專利名稱：利用管芯內(nèi)部的熱傳感器的熱管理的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的實施例大致涉及集成電路的領域，更具體來說涉及用于利用在管芯內(nèi)部(on-die)的熱傳感器的熱管理的系統(tǒng)、方法和裝置。
背景技術：
存儲器常常組裝在包含多個類似(或相同)的集成電路(或者，為了便于參考，可以是芯片)的模塊上，這些集成電路例如是動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)設備。所述存儲器模塊可以包括層疊在非導電基底(例如，印制電路板，或者簡單來說是PCB)上的導電軌跡。存儲器模塊的例子包括雙列直插式存儲器模塊(DIMMs)和小型化DIMM(SO-DIMMs)。
半導體存儲器(例如，DRAM)的溫度主要由它的活動級(例如，在存儲單元中讀和寫的速率)決定。如果存儲器的溫度太高，那么存儲在存儲器中的數(shù)據(jù)會被破壞或丟失。此外，存儲器還會被過高的溫度損壞。根據(jù)例如使用級別、有效冷卻以及其自身特定的特性等因素，在存儲器模塊上的每個存儲設備的溫度都可能會不同。存儲設備的熱約束條件可能會限制存儲設備接口可以支持的最大數(shù)據(jù)存取速率。
解決存儲器系統(tǒng)的熱約束條件問題的常規(guī)方法通常包括外部熱傳感器。也就是說，它們通常包括固定到存儲器模塊的外部的熱傳感器。例如，所述熱傳感器可以固定到PCB的一側(cè)(例如，DIMM或者SO-SIMM的一側(cè))。該熱傳感器檢測到所述PCB的溫度并且嘗試根據(jù)該PCB的溫度推斷所述存儲設備的近似溫度。當達到預編程的熱閾值時，則遠程的熱傳感器可以具有觸發(fā)事件的能力。
傳統(tǒng)的解決存儲器系統(tǒng)中的熱約束條件問題的方法存在大量的限制。存儲器模塊常常與主系統(tǒng)板共面。這就意味著所述存儲器模塊的一面面對主系統(tǒng)板，而所述模塊的另一面遠離所述板。存儲器模塊的每一側(cè)都有可能具有不同的溫度，并且固定到所述模塊的一側(cè)的單個熱傳感器將不太可能推斷出所述模塊的相反側(cè)的精確溫度。


本發(fā)明的實施例在附圖中的圖中通過示例的方式進行說明，但不限于此，其中附圖中相同的參考標記表示類似的元件。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例實施的計算系統(tǒng)的選定方面的高層次框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例實施的熱管理系統(tǒng)的選定方面的高階框圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例實施的熱管理系統(tǒng)的選定方面的框圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例收集和處理溫度數(shù)據(jù)的選定方面的高階流程圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例收集和處理溫度數(shù)據(jù)的選定方面的流程圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例實施的自動節(jié)流(throttle)響應的選定方面的流程圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的電子系統(tǒng)的選定方面的框圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的電子系統(tǒng)的選定方面的框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施例大致涉及用于利用管芯內(nèi)部的熱傳感器進行熱管理的系統(tǒng)、方法和裝置。在一些實施例中，集成電路(例如，存儲控制器)包括溫度收集邏輯電路和控制邏輯電路。溫度收集邏輯電路接收并存儲來自多個遠程存儲設備的溫度數(shù)據(jù)，其中每個存儲設備都具有在管芯內(nèi)部的熱傳感器。在一些實施例中，所述邏輯控制電路至少部分地根據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)控制提供熱控制機構(gòu)。本發(fā)明還描述和闡述了其它的實施例。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例實施的計算系統(tǒng)的選定方面的高階框圖。計算系統(tǒng)100包括處理器110、存儲器模塊120以及芯片組130。處理器110操作存儲在例如存儲模塊120上的數(shù)據(jù)。處理器110可以是例如中央處理單元、嵌入處理器、分區(qū)處理器、多核處理器等等。
存儲模塊120可以具有多種結(jié)構(gòu)和引腳構(gòu)造中的任何一種。例如，存儲模塊120可以被構(gòu)造成DIMM、SO-DIMM、微DIMM等等。電接觸連接器121可以幾乎具有任意的引腳構(gòu)造，包括240-引腳、144-引腳、72-引腳等等。
