影响电池寿命,这是用户体验的
重要部分。对于服务器设备,能量效率直接影响成本、计算密度和热管理。因此,当前处理器
通常支持不同性能和功耗水平的平衡。通常,处理器可能能够缩放其性能和功耗以改善负
载下的性能,并且当空闲或轻负载时降低功耗。当前的处理器和设备还支持低功率使用模
型,其允许设备针对某些使用模型实现极低的功耗。例如,当前计算设备可以支持连接的待
机、低功率音频回放或其他低功率状态。

典型的计算机操作?#20302;?#21487;以应用默认功率管理策略,其基于近来的处理器利用来
设置当前处理器性能水平。操作?#20302;?#21487;以周期性地检查处理器利用并在每次检查之后设置
性能水平。例如,当处理器大部分空闲时,操作?#20302;?#21487;以降低处理器性能水平,并且当处理
器利用增加时,操作?#20302;?#21487;以增加处理器性能水平。如上所述,处理器性能水平通常直接影
响功耗。

附图?#24471;?br />

在附图中通过示例而非限制的方式?#24471;?#20102;本文所描述的概念。为了?#24471;?#30340;简单和
清楚,图中所?#24471;?#30340;元素不一定按比例绘制。在认为适当的情况下,在图中重复参考标记以
指示对应或类似的元素。

图1是用于协作硬件-软件功率管理的计算设备的至少一个实施例的简化框图;

图2是图1的计算设备的环境的至少一个实施例的简化框图;和

图3是可以由图1和图2的计算设备所执行的用于协作硬件-软件功率管理的方法的至
少一个实施例的简化流程图。

具体实施方式

虽然本公开的概念易于遭受各?#20013;?#25913;和替代形式,但是已经通过附图中的示例示
出并且将在本文中详细描述其具体实施例。然而,应当理解,没有意图将本公开的概念限制
为所公开的特定形式,而是相反,意图是覆盖与本公开以及所附权利要求一致的所有修改、
等同物和替代物。

在?#24471;?#20070;中对“一个实施例”、“实施例”、“?#24471;?#24615;实施例”等的引用指示所描述的
实施例可以包括特定特征、结构或特性,但是每个实施例可以包括或者可以不一定包括该
特定特征、结构或特性。此外,这样的短语不一定指的是相同的实施例。此外,当结合实施例
描述特定特征、结构或特性时,无论是否明确描述,都认为结合其他实施例来实现这样的特
征、结构或特性是在本领域技术人员的知识?#27573;?#20869;的。另外,应当理解,以“至少一个A、B和
C”的形式包括在列表中的项目可以意?#31119;海ˋ);(B);(C);(A和B);(A和C);(B和C);或(A、B和
C)。类?#39057;兀?#20197;“A、B或C中的至少一个”的形式列出的项目可以意?#31119;ˋ);(B);(C);(A和B);(A
和C);(B和C);或(A、B和C)。

在一些情况下,可以以硬件、固件、软件或其任何组合来实现所公开的实施例。所
公开的实施例还可以被实现为?#31245;?#26102;性或非暂时性机器可读(例如,计算机可读)存储介质
携带或存储在其上的指令,所述指令可以由一个或多个处理器读取和执行。可以将机器可
读存储介质具体化为用于以机器可?#21015;?#24335;存储或传输信息的任?#26410;?#20648;设备、机构或其他物
理结构(例如,?#36164;?#24615;或?#19988;资?#24615;存储器、介质盘或其他介质设备)。

在附图中,可以以具体布置和/或排序来示出一些结构或方法特征。然而,应当理
解,可能不需要这样的具体布置和/或排序。相反,在一些实施例中,这样的特征可以以与说
明性附图中所示出的不同的方式和/或顺序来布置。附加地,在特定图中包括结构或方法特
征并不意味着暗示在所有实施例中都需要此类特征,并?#20197;?#19968;些实施例中可以不包括此类
特征或者此类特征可以与其他特征组合。

