تعمل أنظمة المراقبة وضبط ترددات الساعة بسرعة على تحسين الأداء لتطبيقات وبيئات تشغيل محددة.
مرة أخرى في عام 2016 ، نظرنا إلى ميديا تيك هيليو X20، أول شريحة هاتف محمول من نوع Tri-Gear. تعد Tri-Gear خطوة أبعد من مفهوم ARM الكبير ، LITTLE المتمثل في استخدام قلبين مختلفين يتمتعان بخصائص قوة وأداء فريدة من خلال إضافة نواة ثالثة. الميزة الرئيسية لهذا النهج هي وجود المزيد من الخيارات الأساسية لتشغيل أحمال العمل بشكل أفضل بكفاءة أفضل للطاقة ونقاط تشغيل أداء.
في هذا العام 70th ISSCC التي عقدت في سان فرانسيسكو ، كاليفورنيا ، قدمت MediaTek ورقة بعنوان "A 5G Mobile Gaming-Centric SoC مع إدارة حرارية عالية الأداء في 4nm FinFET"[1] باستخدام تنفيذ Tri-Gear ARMv9. يتألف التصميم من 4 أنوية Cortex-A510 عالية الكفاءة ، و 3 Cortex-A710 توازن الأداء ، و 1 Cortex-X2 نواة عالية الأداء لتنفيذ ثماني النواة "ثماني النواة".
التين 1
يوضح الشكل 1 منحنيات القوة مقابل الأداء للأنواع الثلاثة المختلفة من النوى. يتضمن التصميم أيضًا وحدة رسومات ثلاثية الأبعاد ARM Mali-G3. كما يذكر العنوان ، فإن SoC هو جزء مركزي للألعاب المحمولة ، وأداء النظام مقيد بالقيود الحرارية ، أي يمكن أن يعمل النظام بجهد وتردد أعلى ، لكن بيئة الهاتف المحمول تحد من إمكانيات التبريد ، لذا فهي ضرورية في مرات للتراجع عن أعلى نقطة تشغيل أداء. كلما زادت عدم الدقة الموجودة في نظام الإدارة الحرارية ، زادت الهوامش التي يجب استخدامها للتأكد من بقاء شركة نفط الجنوب ضمن قيودها الحرارية. يظهر هذا الهوامش على أنه تشغيل النظام بترددات ساعة منخفضة (وربما الفولتية) للتأكد من أن النظام لا يتجاوز درجة حرارة تسجيل الدخول القصوى ، Tماكس.
التين 2
يوضح الشكل 2 كيف أن العتبة المستخدمة أثناء سيناريو الطاقة الأسوأ ستشغل التحكم في الساعة في وقت أقرب من استخدام مخطط عتبة أكثر ذكاءً والذي لا يزال بإمكانه الحفاظ على درجة حرارة النظام أقل من Tماكس(تسجيل الخروج) درجة الحرارة. كلما كان من الممكن توقع الاستجابة الحرارية بشكل أكثر دقة ، يمكن إخراج المزيد من الأداء من النظام عن طريق تعيين العتبة أعلى والسماح للنظام بالعمل في كثير من الأحيان بتردد ساعة أسرع.
التين 3
يوضح الشكل 3 مخطط كتلة بسيطًا لجهاز العرض والمستشعر المستخدم كمدخلات في Power Predictor لتعيين درجة حرارة العتبة. كل هذا مرتبط أيضًا بنظام التشغيل ويستخدم نظام التشغيل المعرفة حول عبء العمل الحالي للمساعدة في عمل تنبؤات أفضل. هذا كله جزء من مخطط جدولة الطاقة / درجة الحرارة (E / TAS) لتحسين أداء النظام مع الاستمرار في العمل تحت علامة Tماكس.
التين 4
يوضح الشكل 4 مقارنة بين نظام الإدارة الحرارية المحسّن والمدمج في العمل الموصوف في الورقة مع مخطط الاختناق العالمي الأصلي وكيف تظهر درجة الحرارة تباينًا أقل أثناء تشغيل عبء عمل طاولة الاختبار المشار إليه.
الجدول 1
تم عرض النتائج أعلاه في الجدول 1 للتحكم في الإطار الذكي لكل ثانية (FPS) ، وهو عبارة عن وحدة تحكم ذات حلقة مغلقة تتكون من توقع عبء العمل الذي يأخذ أيضًا في الاعتبار درجة حرارة ثنائي الفينيل متعدد الكلور. تظهر النتائج بعض التحسن في متوسط FPS مع تحسينات ملحوظة في زيادة الحد الأدنى من FPS ، مما يؤدي إلى تجربة ألعاب فيديو أكثر سلاسة.
بينما يعمل المهندسون على زيادة كفاءة أجهزتهم ، سنستمر في رؤية تقنيات أكثر تعقيدًا لأنظمة المراقبة ولتعديل ترددات الساعة بسرعة. يسمح البناء في هذه الخطافات للأنظمة التي يمكن ضبطها بشكل أفضل لتلبية تطبيقاتها وبيئات التشغيل. يتيح ذلك أيضًا استخدامها في مجموعة أوسع من التطبيقات ذات كفاءة أفضل في استخدام الطاقة.
[1] Bo-Jr Huang، et. Al. ، "شريحة 5G Mobile Gaming-Centric SoC مع إدارة حرارية عالية الأداء بتقنية 4nm FinFET" ، ISSCC ، الصفحات 40-42 ، 2023.
باري بانغرل
(جميع المشاركات)
Barry Pangrle هو مهندس معماري قوي في Movellus.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- بلاتوبلوكشين. Web3 Metaverse Intelligence. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- المصدر https://semiengineering.com/squeezing-the-margins/