存儲模塊120包括存儲設備122-128。為了簡化說明只示出了四個存儲設備。應當理解，本發(fā)明的實施例可以包括更多的存儲設備或更少的存儲設備。存儲設備122-128可以是多種存儲設備中的任何一種，包括例如DRAMs。
在一些實施例中，每個存儲設備122-128都包括一個對應的管芯內(nèi)部的熱傳感器140-148。該術語“管芯內(nèi)部”是指熱傳感器140-148與對應的存儲設備122-128設置于相同的管芯內(nèi)部。在管芯內(nèi)部的熱傳感器可以是各種管芯內(nèi)部的熱傳感器中的任何一種，包括例如熱二極管。與傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比，管芯內(nèi)部的熱傳感器140-148能夠為存儲設備122-128檢測實際設備溫度，這是因為它們在存儲設備封裝的內(nèi)部。此外，在每個存儲器都包括對應的管芯內(nèi)部的熱傳感器的實施例中，可以單獨地檢測每個存儲設備的溫度。如下面將進一步描述的那樣，這使熱管理系統(tǒng)可以減輕由于例如存儲模塊上的氣流差而產(chǎn)生的溫度差。
在可選的實施例中，僅僅只有存儲設備122-128的選定的子組包括管芯內(nèi)部的熱傳感器140-148。例如，在一些實施例中，每個第N(例如，第二、第三、第四等等)個存儲設備可以具有管芯內(nèi)部的熱傳感器?；蛘?，在存儲模塊120的每一側(cè)上的至少一個存儲設備可以包括在管芯內(nèi)部的熱傳感器。在其它實施例中，存儲模塊120上的至少一個存儲設備包括管芯內(nèi)部的熱傳感器。
芯片組130包括一組一起從處理器110傳遞信息并傳遞信息給處理器110的集成電路。在所示出的實施例中，芯片組130包括存儲控制器集線器132和I/O控制器134。存儲控制器集線器132在處理器110和例如存儲模塊120和I/O控制器134之間提供接口。
存儲控制器集線器132包括存儲控制器133、處理器互連接口(I/F)136、以及I/O互連I/F138。處理器互連I/F136可以提供接口到例如前端總線或者高速緩存一致性互連。I/O互連I/F可以提供接口到各種I/O接口中的任何一種，包括基于外圍組件互連Express(PCIe)技術的那些接口。
在一些實施例中，存儲控制器133包括熱收集和控制邏輯電路135。熱收集和控制邏輯電路135從管芯內(nèi)部的熱傳感器140-148收集溫度數(shù)據(jù)。所述術語“溫度數(shù)據(jù)”從廣義上講是指提供設備溫度的指示的數(shù)字化信息。所述術語“溫度數(shù)據(jù)”還可以包括指示是否已經(jīng)越過一個或多個溫度閾值的數(shù)字化信息。在一些實施例中，熱收集和控制邏輯電路135處理所述溫度數(shù)據(jù)并且根據(jù)該結(jié)果為存儲設備122-128提供熱管理。下面參考圖2-6進一步對熱收集和控制邏輯電路135進行討論。
在一個可選實施例中，芯片組130可以包括更多或更少的集成電路。此外，由存儲控制器集線器132和/或I/O控制器134提供的功能可以由更多、更少和/或不同的集成電路提供。例如，在一些實施例中，將存儲控制器133實現(xiàn)在與處理器110相同的管芯上。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例實施的計算系統(tǒng)的選定方面的高階框圖。計算系統(tǒng)200包括通過存儲互連240連接在一起的存儲控制器210和存儲模塊220。存儲互連240在存儲控制器210和存儲模塊220之間傳送存儲數(shù)據(jù)、地址信息等等。在一些實施例中，存儲互連240是一種多點連接(multi-drop)存儲器總線。在其它實施例中，存儲互連240是一種點對點互連。在其它實施例中，存儲互連240是高速緩存一致性互連。
存儲模塊220包括存儲設備222-228。在一些實施例中，存儲設備222-228是商品型動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)，例如雙數(shù)據(jù)速率II(DDR2)DRAM。在可選實施例中，可以使用不同類型的存儲設備。存儲設備222-228包括管芯內(nèi)部的熱傳感器230-238。管芯內(nèi)部的熱傳感器230-238檢測相應的存儲設備222-228的溫度并且將檢測到的溫度數(shù)據(jù)通過互連240發(fā)送給存儲控制器210。
在一些實施例中，調(diào)整現(xiàn)有存儲互連信號設備(signaling)和結(jié)構(gòu)，以傳送所述溫度數(shù)據(jù)。例如，所述溫度數(shù)據(jù)可以通過在現(xiàn)有存儲互連240上多路傳輸所述溫度數(shù)據(jù)而被發(fā)送給存儲控制器210。所述溫度數(shù)據(jù)可以在例如存儲接口安靜時間的適宜的間隔被多路傳輸。例如，所述溫度數(shù)據(jù)可以在更新周期、總線裁決周期等等期間被讀取。因此，本發(fā)明的實施例可以在沒有額外的用于熱管理的信號設備的情況下被實施。
存儲控制器210包括熱管理系統(tǒng)212和存儲互連I/F218。在一些實施例中，熱管理系統(tǒng)212收集并處理來自熱傳感器230-238的溫度數(shù)據(jù)。此外，熱管理系統(tǒng)212可以包括熱控制機構(gòu)，如果存儲設備222-228的溫度超過閾值(或者與該閾值相關的策略)，那么該熱控制機構(gòu)觸發(fā)一個響應。如下面進一步所述，熱管理系統(tǒng)212能使存儲控制器210收集、處理和/或響應于由管芯內(nèi)部的熱傳感器230-238提供的溫度數(shù)據(jù)。