现在参考图1,用于协作硬件-软件功率管理的?#24471;?#24615;计算设备100包括处理器
120,I/O子?#20302;?24,存储器126和数据存储设备128。在使用中,如?#28388;?#36848;,计算设备100被配
置为使处理器120进入低功率空闲状态以及退出低功率空闲状态。对于某些使用场景和/或
软件工作负载,当离开低功率空闲状态时,计算设备100增加计算设备100的处理器120和/
或其他部件的性能和功耗。当所需的处理完成时,计算设备100可以使处理器120重新进入
低功率空闲状态。与默认未提升(un-boosted)的行为相比,提升计算设备100的性能和功耗
可以改进计算设备100对于某些交互式任务的响应性。附加地或替代地,提升性能和功耗可
以使计算设备100更快地完成处理,这继而可以使计算设备100更快地返回到低功率空闲状
态。因此,提升性能和功耗可以降低总体能量消耗并?#20197;?#21152;电池寿命。下面的表1和表2列出
了可以使用本公开的计算设备100的一个实施例来实现的?#24471;?#24615;结果。如图所示,对于低功
率音频回放场景,提升功率状态可以将电池寿命增加若干小时。


默认功率策略
提升的功率策略
?
平均功率
183 mW
167 mW
-15.99 mW
低功率空闲时间
91.7%
94.11%
+2.41%
全功率时间
8.03%
5.67%
-2.36%
电池寿命(38W?h)
207 h
227.5 h
+20 h

表1. m4a文件的低功率音频回放的样本?#24471;?#24615;结果。


默认功率策略
提升的功率策略
?
平均功率
207 mW
197 mW
-10 mW
电池寿命(38W?h)
183 h
192 h
+9 h

表2. mp3文件的低功率音频回放的样本?#24471;?#24615;结果。

可以将计算设备100具体化为能够执行协作硬件-软件功率管理并且以其他方式
执行本文所描述的功能的任何类型的设备。例如,可以将计算设备100具体化为但不限于:
膝?#38386;?#35745;算机、笔记本计算机、平板计算机、智能电话、移动计算设备、可穿戴计算设备、计
算机、台式计算机、工作站、服务器计算机、分布式计算?#20302;场?#22810;处理器?#20302;场?#28040;费电子设备、
智能器具和/或能够进行协作硬件-软件功率管理的任何其他计算设备。如图1中所示,?#24471;?br />性计算设备100包括处理器120、I/O子?#20302;?24、存储器126和数据存储设备128。?#27604;唬?#22312;其
他实施例中,计算设备100可以包括其他或附?#30828;?#20214;,诸如通常在计算机中?#19994;?#30340;那些部件
(例如,各种输入/输出设备)。附加地,在一些实施例中,可以将?#24471;?#24615;部件中的一个或多个
并入另一部件中或以其他方式形成另一部件的一部分。例如,在一些实施例中,可以将存储
器126或其部分并入处理器120中。

可以将处理器120具体化为能够执行本文所描述的功能的任何类型的处理器。例
如,可以将处理器120具体化为单核或多核处理器、数?#20013;?#21495;处理器、微控制器或其他处理
器或处理/控?#39057;?#36335;。处理器120包括能量管理器122,其可以被具体化为允许处理器120调
整其性能和能量使用的处理器120的任何电路、固件、微代码或者其他部件。例如,能量管理
器122可以被配置为动态地缩放处理器120的频率和/或电压、选通(gate)或以其他方式禁
用处理器120的部件、或者使处理器120进入诸如睡眠、?#31227;稹?#20241;眠(hibernate)或连接待机
之类的低功率空闲状态。在一些实施例中,能量管理器122可以暴露软件和/或固件接口以
允许对处理器120的性能和/或能量使用的软件控制。例如,能量管理器122可以使能由高级
配置和功率接口(ACPI)规范(例如,c状态和/或p状态)、暴露处理器120的功率管理特征的
一个或多个模型特定寄存器(MSR)或其他接口指定的一个或多个处理器功率状态。当调整
处理器120的性能和功耗时,能量管理器122还可以考虑其他因素,诸如硬件能力、可用电
源、热节流(throttling)限制和其他因素。

可以将存储器126具体化为能够执行本文所描述的功能的任何类型的?#36164;?#24615;或非
?#36164;?#24615;存储器或数据?#19988;?#35013;置。在操作中,存储器126可以存储在计算设备100的操作期间
使用的各种数据和软件,诸如操作?#20302;场?#24212;用、程序、库和驱动。存储器126经由I/O子?#20302;?br />124通信地耦合到处理器120,可以将I/O子?#20302;?24具体化为用于促进与处理器120、存储器
126和计算设备100的其他部件的输入/输出操作的电路和/或部件。例如,可以将I/O子?#20302;?br />124具体化为或以其他方式包括存储器控制器集线器、输入/输出控制集线器、固件设备、通
信链路(即点对点链路、总线链路、导线、电缆、光导,印刷电路板迹线等)和/或用于促进输
入/输出操作的其他部件和子?#20302;场?#22312;一些实施例中,I/O子?#20302;?24可以形成片上?#20302;?br />(SoC)的一部分,并且与处理器120、存储器126和计算设备100的其他部件一起并入在单个
集成电路芯片上。

