Kenar Boşluklarını Sıkıştırmak

2016 yılında şöyle bir baktık: MediaTek Helio X20, ilk Tri-Gear mobil SoC. Tri-Gear, üçüncü bir çekirdek ekleyerek ARM'in benzersiz güç ve performans özelliklerine sahip iki farklı çekirdeği kullanma yönündeki büyük.LITTLE konseptinin bir adım ötesindedir. Bu yaklaşımın temel avantajı, iş yüklerini daha iyi enerji verimliliği ve performans çalışma noktalarında en iyi şekilde çalıştırmak için daha fazla temel seçeneğe sahip olmaktır.

Bu yıl en 70^th ISSCC MediaTek, San Francisco, CA'da düzenlenen "5nm FinFET'te Yüksek Performanslı Termal Yönetime Sahip 4G Mobil Oyun Odaklı SoC" başlıklı bir bildiri sundu^[1] Tri-Gear ARMv9 uygulamasını kullanarak. Tasarım, 4 çekirdekli "sekiz çekirdekli" uygulama için 510 Cortex-A3 yüksek verimli çekirdek, 710 Cortex-A1 denge performansı ve 2 Cortex-X8 yüksek performanslı çekirdekten oluşuyor.

İncir. 1

Şekil 1, 3 farklı çekirdek tipi için güç-performans eğrilerini göstermektedir. Tasarım aynı zamanda ARM Mali-G710 3D grafik birimini de içeriyor. Başlıkta da belirtildiği gibi SoC, mobil oyun merkezli bir parçadır ve sistemin performansı termal kısıtlamalarla sınırlıdır; yani sistem daha yüksek bir voltaj ve frekansta çalışabilir, ancak mobil ortam soğutma olanaklarını sınırlandırdığından gerekli olduğu durumlarda gereklidir. en yüksek performanslı çalışma noktasından geri çekilme süreleri. Termal yönetim sisteminde ne kadar fazla hata varsa, SoC'nin termal kısıtlamaları dahilinde kalmasını sağlamak için o kadar fazla kenar boşluğunun kullanılması gerekir. Bu kenar boşluğu, sistemin maksimum imza sıcaklığını (T) aşmadığından emin olmak için sistemi daha düşük saat frekanslarında (ve muhtemelen voltajlarda) çalıştırmak olarak ortaya çıkar._maksimum.

İncir. 2

Şekil 2, en kötü güç senaryosu sırasında kullanılan eşiğin, sistem sıcaklığını hala T sıcaklığının altında tutabilen daha akıllı bir eşik şeması kullanmaktansa saat kısıtlamasını nasıl daha erken devreye sokacağını göstermektedir._maksimum(Oturum kapatma) sıcaklığı. Termal tepki ne kadar doğru bir şekilde tahmin edilebilirse, eşik değeri daha yükseğe ayarlanarak ve sistemin daha hızlı saat frekansında daha sık çalışmasına izin verilerek sistemden daha fazla performans çıkarılabilir.

İncir. 3

Şekil 3, eşik sıcaklığını ayarlamak için Güç Tahmincisine giriş olarak kullanılan monitör ve sensörün basit bir blok diyagramını göstermektedir. Tüm bunlar aynı zamanda işletim sistemine de bağlıdır ve işletim sistemi, daha iyi tahminler yapılmasına yardımcı olmak için mevcut iş yükü hakkındaki bilgileri kullanır. Bunların hepsi, T imzasının altında çalışırken sistemin performansını iyileştirmeye yönelik Enerji/Sıcaklığa Duyarlı Planlama (E/TAS) planının bir parçasıdır._maksimum.

İncir. 4

Şekil 4, makalede açıklanan çalışmaya dahil edilen geliştirilmiş termal yönetim sisteminin orijinal küresel azaltma şemasıyla karşılaştırmasını ve belirtilen test tezgahı iş yükünü çalıştırırken sıcaklığın nasıl daha az değişiklik gösterdiğini göstermektedir.

Tablo 1

Sonuçlar, PCB sıcaklığını da dikkate alan iş yükü tahmininden oluşan kapalı döngü bir kontrol cihazı olan yazarların Saniye Başına Akıllı Kare (FPS) kontrolü için yukarıda Tablo 1'de gösterilmektedir. Sonuçlar Ort.'da bir miktar iyileşme olduğunu gösteriyor. Minimum FPS'yi artırmada daha belirgin iyileştirmelerle FPS, daha akıcı bir video oyun deneyimi sağlar.

Mühendisler donanımlarından daha fazla verimlilik elde etmek için çalıştıkça, sistemlerin izlenmesi ve saat frekanslarının hızla ayarlanması için daha karmaşık teknikler görmeye devam edeceğiz. Bu kancaların oluşturulması, sistemlerin uygulamalarına ve işletim ortamlarına uyacak şekilde daha iyi ayarlanabilmesine olanak tanır. Bu aynı zamanda daha iyi enerji verimliliğiyle daha geniş bir uygulama yelpazesinde kullanılmalarına da olanak tanır.

[1] Bo-Jr Huang, et. Al., "5nm FinFET'te Yüksek Performanslı Termal Yönetime Sahip 4G Mobil Oyun Odaklı SoC", ISSCC, s. 40-42, 2023.