在一些實施例中，熱管理系統(tǒng)212包括溫度收集邏輯電路214和控制邏輯電路216。溫度收集邏輯電路214接收、存儲并且處理來自存儲設備222-228的溫度數(shù)據(jù)。溫度收集邏輯電路214可以包括，例如收集寄存器、收集控制寄存器、計算寄存器等等。如果所述溫度數(shù)據(jù)(或者處理過的溫度數(shù)據(jù))超過所述閾值，那么控制邏輯電路216包括邏輯電路用來啟動熱控制機構(gòu)。控制邏輯電路216可以包括溫度跳閘控制寄存器和事件操縱邏輯電路。下面參考圖3-6進一步介紹熱管理系統(tǒng)212。
應當理解的是，在一些實施例中，溫度收集邏輯電路214和控制邏輯電路216的功能可以以不同的方式來分配。例如，在一些實施例中，控制邏輯電路216可以處理由收集的邏輯電路212存儲的溫度數(shù)據(jù)。此外，熱管理系統(tǒng)212可以比圖2中所示的包括更多的元件、更少的元件，和/或不同的元件。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例實施的熱管理系統(tǒng)的選定方面的框圖。在一些實施例中，熱管理系統(tǒng)300處于與計算系統(tǒng)的存儲控制器相同的管芯上。該存儲控制器可以反過來處于與處理器相同的管芯上，或者其也可以是系統(tǒng)的芯片組的一部分。在其他實施例中，熱管理系統(tǒng)300可以在所述芯片組中的不同芯片上實施。
溫度收集寄存器302存儲從相應的存儲設備(例如，圖2中示出的存儲設備222-228)中收集到的溫度數(shù)據(jù)。在一些實施例中，每個溫度收集寄存器302都存儲了一級(rank)存儲器(例如，級0，級1，…級N)的溫度數(shù)據(jù)。溫度收集寄存器302可以被實施為各種寄存器中的任何一種，包括例如移位寄存器。在一些實施例中，每當所述溫度數(shù)據(jù)經(jīng)存儲互連讀取時，其被存儲在溫度收集寄存器302中。用于每個連續(xù)的讀取的所述寄存器302可以被旋轉(zhuǎn)，以使得寄存器302的收集表示最近采樣的歷史。
溫度收集控制寄存器310存儲用于熱管理系統(tǒng)300的控制值。在所示出的實施例中，收集控制寄存器310包括讀取速率寄存器312和溫度偏差寄存器314。在一個可選實施例中，收集控制寄存器310可以包括更多的寄存器、更少的寄存器，和/或不同的寄存器。寄存器312中存儲的讀取速率值決定從一個或多個遠程管芯內(nèi)部的熱傳感器(例如，圖2中示出的熱傳感器230-238)讀取數(shù)據(jù)的速率。
溫度偏差寄存器314存儲一個或多個偏差值，這些偏差值可以用來調(diào)節(jié)從遠程管芯內(nèi)部的熱傳感器讀取的溫度數(shù)據(jù)。在一些實施例中，由所述管芯內(nèi)部的熱傳感器報告的溫度數(shù)據(jù)包括校準誤差。例如，熱傳感器可以報告一個相對溫度而不是一個絕對溫度。存儲在寄存器314中的所述偏差值可以用來例如將相對溫度值調(diào)節(jié)到絕對溫度值。
在一些實施例中，熱管理系統(tǒng)300處理收集到的溫度數(shù)據(jù)。例如，熱管理系統(tǒng)300可以計算平均溫度、移動平均溫度、最小溫度、最大溫度等等。在可選實施例中，可以利用所述溫度數(shù)據(jù)進行更多的計算、更少的計算，和/或不同的計算。
溫度計算寄存器320可以存儲與處理所述溫度數(shù)據(jù)相關的計算值。在所示出的實施例中，計算寄存器320包括最大溫度(max temp)寄存器322，平均溫度(ave temp)寄存器324，和最小溫度(min temp)寄存器326。在可選實施例中，計算寄存器320可以包括更多的寄存器、更少的寄存器，和/或不同的寄存器。
最大溫度寄存器322存儲一個或多個計算的最大溫度。類似的，最小溫度寄存器326存儲一個或多個計算的最小溫度。在一些實施例中，存儲在寄存器322和326中的值用來確定相應的存儲設備的溫度是否已經(jīng)超過熱閾值?！疤l點”是指提供熱閾值的閾值。
平均溫度寄存器324存儲一個或多個計算的平均溫度。在一些實施例中，平均溫度寄存器324存儲一個或多個移動平均溫度。術語“移動平均”是指設備隨時間變化的平均溫度。移動平均的產(chǎn)生通?？梢园▋蓚€步驟計算存儲設備的平均溫度并且計算所述設備隨時間變化的平均溫度。在一些實施例中，利用以下的公式來計算所述移動平均數(shù)移動平均數(shù)＝(最后的移動平均數(shù)+當前平均數(shù))/2。
溫度跳閘控制寄存器330存儲跳閘點和相關的值。可能存在許多不同的跳閘點，并且如下面將進一步討論的那樣，一些跳閘點可以是可編程的。熱跳閘寄存器334存儲表示熱跳閘點的值。熱跳閘點是指當被越過時促使施加自動硬件節(jié)流的閾值。臨界跳閘寄存器332存儲表示臨界跳閘點的一個值。該臨界跳閘點是指當被越過時關閉計算系統(tǒng)(例如，圖1中示出的計算系統(tǒng)100)的一個閾值。