可以将数据存储设备128具体化为被配置用于数据的短期或长期存储的任何类型
的一个或多个设备,诸如例如存储器设备和电路、存储卡、硬盘驱动器、固态驱动器或其他
数据存储设备。数据存储设备128可以存储可以包括一个或多个功率管理策略的操作?#20302;?br />软件。

计算设备100还可以包括通信子?#20302;?30,可以将通信子?#20302;?30具体化为能够通
过计算机网络(未示出)使能在计算设备100和其他远程设备之间的通信的任何通信电路、
设备或其集合。通信子?#20302;?30可以被配置为使用任?#25105;?#20010;或多个通信技术(例如,有线或
无线通信)和相关联的协议(例如,以太网,Bluetooth?,Wi-Fi?,WiMAX等)来实现这样的
通信。当处理器120处于低功率空闲状态,诸如连接待机时,计算设备100可能能够使用通信
子?#20302;?30来与远程设备通信。

附加地,计算设备100可以包括显示器132和音频设备134。可以将显示器132具体
化为能够显示数?#20013;?#24687;的任何类型的显示器,诸如液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)、等
离子体显示器、阴极射线管(CRT)或其他类型的显示设备。可以将音频设备134具体化为能
够生成用于输出的音频信号的任?#25105;?#20010;或多个设备,包括数模转换器(DAC)、编解码器、音
频输出插孔、纸锥形(paper cone)扬声器、音频换能器、和/或其他类型的音频设备。当处理
器120处于低功率状态并且显示器132断电时,计算设备100可能能够执行某些功能。例如,
在处理器120处于低功率音频状态并且显示器132断电时,计算设备100可以通过将音频处
理卸载到音频设备134来生成音频信号。

现在参考图2,在?#24471;?#24615;实施例中,计算设备100在操作期间建立环境200。?#24471;?#24615;
实施例200包括功率管理模块202、场景评估模块204和功率状态策略模块206。可以将环境
200的各种模块具体化为硬件、固件、软件或其组合。例如,环境200的模块、逻辑和其他部件
中的每一个可以形成处理器120或计算设备100的其他硬件部件的一部分,或者以其他方式
由处理器120或计算设备100的其他硬件部件来建立。

功率管理模块202被配置为使得计算设备100进入和退出低功率空闲状态。低功率
空闲状态也称为平台空闲状态,其可以包括由处理器120、I/O子?#20302;?24和/或计算设备100
的其他部件支持的任何低功率状态。功率管理模块202可以被配置为提供软件或固件接口
以控制处理器120,I/O子?#20302;?24和/或计算设备100的其他部件的功率管理。例如,功率管
理模块202可以实现高级配置和功率接口(ACPI)规范的实施或与高级配置和功率接口
(ACPI)规范的实施对接。

场景评估模块204被配置为检测计算设备100的目前使用场景,并确定目前使用场
景是否有资格功率提升。如?#28388;?#36848;,目前使用场景可以包括描述计算设备100的当前软件
和/或硬件上下文的任何信息。场景评估模块204可以保持包括一个或多个预定义使用场景
的场景登记208。针对这些使用场景进行匹配可以标识目前使用场景是否有资格功率提升。

如果目前使用场景有资格功率提升,则功率状态策略模块206被配置为应用提升
的功率管理策略210,并且如果目前使用场景没有资格功率提升,则应用默认功率管理策略
212。功率管理策略210、212中的每个可以包括用于确定处理器120和/或计算设备100的其
他部件的性能和功耗的水平的一个或多个规则。应用提升的功率管理策略210使处理器120
和/或计算设备100的其他部件相对于默认功率管理策略212以增加的性能和增加的功耗进
行操作。功率状态策略模块206可以通过为计算设备100的硬件生成适当的提示来应用功率
管理策略210、212。例如,功率状态策略模块206可以与处理器120的能量管理器122进行交
互以指定期望的性能水平。

