मार्जिन को निचोड़ना

2016 में, हमने देखा मीडियाटेक हेलेओ X20, पहला ट्राई-गियर मोबाइल SoC। ट्राई-गियर एक तीसरा कोर जोड़कर, अद्वितीय शक्ति और प्रदर्शन विशेषताओं वाले दो अलग-अलग कोर का उपयोग करने की एआरएम की बड़ी.छोटी अवधारणा से एक कदम आगे है। इस दृष्टिकोण का मुख्य लाभ बेहतर ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन संचालन बिंदुओं पर कार्यभार को सर्वोत्तम ढंग से चलाने के लिए अधिक मुख्य विकल्प होना है।

पर इस साल के 70^th आईएसएससीसी सैन फ्रांसिस्को, सीए में आयोजित, मीडियाटेक ने "5एनएम फिनफेट में उच्च प्रदर्शन थर्मल प्रबंधन के साथ एक 4जी मोबाइल गेमिंग-सेंट्रिक एसओसी" शीर्षक से एक पेपर प्रस्तुत किया।^[1] त्रि-गियर ARMv9 कार्यान्वयन का उपयोग करना। डिज़ाइन में 4-कोर "ऑक्टा-कोर" कार्यान्वयन के लिए 510 कॉर्टेक्स-ए3 उच्च दक्षता वाले कोर, 710 कॉर्टेक्स-ए1 संतुलन-प्रदर्शन और 2 कॉर्टेक्स-एक्स8 उच्च-प्रदर्शन कोर शामिल हैं।

अंजीर 1

चित्र 1 तीन अलग-अलग प्रकार के कोर के लिए शक्ति बनाम प्रदर्शन वक्र दिखाता है। डिज़ाइन में एआरएम माली-जी3 710डी ग्राफिक्स यूनिट भी शामिल है। जैसा कि शीर्षक में उल्लेख किया गया है, एसओसी एक मोबाइल गेमिंग केंद्रित हिस्सा है, और सिस्टम का प्रदर्शन थर्मल बाधाओं द्वारा सीमित है, यानी सिस्टम उच्च वोल्टेज और आवृत्ति पर चल सकता है, लेकिन मोबाइल वातावरण शीतलन संभावनाओं को सीमित करता है इसलिए यह आवश्यक है उच्चतम प्रदर्शन परिचालन बिंदु से पीछे हटने का समय। थर्मल प्रबंधन प्रणाली में जितनी अधिक अशुद्धियाँ मौजूद हैं, उतनी ही अधिक मार्जिनिंग का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाना चाहिए कि SoC अपनी थर्मल बाधाओं के भीतर रहे। यह मार्जिनिंग सिस्टम को कम क्लॉक फ़्रीक्वेंसी (और संभवतः वोल्टेज) पर चलाने के रूप में दिखाई देती है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि सिस्टम अपने अधिकतम साइनऑफ़ तापमान से अधिक न हो, टी_{मैक्स}.

अंजीर 2

चित्र 2 दिखाता है कि कैसे सबसे खराब बिजली परिदृश्य के दौरान उपयोग की जाने वाली थ्रेशोल्ड एक अधिक बुद्धिमान थ्रेशोल्ड योजना का उपयोग करने की तुलना में जल्द ही क्लॉक थ्रॉटलिंग को चालू कर देगी जो सिस्टम के तापमान को अभी भी टी से नीचे रख सकती है।_{मैक्स}(साइन-ऑफ़) तापमान। जितनी अधिक सटीक रूप से थर्मल प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी की जा सकती है, थ्रेशोल्ड को अधिक सेट करके और सिस्टम को तेज़ घड़ी आवृत्ति पर अधिक बार चलाने की अनुमति देकर सिस्टम से अधिक प्रदर्शन को निचोड़ा जा सकता है।

अंजीर 3

चित्र 3 थ्रेशोल्ड तापमान सेट करने के लिए पावर प्रिडिक्टर में इनपुट के रूप में उपयोग किए जाने वाले मॉनिटर और सेंसर का एक सरल ब्लॉक आरेख दिखाता है। यह सब भी ऑपरेटिंग सिस्टम से जुड़ा हुआ है और ओएस बेहतर भविष्यवाणियां करने में मदद के लिए वर्तमान कार्यभार के बारे में ज्ञान का उपयोग करता है। यह साइनऑफ टी से नीचे चलते समय भी सिस्टम के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए ऊर्जा/तापमान-जागरूक शेड्यूलिंग (ई/टीएएस) योजना का हिस्सा है।_{मैक्स}.

अंजीर 4

चित्र 4 पेपर में वर्णित कार्य में शामिल बेहतर थर्मल प्रबंधन प्रणाली की तुलना मूल वैश्विक थ्रॉटलिंग योजना से दिखाता है और संकेतित टेस्टबेंच वर्कलोड चलाने के दौरान तापमान कम भिन्नता कैसे दिखाता है।

टेबल 1

लेखकों के स्मार्ट फ्रेम-प्रति-सेकंड (एफपीएस) नियंत्रण के लिए परिणाम ऊपर तालिका 1 में दिखाए गए हैं, जो एक बंद-लूप नियंत्रक है जिसमें वर्कलोड पूर्वानुमान शामिल है जो पीसीबी तापमान को भी ध्यान में रखता है। परिणाम औसत में कुछ सुधार दर्शाते हैं। न्यूनतम एफपीएस को बढ़ाने में अधिक उल्लेखनीय सुधारों के साथ एफपीएस, जिससे एक सहज वीडियो गेमिंग अनुभव प्राप्त होता है।

जैसे-जैसे इंजीनियर अपने हार्डवेयर से अधिक दक्षता हासिल करने के लिए काम करते हैं, हम निगरानी प्रणालियों और घड़ी की आवृत्तियों को जल्दी से समायोजित करने के लिए और अधिक परिष्कृत तकनीकों को देखना जारी रखेंगे। इन हुकों का निर्माण उन प्रणालियों की अनुमति देता है जिन्हें उनके अनुप्रयोगों और ऑपरेटिंग वातावरणों को पूरा करने के लिए बेहतर ढंग से ट्यून किया जा सकता है। यह बेहतर ऊर्जा दक्षता के साथ व्यापक अनुप्रयोगों में उनके उपयोग को भी सक्षम बनाता है।

[1] बो-जूनियर हुआंग, एट। अल., "5एनएम फिनफेट में उच्च प्रदर्शन थर्मल प्रबंधन के साथ एक 4जी मोबाइल गेमिंग-सेंट्रिक एसओसी", आईएसएससीसी, पीपी. 40-42, 2023।