如上所述，一些跳閘點可以是可編程的。例如，在所示出的實施例中，輔助跳閘寄存器336和338各自可以存儲一個或多個可編程的跳閘點?？删幊痰奶l點可以被用來產(chǎn)生與自動熱節(jié)流相關的軟件事件。下面參考圖6進一步討論自動熱節(jié)流。
在一個實施例中，輔助跳閘寄存器336和338可以與一個或多個操縱寄存器協(xié)同操作從而控制與熱管理相關的軟件事件的維護。在所示出的實施例中，例如，輔助跳閘寄存器336和338可以與系統(tǒng)管理中斷(SMI)事件操縱寄存器350、系統(tǒng)控制中斷(SCI)事件操縱寄存器352、中斷(INTR)事件操縱寄存器354，和/或事件狀態(tài)寄存器356中的一個或多個協(xié)同操作。
SMI事件操縱寄存器350維護使用處理器的SMI引腳的管理事件。所述SMI引腳可以用來觸發(fā)硬編碼、操作系統(tǒng)獨立的、系統(tǒng)級響應軟件。SCI事件操縱寄存器352相反可以維護與操縱系統(tǒng)合作處理的事件。SCI事件通常由先進的構(gòu)造和電源接口(ACPI)系統(tǒng)語言(ASL)編碼來處理，但是也可以由基本I/O系統(tǒng)(BIOS)編碼來處理。
在一些實施例中，INTR事件操縱寄存器354維護驅(qū)動器級軟件。所述驅(qū)動器級軟件可以支持相對復雜程度的熱管理，這時因為它允許所述熱管理系統(tǒng)更加的具有交互性。例如，所述驅(qū)動器級軟件可以引用歷史數(shù)據(jù)(例如，歷史溫度數(shù)據(jù)和基于溫度數(shù)據(jù)的計算)、系統(tǒng)信息、與其它設備相關的數(shù)據(jù)等等。所述驅(qū)動器級軟件還可以具有另外的能力，例如打開或關閉冷卻風扇的能力。
在一些實施例中，可以使用跳閘點的分級結(jié)構(gòu)。例如，最初，寄存器336和338中的可編程的跳閘點可以用來根據(jù)軟件事件和/或按比例適應的節(jié)流機構(gòu)(下面將進一步討論)提供相對好的熱控制機構(gòu)。如果所述相對好的機構(gòu)不能保持所述設備溫度低于熱跳閘點(例如，存儲在熱跳閘寄存器334中)，那么可以利用硬件節(jié)流來提供熱管理。最終，如果所述設備溫度繼續(xù)增加并且越過臨界跳閘點(例如，存儲在臨界跳閘寄存器332中)，那么所述系統(tǒng)會被關閉從而防止或減輕對所述系統(tǒng)和/或存儲在存儲器中的數(shù)據(jù)的損壞。
本發(fā)明的實施例并不限于圖3中示出的結(jié)構(gòu)和功能。在可選實施例中，熱管理系統(tǒng)300可以具有更多的元件、更少的元件，和/或不同的元件。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例收集和處理溫度數(shù)據(jù)的選定方面的高階流程圖。現(xiàn)在參考過程框402，熱管理系統(tǒng)(例如，圖3中示出的熱管理系統(tǒng)300)收集來自一個或多個遠程管芯內(nèi)部的熱傳感器的溫度數(shù)據(jù)。在一些實施例中，所述熱管理系統(tǒng)利用以適宜間隔發(fā)出的專用命令讀取所述溫度數(shù)據(jù)。每當所述數(shù)據(jù)被讀取時，它可以被存儲在一連串的臨時寄存器(例如，圖3中示出的溫度收集寄存器302)之一中。
參考過程框404，所述熱管理系統(tǒng)處理從管芯內(nèi)部的傳感器收集的所述溫度數(shù)據(jù)。在一些實施例中，處理所述溫度數(shù)據(jù)包括根據(jù)所述數(shù)據(jù)進行各種計算。所述計算的例子包括計算最大溫度、最小溫度、平均溫度、移動平均溫度等等之一。處理溫度數(shù)據(jù)還可以包括利用偏差校準所述數(shù)據(jù)。
參考過程框406，所述熱管理系統(tǒng)確定是否已經(jīng)達到熱閾值。確定是否以及達到熱管理閾值的過程可以包括將處理過的溫度數(shù)據(jù)與熱閾值進行比較。術語“處理過的溫度數(shù)據(jù)”是指通過對溫度數(shù)據(jù)進行計算產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。處理過的溫度數(shù)據(jù)的例子可以包括最大溫度、最小溫度、平均溫度、移動平均溫度等等。
如果已經(jīng)達到熱閾值，那么所述熱管理系統(tǒng)可以啟動如408所示的熱控制機構(gòu)。術語“熱控制機構(gòu)”從廣義上講是指用于控制存儲設備或者一組存儲設備的溫度的任意功能。熱控制機構(gòu)可以包括基于軟件的事件和/或自動節(jié)流響應。下面參考圖5-6進一步討論熱控制機構(gòu)。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例收集和處理溫度數(shù)據(jù)的選定方面的流程圖。參考過程框502，以選擇的速率讀取溫度數(shù)據(jù)。在一些實施例中，所述讀取速率由存儲在讀取速率寄存器(例如，圖3中示出的讀取速率寄存器312)中的值確定。所述讀取速率可以對應于特定的事件，例如更新周期或者總線校準周期。此外，讀取命令可以相對于所述事件以適宜的頻率發(fā)出(例如，如果所述事件發(fā)生得比設備溫度改變更加頻繁)。例如，如果所述更新每20毫秒發(fā)生一次，那么所述讀取命令可以每N個更新周期發(fā)出一次。