现在参考图3,在使用中,计算设备100可以执行用于协作硬件-软件功率管理的方
法300。方法300在框302中开?#36857;?#20854;中计算设备100进入低功率空闲状态。低功率空闲状态可
以是由处理器120、I/O子?#20302;?24和/或计算设备100的其他部件支持的任何低功率状态。在
一些实施例中,在框304中,计算设备100可以进入连接待机状态,也称为S0ix状态。在连接
待机状态中,处理器120以降低的功耗模式进行操作,但是可能能够进行有限的处理、网络
连接或其他操作。处理器120可能能够快速地从连接待机状态转变出来?#20132;?#21160;处理状态中,
活动处理状态诸如S0。与传统的?#31227;?#25110;待机状态(例如,ACPI S3)不同,在连接待机状态中
软件可以保持在存储器中并且是活动的,并且计算设备100可以使用通信子?#20302;?30来保持
开放的网络连接。在一些实施例中,在框306中,计算设备100可以进入低功率音频回放状
态。在低功率音频回放状态中,处理器120可以将音频回放任务卸载到音频设备134。在处理
器120处于低功率空闲状态,诸如连接待机状态时,音频设备134可以输出音频信号。如?#28388;?br />述,处理器120可以周期性地从低功率空闲状态唤醒,以准备用于回放的附加音频数据。

计算设备100可以在低功率空闲状态中继续一些时间。在框308中,计算设备100退
出低功率空闲状态并进入活动处理状态,诸如ACPI S0状态。计算设备100可以周期性地或
者响应于诸如中断、网络活动或用户输入之类的一个或多个事件而退出低功率空闲状态。
例如,在进入低功率音频回放状态之前,处理器120可以准备足以回放一定时间长度(例如,
一秒)的固定量的音频数据。当处理器120处于低功率空闲状态时,音频设备134访问音频数
据并生成输出信号。在该示例中,计算设备100可以周期性地(例如,每秒)从低功率空闲状
态退出,以准备用于回放的下一块音频数据。附加地或替代地,计算设备100可以响应于诸
如按钮按压以打开显示器132和/或以其他方式激活计算设备100的用户输入来退出低功率
空闲状态。在一些实施例中,计算设备100可以响应于诸如定时器中断、I/O设备中断、音频
中断、软件生成的中断或其他中断之类的中断而退出低功率空闲状态。

在框310中,计算设备100检测计算设备100的目前使用场景。目前使用场景可以包
括描述计算设备100的当前软件和/或硬件上下文的任何信息。例如,目前使用场景可以包
括当前用户活动、当前运行的进程、显示器132是上电还是断电、是否正在播放音频、当前I/
O活动、计算设备100处于低功率空闲状态的时间长?#21462;?#22788;理器使用和其他使用信息。

在框312中,计算设备100确定目前使用场景是否有资格功率提升。如果可以通过
在使用场景期间增加处理器120的性能和功耗来增加计算设备100的总能量效率,则可以认
为该使用场景有资格功率提升。例如,通过允许计算设备100更快地返回到低功率空闲状态
(即,“疾速睡眠(race to sleep)?#20445;?#25552;升性能和功耗可以增加能量效率。计算设备100可以
应用一个或多个启发法来确定目前使用场景是否有资格功率提升,或者计算设备100可以
针对一个或多个预定义使用场景匹配目前使用场景。例如,计算设备100可以将目前使用场
景与场景登记208中包括的一个或多个预定义使用场景进行比较。场景登记208可以标识有
资格功率提升的使用场景,或者在一些实施例中,标识没有资格功率提升的使用场景。

在框314中,计算设备100可以确定目前使用场景是否包括低功率音频回放。如上
所述,低功率音频回放可以包括在重新进入低功率空闲状态之前周期性地将处理器120从
低功率空闲状态唤醒以准备用于回放的新的音频数据块。在框316中,计算设备100可以确
定目前使用场景是否包括屏幕上交互使用。当退出处理器空闲状态时,增加处理器120的功
耗可以改进用户界面响应性、动画性能或其他交互性能。在框318中,计算设备100可以确定
目前使用场景是否包括I/O受限(I/O-bound)工作负载。对于I/O受限工作负载,处理器120
可以在等待在一个或多个I/O操作完成时发信号的I/O中断时在低功率空闲状态中空闲。响
应于中断,处理器120可以在返回到低功率空闲状态之前准备下一个I/O操作。在框320中,
计算设备100可以标识包括在退出低功率空闲状态之后执行的高处理器使用突发的任何使
用场景。在那些使用场景中,增?#26377;?#33021;和功耗可以允许处理器120更快地完成处理,并从而
将计算设备100更快地返回到低功率空闲状态。因此,对于那些场景,功率提升可以改进总
体能量效率。