參考過程框504，從一個或多個遠程管芯內(nèi)部的熱傳感器收集溫度數(shù)據(jù)。在一些實施例中，所述溫度數(shù)據(jù)在存儲互連的無效時間期間(例如，在更新周期、互連校準周期等等期間)被連續(xù)地收集。每當所述熱管理系統(tǒng)收集存儲互連上的溫度數(shù)據(jù)，它可以將數(shù)據(jù)存儲到一連串臨時存儲器(例如，圖3中示出的溫度收集寄存器302)之一中。所使用的實際的臨時寄存器可以在每次連續(xù)的讀取時被旋轉(zhuǎn)，以使得寄存器的收集表示最近溫度采樣的歷史。
參考過程框506，可以相對于偏差來調(diào)節(jié)所述溫度數(shù)據(jù)。所述調(diào)節(jié)允許所述熱管理系統(tǒng)考慮溫度數(shù)據(jù)中的校準誤差。例如，所述管芯內(nèi)部的熱傳感器可以報告相對溫度而不是絕對溫度。在一些實施例中，所述熱管理系統(tǒng)可以利用存儲在例如溫度偏差寄存器(例如，圖3中所示的溫度偏差寄存器314)中的偏差值將相對溫度值調(diào)節(jié)成為絕對溫度值。
可以利用各種計算、算法、策略等等中的任何一種來處理所收集到的溫度數(shù)據(jù)。參考過程框508，例如，利用所述收集到的溫度數(shù)據(jù)來計算移動平均值。而且，在步驟510，最大和/或最小溫度值被確定。在一些實施例中，所述熱管理系統(tǒng)可以為所有具有管芯內(nèi)部的熱傳感器的存儲設備計算最大和最小溫度。在可選實施例中，所述熱管理系統(tǒng)可以為存儲設備的選定子組(例如，每個級，每個模塊，每個通道等等)計算最大和最小溫度。
參考過程框512，所述處理過的溫度數(shù)據(jù)(和/或原始溫度數(shù)據(jù))被用來檢測存儲設備溫度是否已經(jīng)越過熱閾值。在一些實施例中，所述熱管理系統(tǒng)可以使用許多不同的熱閾值，并且處理過的溫度數(shù)據(jù)被用來確定已經(jīng)越過哪些閾值(如果有越過的情況下)。在一些實施例中，施加磁滯來減少溫度在跳閘點附近波動時產(chǎn)生的熱控制事件的數(shù)量?？梢愿鶕?jù)存儲在例如磁滯溫度寄存器(例如，圖3中示出的磁滯溫度寄存器340)中的一個或多個磁滯值來施加磁滯。
參考過程框514，如果設備溫度(例如，由所述處理過的溫度數(shù)據(jù)和/或所述原始溫度數(shù)據(jù)所表示的)越過一個或多個熱閾值，那么所述熱控制系統(tǒng)可以啟動熱控制機構(gòu)。熱控制機構(gòu)可以包括例如，自動節(jié)流響應和/或軟件事件。所述自動節(jié)流響應可以包括例如，存儲互連的數(shù)據(jù)速率的基于硬件的節(jié)流。所述軟件事件可以包括中斷、SMI事件、SCI事件、或者甚至是系統(tǒng)自關閉。如果現(xiàn)有技術的熱控制機構(gòu)(例如，數(shù)據(jù)速率節(jié)流、軟件事件等等)不足以有效地抑制溫度的上升，那么所述熱管理系統(tǒng)可以使用系統(tǒng)自關閉來避免災難性損壞和/或數(shù)據(jù)丟失。
參考過程框516，如果所述設備溫度沒有越過熱閾值(或閾值)，那么所述熱控制系統(tǒng)可以啟動一個或多個動作。例如，所述熱控制系統(tǒng)可以清除之前應用的熱節(jié)流。此外，循環(huán)計數(shù)器可以被清零，以便“復位”一個按比例適應的節(jié)流機構(gòu)。在一些實施例中，如果設備溫度低于一個或多個熱閾值，那么可以發(fā)布軟件事件。
圖5中示出的收集和計算過程可以以可編程的速率重復。所述可編程的速率可以根據(jù)需要增加或減小，從而允許檢測快速的熱瞬變或者非常低的元件內(nèi)的熱交叉影響。
如上所述，本發(fā)明的實施例使用常駐于例如所述存儲控制器中的熱管理系統(tǒng)來收集和處理來自大量的遠程管芯內(nèi)部的熱傳感器的溫度數(shù)據(jù)。由于所述熱管理系統(tǒng)可以具有關于實際設備溫度的連續(xù)的數(shù)據(jù)，因此它可以比之前的系統(tǒng)支持更精細的自動節(jié)流機構(gòu)。例如，所述熱管理系統(tǒng)可以得到離目標溫度的距離、溫度變化的速率、和/或溫度變化的積分，從而得到成比例的閉環(huán)反饋控制響應。該成比例的閉環(huán)反饋響應減輕了傳統(tǒng)熱節(jié)流機構(gòu)的典型的重錘(例如，過安全保護和性能降低)節(jié)流響應。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例實施的自動節(jié)流響應的選定方面的流程圖。圖6中所示的過程提供了成比例的閉環(huán)熱管理系統(tǒng)的一個示例。在可選實施例中，所述自動節(jié)流響應可以按不同方式實施。如下面將進一步描述的，所述熱管理系統(tǒng)根據(jù)其收集的連續(xù)的溫度數(shù)據(jù)流而應用增加或減小量的節(jié)流控制。
參考過程框602，啟動所述自動節(jié)流響應。在一些實施例中，如果/當越過熱閾值(例如，參見圖5中示出的過程框514)時，則啟動所述自動節(jié)流響應。越過熱閾值可以包括超過所述閾值和/或落到所述閾值以下。