在框322中,计算设备100确定是否应当对目前使用场景应用功率提升。如果不是,
则方法300分支到框328,如?#28388;?#36848;。如果应当应用功率提升,则方法300分支到框324。

在框324中,计算设备100应用提升的功率管理策略210。提升的功率管理策略210
使处理器120和/或计算设备100的其他部件增?#26377;?#33021;并增加功耗。在一些实施例中,在框
326中,计算设备100可以生成对计算设备100的硬件的提示,以增?#26377;?#33021;和功耗。处理器120
可以基于由软件提供的提示以及基于诸如硬件能力、可用电源、热节流限制和其他因素之
类的其他因素来调整性能和功耗。例如,在一些实施例中,计算设备100可以增加处理器120
的p状态。增加处理器120的p状态使处理器120增加其频率和/或电压,从而改善性能以及增
加功耗。

附加地或替代地,在一些实施例中,计算设备100可以改变一个或多个能量性能偏
差(EPB)模型特定寄存器(MSR)的值。处理器120可以基于提供给EPB MSR的值来调整其性能
和功耗的内部平衡。不是为处理器120指定一个或多个离散频率水平,而是EPB MSR可以允
许软件指定处理器120尝试实现的相对性能水平的?#27573;А?#20363;如,在一些实施例中,处理器120
可以提供IA32_ENERGY_PERF_BIAS寄存器。 IA32_ENERGY_PERF_BIAS寄存器可以允许计算
设备100指定从最大性能变化到最大能量节省的四位值。附加地或替代地,在一些实施例
中,处理器120可以支持硬件控制的性能状态(HWP),其基于由软件提供的提示来自主选择
性能状态。处理器120可以提供若干MSR,包括用于指定最小所需性能、最大预期性能、期望
性能、能量性能偏好的提示以及其他提示的寄存器。在应用提升的功率管理策略210之后,
方法300进?#26800;?#26694;332,如?#28388;?#36848;。

返回参考框322,如果不应当应用功率提升,则方法300分支到框328。在框328中,
计算设备100应用默认功率管理策略212。默认功率管理策略212倾向于指定比提升的功率
管理策略210低的性能和低的功耗。例如,默认功率管理策略212可以基于处理器120的近来
的利用来设置处理器120的性能和功率使用,当处理器120的近来的利用已经为高时增?#26377;?br />能和功率使用。计算设备100可以周期性地评估处理器利用(例如,每30毫秒)并且基于该评
估来调整处理器120。因此,当处理器利用为低时退出低功率空闲状态时,处理器120可以最
初执?#24615;?#20854;最低性能活动状态中。甚至当被充分利用时,处理器120可能需要一个或多个评
估周期(例如,至少30毫秒)来上升(ramp up)到全性能和全功率使用。特别地,服务器计算
设备和操作?#20302;?#21487;以具有相对长的上升时段以实现全性能和功耗。在一些实施例中,在框
330中,计算设备100可以生成对计算设备100的硬件的提示以降低功耗和性能。例如,类似
于上面结合框326所描述的提示,计算设备100可以使用一个或多个EPB MSR来降低处理器
120的p状态或指定降低的能量使用和/或降低的性能。在应用默认功率管理策略212之后,
方法300前进到框332。

在框332中,计算设备100使用处理器120来执行活动处理。例如,计算设备100可以
在ACPI S0和/或C0活动状态中执行计算或其他操作,诸如准备用于回放的音频数据、处理
用户交互或动画、准备I/O操作或其他操作。在活动处理器状态期间计算设备100的特定性
能和功耗取决于已经应用了哪个功率管理策略210、212。

在框334中,计算设备100确定是否返回到低功率空闲状态。例如当完成特定操作
的处理时,诸如?#24065;?#32463;准备好音频数据用于回放时或者当I/O操作已经被提交到I/O设备
时,计算设备100可以返回到低功率空闲状态。作为另一示例,计算设备100可以响应于诸如
关闭显示器132的命令之类的用户命令而返回到低功率空闲状态。如果没有返回到低功率
空闲状态,则方法300循环回到框310以继续检测目前使用场景。如果返回到低功率空闲状
态,则方法300循环回到框302以进入低功率空闲状态。

虽然被示为检测目前使用场景、确定当前场景是否有资格功率提升、并且响应于
退出低功率空闲状态而应用正确的功率管理策略210、212,但是应当理解计算设备100可以
在其他时间执行那些操作。例如,在一些实施例中,计算设备100可以检测目前使用场景并
且响应于所请求的使用改变,诸如用户输入、软件命令或类似事件来确定目前使用场景是
否有资格功率提升。作为另一示例,计算设备100可以独立于例如在单独的操作?#20302;?#20219;务或
线程中进入和退出低功率空闲状态来检测目前使用场景。类?#39057;兀?#22312;一些实施例中,计算设
备100可以在任何时间应用适当的功率管理策略210、212并生成用于硬件的对应提示,并且
处理器120和/或计算设备100的其他部件可以在退出低功率空闲状态时自动地选择性能和
功耗的适当平衡,而不需要来自计算设备100的软件的进一步输入。

示例

下面提供本文公开的技术的?#24471;?#24615;示例。这些技术的实施例可以包括下面描述的示例
中的任?#25105;?#20010;或多个以及任何组合。

示例1包括一种用于协作硬件-软件功率管理的计算设备,所述计算设备包括:场
景评估模块,用于(i)由所述计算设备检测所述计算设备的目前使用场景,所述目前使用场
景包括从低功率空闲状态退出,以及(ii)确定所述目前使用场景是否有资格功率提升;以
及功率状态策略模块,用于(i)响应于确定所述目前使用场景有资格功率提升而应用提升
的功率管理策略,以及(ii)响应于确定所述目前使用场景没有资格功率提升而应用默认功
率管理策略,其中所述提升的功率管理策略定义相对于所述默认功率管理策略的所述计算
设备的更高功耗。

示例2包括示例1的主题,并且其中应用所述提升的功率管理策略包括:响应于所
述低功率空闲状态的退出而应用所述提升的功率管理策略;以及应用所述默认功率管理策
略包括响应于所述低功率空闲状态的退出而应用所述默认功率管理策略。

示例3包括示例1和2中?#25105;?#39033;的主题,并且其中检测所述目前使用场景包括响应
于所述低功率空闲状态的退出而检测所述目前使用场景。

示例4包括示例1-3中?#25105;?#39033;的主题,并且其中所述低功率空闲状态包括连接待机
状态。

示例5包括示例1-4中?#25105;?#39033;的主题,并且其中所述低功率空闲状态包括低功率音
频回放状态。

示例6包括示例1-5中?#25105;?#39033;的主题,并且其中确定所述目前使用场景是否有资格
功率提升包括:将所述目前使用场景与预定义使用场景的登记进行比较。

示例7包括示例1-6中?#25105;?#39033;的主题,并且其中确定所述目前使用场景是否有资格
功率提升包括:确定所述目前使用场景是否是低功率音频回放场景。

示例8包括示例1-7中?#25105;?#39033;的主题,并且其中确定所述目前使用场景是否有资格
功率提升包括:确定所述目前使用场景是否是屏幕上交互场景。

示例9包括示例1-8中?#25105;?#39033;的主题,并且其中确定所述目前使用场景是否有资格
功率提升包括:确定所述目前使用场景是否是I/O受限工作负载场景。

示例10包括示例1-9中?#25105;?#39033;的主题,并且其中确定所述目前使用场景是否有资
格功率提升包括:确定所述目前使用场景是否包括跟随在所述计算设备的空闲时段之后的
高处理器使用的突发。

示例11包括示例1-10中?#25105;?#39033;的主题,并且其中应用所述提升的功率管理策略包
括:提示所述计算设备的处理器增加功耗;以及应用所述默认功率管理策略包括:提示所述
处理器相对于所述提升的功率管理策略减少功耗。

示例12包括示例1-11中?#25105;?#39033;的主题,并且其中提示所述处理器增加功耗包括增
加所述计算设备的处理器p状态。

示例13包括示例1-12中?#25105;?#39033;的主题,并且其中增加所述处理器p状态包括增加
处理器频率或处理器电压。

示例14包括示例1-13中?#25105;?#39033;的主题,并且其中提示所述处理器相对于所述提升
的功率管理策略减少功耗包括:根据所述计算设备的处理器利用来设置所述处理器p状态。