參考過程框604，所述熱管理系統(tǒng)從目標溫度計算溫度誤差。術語“目標溫度”是指所述熱管理系統(tǒng)的溫度目標。所述目標溫度可以被固定或者可以是可配置的(例如，通過在寄存器中設置一個值)。在一些實施例中，計算所述溫度誤差包括計算距目標溫度的距離和/或相對于所述目標溫度的溫度改變的速率。在其它的實施例中，可以使用不同的計算來確定所述溫度誤差。
參考過程框606，所述熱管理系統(tǒng)計算控制調(diào)節(jié)。術語“控制調(diào)節(jié)”是指一種指示施加的熱節(jié)流量增加或減少多少的指標(例如，一個值、一組值等等)。所述熱管理系統(tǒng)可以根據(jù)各種因素中的任何一種適應性地增加或減小熱節(jié)流的量。在一些實施例中，所述熱管理系統(tǒng)使用循環(huán)計數(shù)器來確定設備溫度有多頻繁地越過熱閾值。隨計數(shù)器的增加，所述熱管理系統(tǒng)可以按比例地增加所施加的熱節(jié)流的量。同樣地，當計數(shù)器減小時，所述熱管理系統(tǒng)可以按比例地減小所施加的熱節(jié)流的量。在可選實施例中，所述熱節(jié)流的按比例的增加或減小可以取決于其它的因素。
參考過程框610，所述熱管理系統(tǒng)采用存儲接口節(jié)流。采用所述存儲接口節(jié)流可以包括至少部分地根據(jù)過程框606中計算的控制調(diào)節(jié)來增加或減小存儲互連的數(shù)據(jù)速率。在使用循環(huán)計數(shù)器的實施例中，如612所示，每當所述自動節(jié)流被調(diào)用時可以增加所述循環(huán)計數(shù)器。應當理解的是，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例實施的自動熱響應可以具有比圖6所示的更多的過程框、更少的過程框，和/或不同的過程框。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的電子系統(tǒng)的選定方面的框圖。電子系統(tǒng)700包括處理器710、存儲控制器720、存儲器730、輸入/輸出(I/O)控制器740、射頻(RF)電路750以及天線760。在操作中，系統(tǒng)700利用天線760發(fā)送并接收信號，并且這些信號由圖7中示出的各種元件處理。天線760可以是定向天線或者全向天線。根據(jù)這里所使用的，術語全向天線是指在至少一個平面上具有基本上均勻方向圖的任意的天線。例如，在一些實施例中，天線760可以是一種例如偶極子天線或者四分之一波長天線的全向天線。而且，例如在一些實施例中，天線760可以是例如拋物面天線、貼片天線、或者八木天線的定向天線。在一些實施例中，天線760可以包括多個物理天線。
射頻電路750與天線760和I/O控制器740通信。在一些實施例中，RF電路750包括對應于通信協(xié)議的物理接口(PHY)。例如，RF電路750可以包括調(diào)制器、解調(diào)器、混頻器、頻率合成器、低噪音放大器、功率放大器等等。在一些實施例中，RF電路750可以包括外差接收機，并且在其它的實施例中，RF電路750可以包括直接轉(zhuǎn)換接收器。例如，在具有多個天線760的實施例中，每個天線都可以連接到對應的接收器。在操作中，RF電路750接收來自天線760的通信信號并且提供模擬或數(shù)字信號給I/O控制器740。而且，I/O控制器740可以提供信號給RF電路750，該電路操作所述信號然后將它們傳送到天線760。
處理器710可以是任意類型的處理設備。例如，處理器710可以是一種微處理器、微控制器等等。而且，處理器710可以包括任意數(shù)量的處理核或者可以包括任意數(shù)量的單獨處理器。
存儲控制器720在圖7中示出的處理器710和其它元件之間提供通信路徑。在一些實施例中，存儲控制器720也是提供其它功能的集線器設備的一部分。如圖7中所示，存儲控制器720連接到處理器710、I/O控制器740以及存儲器730。在一些實施例中，存儲控制器720包括熱管理系統(tǒng)，以收集和處理來自存儲器730中的管芯內(nèi)部的熱傳感器的溫度數(shù)據(jù)。
存儲器730可以包括多個存儲設備。這些存儲設備可以基于任意類型的存儲技術。例如，存儲器730可以是隨機存取存儲器(RAM)，動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)、靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)、非易失性存儲器例如FLASH存儲器、或任意其它類型的存儲器。
存儲器730可以表示一個或多個模塊上的單個存儲設備或者多個存儲設備。存儲控制器720通過互連722提供數(shù)據(jù)給存儲器730并且響應于讀取請求接收來自存儲器730的數(shù)據(jù)。命令和/或地址可以通過互連722或者通過不同的互連(未示出)提供給存儲器730。存儲控制器730可以從存儲器710或另一個來源接收將要存儲在存儲器730中的數(shù)據(jù)。存儲控制器730可以將其從存儲器730接收的數(shù)據(jù)提供到處理器710或另一個目的地。互連722可以是一種雙向互連或者是一種單向互連?；ミB722可以包括多個平行的導體。所述信號可以是差分或單端的。在一些實施例中，互連722利用發(fā)送的(forwarded)、多相時鐘方案來操作。
存儲控制器720還連接到I/O控制器740，并且在處理器710和I/O控制器740之間提供通信路徑。I/O控制器740包括用于與I/O電路通信的電路，其中I/O電路例如是串行端口、并行端口、通用串行總線(USB)端口等等。如圖7中所示，I/O控制器740提供到RF電路750的通信路徑。
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的電子系統(tǒng)的選定方面的框圖。電子系統(tǒng)800包括存儲器730、I/O控制器740、RF電路750，以及天線760，上面參考圖7對它們都進行了描述。電子系統(tǒng)800還包括處理器810和存儲控制器820。如圖8中所示，存儲控制器820可以位于與處理器810相同的管芯上。在一些實施例中，存儲控制器820包括熱管理系統(tǒng)，以收集和處理來自存儲器730中的管芯內(nèi)部的熱傳感器的溫度數(shù)據(jù)。處理器810可以是參考處理器710(圖5)所描述的任意類型的處理器。由圖7和8表示的示例系統(tǒng)包括臺式計算機、便攜式計算機、服務器、便攜式電話、個人數(shù)字助理、數(shù)字式家庭系統(tǒng)等等。
本發(fā)明實施例的元件還可以作為用于存儲機器可執(zhí)行指令的機器可讀介質(zhì)。所述機器可讀介質(zhì)可以包括閃存、光盤、光盤只讀存儲器(CD-ROM)、數(shù)字化通用/視頻光盤(DVD)ROM、隨機存取存儲器(RAM)、可擦可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)、磁卡或光卡、傳播介質(zhì)或適用于存儲電子指令的其它類型的機器可讀介質(zhì)，但不限于此。例如，本發(fā)明的實施例可以作為計算機程序下載，該計算機程序可以以包含在載波或其它傳播介質(zhì)中的數(shù)據(jù)信號的方式通過通信線路(例如，調(diào)制解調(diào)器或網(wǎng)絡連接)從遠程計算機(例如，服務器)傳送給委托計算機(例如，客戶)。
應當理解的是，整個說明書中所提及的“一個實施例”或“實施例”是指在本發(fā)明的至少一個實施例中包括結(jié)合該實施例一起描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。因此，所強調(diào)的并應當理解的是，本說明書中各個部分中兩次或更多次提到的“一個實施例”或“實施例”或“可選實施例”并不都必然指同一實施例。而且，在本發(fā)明的一個或多個實施例中可以將所述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性適當?shù)亟Y(jié)合。
類似地，應當理解，在對本發(fā)明實施例的前述描述中，在單個實施例、附圖或其描述中，為了有助于理解各個發(fā)明方面中的一個或多個方面以使公開的內(nèi)容流暢，各種特征有時被組合在一起。但是，這種公開方法并不能被解釋為反映這樣的目的，即，所要求保護的主題需要比每個權利要求中清楚表述的特征更多的特征。而是，如隨后的權利要求所反映的，本發(fā)明的各個方面在于小于前面公開的單個實施例的所有特征。因此，在詳細的說明書之后的權利要求書在這里清楚地結(jié)合到該詳細的說明書中。
權利要求
1.一種存儲控制器，包括用于接收并存儲來自多個遠程存儲設備的溫度數(shù)據(jù)的溫度收集邏輯電路，每個存儲設備都包括管芯內(nèi)部的熱傳感器；以及與所述溫度收集邏輯電路連接的控制邏輯電路，所述控制邏輯電路至少部分地根據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)來提供熱控制機構(gòu)。
2.如權利要求1所述的存儲控制器，還包括用于接收來自所述多個遠程存儲設備的所述溫度數(shù)據(jù)的端口，其中所述溫度數(shù)據(jù)將在存儲互連上被多路傳輸。
3.如權利要求1所述的存儲控制器，其中所述溫度收集邏輯電路包括用于存儲來自所述多個遠程存儲設備的所述溫度數(shù)據(jù)的存儲器。
4.如權利要求3所述的存儲控制器，其中用于存儲來自所述多個遠程存儲設備的所述溫度數(shù)據(jù)的所述存儲器包括溫度收集寄存器，對于每個存儲設備來說，其用于存儲相應的存儲設備的溫度數(shù)據(jù)。
5.如權利要求1所述的存儲控制器，其中所述溫度收集邏輯電路還包括用于存儲所述溫度收集邏輯電路的控制信息的一個或多個溫度收集控制寄存器。
6.如權利要求5所述的存儲控制器，其中所述溫度收集控制寄存器包括以下寄存器中的至少一種用于存儲讀取速率值的讀取速率寄存器；以及用于存儲溫度偏差值的溫度偏差寄存器。
7.如權利要求1所述的存儲控制器，其中所述溫度收集邏輯電路還包括用于存儲計算的溫度值的一個或多個溫度計算寄存器。
8.如權利要求7所述的存儲控制器，其中所述一個或多個溫度計算寄存器包括以下寄存器中的至少一種最大溫度寄存器；最小溫度寄存器；以及平均溫度寄存器。
9.如權利要求1所述的存儲控制器，其中所述控制邏輯電路包括用于存儲一個或多個熱閾值的一個或多個溫度跳閘控制寄存器。
10.如權利要求9所述的存儲控制器，其中所述一個或多個溫度跳閘控制寄存器包括以下寄存器中的至少一種用來存儲臨界跳閘值的臨界跳閘寄存器；用來存儲熱跳閘值的熱跳閘寄存器；以及用來存儲磁滯值的磁滯溫度寄存器。