示例15包括示例1-14中?#25105;?#39033;的主题,并且其中提示所述处理器增加功耗包括:
将所述处理器的能量性能偏差(EPB)模型特定寄存器(MSR)设置为第一寄存器值;以及提示
所述处理器相对于所述提升的功率管理策略减少功耗包括:将EPB MSR设置为第二寄存器
值,其中所述第一寄存器值指示比所述第二寄存器值高的功耗。

示例16包括一种用于协作硬件-软件功率管理的方法,所述方法包括:由计算设备
检测所述计算设备的目前使用场景;由所述计算设备确定所述目前使用场景是否有资格功
率提升;在所述目前使用场景期间由计算设备退出低功率空闲状态;响应于确定所述目前
使用场景有资格功率提升,由所述计算设备应用提升的功率管理策略;以及响应于确定所
述目前使用场景没有资格功率提升,由所述计算设备应用默认功率管理策略,其中所述提
升的功率管理策略定义相对于所述默认功率管理策略的所述计算设备的更高功耗。

示例17包括示例16的主题,并且其中应用所述提升的功率管理策略包括:响应于
退出所述低功率空闲状态而应用所述提升的功率管理策略;以及应用所述默认功率管理策
略包括响应于退出所述低功率空闲状态而应用所述默认功率管理策略。

示例18包括示例16和17中?#25105;?#39033;的主题,并且其中检测所述目前使用场景包括响
应于退出所述低功率空闲状态来检测所述目前使用场景。

示例19包括示例16-18中?#25105;?#39033;的主题,并且其中退出所述低功率空闲状态包括
退出连接待机状态。

示例20包括示例16-19中?#25105;?#39033;的主题,并且其中退出所述低功率空闲状态包括
退出低功率音频回放状态。

示例21包括示例16-20中?#25105;?#39033;的主题,并且其中确定所述目前使用场景是否有
资格功率提升包括:将所述目前使用场景与预定义使用场景的登记进行比较。

示例22包括示例16-21中?#25105;?#39033;的主题,并且其中确定所述目前使用场景是否有
资格功率提升包括:确定所述目前使用场景是否是低功率音频回放场景。

示例23包括示例16-22中?#25105;?#39033;的主题,并且其中确定所述目前使用场景是否有
资格功率提升包括:确定所述目前使用场景是否是屏幕上交互场景。

示例24包括示例16-23中?#25105;?#39033;的主题,并且其中确定所述目前使用场景是否有
资格功率提升包括:确定所述目前使用场景是否是I/O受限工作负载场景。

示例25包括示例16-24中?#25105;?#39033;的主题,并且其中确定所述目前使用场景是否有
资格功率提升包括:确定所述目前使用场景是否包括跟随在所述计算设备的空闲时段之后
的高处理器使用的突发。

示例26包括示例16-25中?#25105;?#39033;的主题,并且其中应用所述提升的功率管理策略
包括:提示所述计算设备的处理器增加功耗;以及应用所述默认功率管理策略包括:提示所
述处理器相对于所述提升的功率管理策略减少功耗。

示例27包括示例16-26中?#25105;?#39033;的主题,并且其中提示所述处理器增加功耗包括
增加所述计算设备的处理器p状态。

示例28包括示例16-27中?#25105;?#39033;的主题,并且其中增加所述处理器p状态包括增加
处理器频率或处理器电压。

示例29包括示例16-28中?#25105;?#39033;的主题,并且其中提示所述处理器相对于所述提
升的功率管理策略减少功耗包括:根据所述计算设备的处理器利用设置所述处理器p状态。

示例30包括示例16-29中?#25105;?#39033;的主题,并且其中提示所述处理器增加功耗包括:
将所述处理器的能量性能偏差(EPB)模型特定寄存器(MSR)设置为第一寄存器值;以及提示
所述处理器相对于所述提升的功率管理策略减少功耗包括:将EPB MSR设置为第二寄存器
值,其中所述第一寄存器值指示比所述第二寄存器值高的功耗。

示例31包括一种计算设备,所述计算设备包括处理器;以及其中存储有多个指令
的存储器,所述指令在由所述处理器执行时使所述计算设备执行示例16-30中?#25105;?#39033;所述
的方法。