11.如權利要求9所述的存儲控制器，其中所述控制邏輯電路還包括用于提供至少部分地響應于超過熱閾值的溫度數(shù)據(jù)的事件的事件操縱邏輯電路。
12.一種方法，包括在存儲控制器上收集來自多個遠程存儲設備的溫度數(shù)據(jù)，每個存儲設備都包括管芯內(nèi)部的熱傳感器；在該存儲控制器中存儲處理過的溫度數(shù)據(jù)，該處理過的溫度數(shù)據(jù)至少部分地取決于來自所述多個遠程存儲設備的所述溫度數(shù)據(jù)；將所述處理過的溫度數(shù)據(jù)與熱閾值進行比較；以及如果所述處理過的溫度數(shù)據(jù)超過所述閾值則啟動熱控制機構(gòu)。
13.如權利要求12所述的方法，其中在所述存儲控制器上收集來自所述多個遠程存儲設備的溫度數(shù)據(jù)包括為每個存儲設備將溫度數(shù)據(jù)存儲在相應的溫度收集寄存器中。
14.如權利要求12所述的方法，其中在所述存儲控制器中存儲處理過的溫度數(shù)據(jù)包括存儲以下溫度中的至少一個最大溫度；最小溫度；以及平均溫度。
15.如權利要求14所述的方法，其中所述平均溫度是移動平均溫度。
16.如權利要求12所述的方法，其中如果所述處理過的溫度數(shù)據(jù)超過所述熱閾值則啟動所述熱控制機構(gòu)的步驟包括至少一個以下步驟觸發(fā)事件；以及啟動自動熱節(jié)流響應。
17.如權利要求16所述的方法，其中啟動所述自動熱節(jié)流響應包括確定處理過的溫度數(shù)據(jù)值和熱閾值之間的差；至少部分地根據(jù)所述處理過的溫度數(shù)據(jù)值和所述熱閾值之間的差計算控制調(diào)節(jié)量；以及至少部分地根據(jù)所述控制調(diào)節(jié)量來施加存儲接口節(jié)流。
18.如權利要求17所述的方法，還包括增加循環(huán)計數(shù)器的計數(shù)，該循環(huán)計數(shù)器用于指示所述處理過的溫度數(shù)據(jù)值超過所述熱閾值的次數(shù)。
19.如權利要求18所述的方法，其中至少部分地根據(jù)所述處理過的溫度數(shù)據(jù)值和所述熱閾值之間的差計算所述控制調(diào)節(jié)量的步驟還包括至少部分地根據(jù)所述循環(huán)計數(shù)器的值來改變所述控制調(diào)節(jié)量。
20.一種系統(tǒng)，包括包括多個存儲設備的存儲模塊，其中所述多個存儲設備中的每一個都具有管芯內(nèi)部的熱傳感器；以及通過存儲互連與所述存儲模塊連接的集成電路，所述存儲控制器包括用于接收和存儲來自所述多個存儲設備的溫度數(shù)據(jù)的溫度收集邏輯電路，以及與所述溫度收集邏輯電路相連的控制邏輯電路，所述控制邏輯電路用于至少部分地根據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)來控制熱節(jié)流。
21.如權利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述集成電路包括與所述存儲互連相連的端口，該端口用于接收來自所述多個存儲設備的所述溫度數(shù)據(jù)，其中所述溫度數(shù)據(jù)將在存儲互連上被多路傳輸。
22.如權利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述溫度收集邏輯電路包括溫度收集寄存器，對于每個存儲設備來說，其用于存儲相應的存儲設備的溫度數(shù)據(jù)。
23.如權利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述溫度收集邏輯電路還包括用于存儲所述溫度收集邏輯電路的控制信息的一個或多個溫度收集控制寄存器。
24.如權利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述溫度收集邏輯電路還包括用于存儲計算的溫度值的一個或多個溫度計算寄存器。
25.如權利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述控制邏輯電路包括用于存儲一個或多個熱閾值的一個或多個溫度跳閘控制寄存器。
26.如權利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述控制邏輯電路還包括用于提供至少部分地響應于超過熱閾值的溫度數(shù)據(jù)的事件的事件操縱邏輯電路。
全文摘要
本發(fā)明的實施例大致涉及用于利用管芯內(nèi)部的熱傳感器進行熱管理的系統(tǒng)、方法和裝置。在一些實施例中，集成電路(例如，存儲控制器)包括溫度收集邏輯電路和控制邏輯電路。所述溫度收集邏輯電路接收并存儲來自多個遠程存儲設備的溫度數(shù)據(jù)，其中每個存儲設備都具有在管芯內(nèi)部的熱傳感器。在一些實施例中，所述邏輯控制電路至少部分地根據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)來控制熱節(jié)流。本發(fā)明還描述和闡述了其它的實施例。
文檔編號G11C7/04GK101025994SQ200710087999
公開日2007年8月29日 申請日期2007年2月16日 優(yōu)先權日2006年2月16日
發(fā)明者戴維·懷亞特 申請人:英特爾公司