示例32包括一个或多个机器可读存储介?#21097;?#20854;包括存储在其上的多个指令,所述
指令响应于被执行而导致计算设备执行示例16-30中?#25105;?#39033;的方法。

示例33包括一种计算设备,所述计算设备包括用于执行示例16-30中?#25105;?#39033;所述
的方法的装置。

示例34包括一种用于协作硬件-软件功率管理的计算设备,所述计算设备包括用
于检测所述计算设备的目前使用场景的装置;用于确定所述目前使用场景是否有资格功率
提升的装置;用于在所述目前使用场景期间退出低功率空闲状态的装置;用于响应于确定
所述目前使用场景有资格功率提升而应用提升的功率管理策略的装置;以及用于响应于确
定所述目前使用场景没有资格功率提升而应用默认功率管理策略的装置,其中所述提升的
功率管理策略定义了相对于所述默认功率管理策略的所述计算设备的更高功耗。

示例35包括示例34的主题,并且其中用于应用所述提升的功率管理策略的装置包
括:用于响应于退出所述低功率空闲状态而应用所述提升的功率管理策略的装置;并且用
于应用所述默认功率管理策略的装置包括用于响应于退出所述低功率空闲状态而应用所
述默认功率管理策略的装置。

示例36包括示例34和35中?#25105;?#39033;的主题,并且其中用于检测所述目前使用场景的
装置包括用于响应于退出所述低功率空闲状态来检测所述目前使用场景的装置。

示例37包括示例34-36中?#25105;?#39033;的主题,并且其中用于退出所述低功率空闲状态
的装置包括用于退出连接待机状态的装置。

示例38包括示例34-37中?#25105;?#39033;的主题,并且其中用于退出所述低功率空闲状态
的装置包括用于退出低功率音频回放状态的装置。

示例39包括示例34-38中?#25105;?#39033;的主题,并且其中用于确定所述目前使用场景是
否有资格功率提升的装置包括用于将所述目前使用场景与预定义使用场景的登记进行比
较的装置。

示例40包括示例34-39中?#25105;?#39033;的主题,并且其中用于确定所述目前使用场景是
否有资格功率提升的装置包括用于确定所述目前使用场景是否是低功率音频回放场景的
装置。

示例41包括示例34-40中?#25105;?#39033;的主题,并且其中用于确定所述目前使用场景是
否有资格功率提升的装置包括用于确定所述目前使用场景是否是屏幕上交互场景的装置。

示例42包括示例34-41中?#25105;?#39033;的主题,并且其中用于确定所述目前使用场景是
否有资格功率提升的装置包括用于确定所述目前使用场景是否是I/O受限工作负载场景的
装置。

示例43包括示例34-42中?#25105;?#39033;的主题,并且其中用于确定所述目前使用场景是
否有资格功率提升的装置包括用于确定所述目前使用场景是否包括跟随在所述计算设备
的空闲时段之后的高处理器使用的突发的装置。

示例44包括示例34-43中?#25105;?#39033;的主题,并且其中用于应用所述提升的功率管理
策略的装置包括用于提示所述计算设备的处理器增加功耗的装置;并且用于应用所述默认
功率管理策略的装置包括用于提示所述处理器相对于所述提升的功率管理策略减少功耗
的装置。

示例45包括示例34-44中?#25105;?#39033;的主题,并且其中用于提示所述处理器增加功耗
的装置包括用于增加所述计算设备的处理器p状态的装置。

示例46包括示例34-45中?#25105;?#39033;的主题,并且其中用于增加所述处理器p状态的装
置包括用于增加处理器频率或处理器电压的装置。

示例47包括示例34-46中?#25105;?#39033;的主题,并且其中用于提示所述处理器相对于所
述提升的功率管理策略减少功耗的装置包括用于根据所述计算设备的处理器利用来设置
所述处理器p状态的装置。

示例48包括示例34-47中?#25105;?#39033;的主题,并且其中用于提示所述处理器增加功耗
的装置包括用于将所述处理器的能量性能偏差(EPB)模型特定寄存器(MSR)设置为第一寄
存器值的装置;以及用于提示所述处理器相对于所述提升的功率管理策略减少功耗的装置
包括用于将EPB MSR设置为第二寄存器值的装置,其中所述第一寄存器值指示比所述第二
寄存器值高的功耗。

关于本文
本文标题:用于基于协作硬件和软件场景的功率管理的技术.pdf
链接地址:http://www.pqiex.tw/p-6091724.html
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