一个平衡

由安Steffora Mutschler
如果你保持当前的数据中心的趋势,你熟知的事实,英特尔公布去年6月能源比例增加了一倍有效服务器效率和工作负载扩展超出了摩尔定律预测。

这与soc的电源管理?卡里的下巴,低能耗解决方案营销总监Synopsys对此,说,如果你看一个很宏观的数据中心很清楚你在说关于1000 x计算问题应该采取1000倍的能量为零的吞吐量。低功耗SoC设计时,很明显,已经取得了大的成就在过去的5到8年,但怎样才能得到能源比例在SoC的想法吗?

“的一件事每个人都参与低功率今天会说我们已经很擅长做低功耗在这些大块,”他说。“最明显的例子,使用低功率的意思是10年前,你会关掉的筹码。这是真正的你有一个开关。你可以运用权力或不适用的权力,这实际上很成比例的事实证明,但它不允许你实现任何超出整个芯片是‘对’或‘我什么都没做。’”

这approach-following故事有多满一罐,第一次用石块,然后鹅卵石,沙子和水是一个大岩石。

多媒体产品营销总监彼得•麦吉尼斯想象技术,理解这种敏锐。“如果你是一个罐子填满材料你可以填补它与大岩石,然后您可以填满所有的空白。但是你也可以继续加满沙子。然而,在电力工程中,特别是随着soc,是行不通的。你不能达到最大功率的效率通过精密电源管理。你必须开始大石块,这是架构问题和设计问题,你甚至开始之前开始芯片的物理设计。”

SoC的环境,稀缺资源是内存带宽和热信封,你在这些工作是需要解决的两大事情,他说。“管理内存带宽利用率是我们一般的地方开始当架构。”

例如,在想象力的GPU设计,使用一种称为基于题目呈现的技术,最大限度地减少内存带宽利用率,将大部分的片上存储器的呈现过程。卓越的大石头,因为这降低了功耗enormously-both死,也消散在记忆别针,麦吉尼斯解释道。

之后,“确保您执行的算术运算芯片)尽可能有效地使用。这意味着如果你有计算资源你确保它尽可能少的空闲周期。和B)确保你的算术运算执行实际上是适当的任务,”他说。

皮特•荷迪低功耗设计方案营销总监调子,同意大石头必须首先处理。“这是一条学习经验,您需要先去处理这些大石块因为传统上人们没有这样做。他们一直依赖电力优化实现工具,然后各种门大小和其他技术。Multi-voltage阈值能够使用最小数量的低电压阈值盖茨能够节省电能。然后人们开始看时钟门控和它成为正常的合成工具做一个合理的工作时钟门控。如果你看那些的相当于也许一些水和沙子,时钟门控可能是像细砾石。直到最近,我们真的想我们需要做的更多。我们需要力量的领域与力量的岛屿与权力控制,也许有些地方我们可以应用动态电压和频率扩展。这将是更大的石头。一旦你达到你所需要的结论,这些大的石头,你必须先处理这些大石头。 You can’t optimize those and decide that to do that you’ve got to design the architecture from the outset to be able to deal with that.”

选择正确的技术
工程团队如何选择正确的精密技术使用?

下巴说,最好你能做的就是看场景,通过验证和大量的模拟运行,做尽可能多的权力分析在这些场景中,试图找出答案。“这是一个困难的问题。收集所有的数据,即使在相对静态行为的情况下,是很难的。当你把最重要的是其他东西的复杂性,这真是一个棘手的问题。”

他说,这正是设计工程师今天陷入困境。“即使我们可以实现细粒度的架构,这并不是说我们就知道该怎么做。我们必须踢了一会儿,收集一些数据,然后说要出来的问题是什么,我们需要避免的。”

使用精密电源管理的另一个考虑是平衡成本复杂性对真正的好处,观察到的基因物质,高级应用程序经理Docea权力,“这就像做性能增强或做任何产品有一些相关的成本。成本是材料设计成本的一部分的资源,通常如果你面对一个时间表预算资源压力,你不能完全验证设计。这并不是说设计本身是复杂的。验证,将在你的关键路径。

所以使用精密电源技术归结为利益和成本。“如果不够显著受益,或也许是重要的但你不能收取更多的或者它不会给你增加一些其他领域有很多事情,除了材料成本费用。一个是你可能要具有竞争性。你会做它,因为它能给你带来竞争,差异化的价值。这是你可以和你客户可以,您可以构建成一个营销故事或技术领导的故事。然后是成本与员工:需要多长时间来设计,是什么验证整个产品生命周期的增量资源吗?大多数时候南瓜最精密电源技术是什么,“我们将设计他们,我们不会保证他们因为我们不能验证,我们将做验证之后,”他断言。

展望未来
新技术的承诺更多,抑扬顿挫的荷迪说,如电压岛的概念,也称为multi-supply电压(MSV),使用领域不同的电压供应。“我们的推荐人们使用,方法是选择一个合理的设计可以应用到,不要让事情过于复杂的电力领域使用的数量,因为它增加了需要换档器水平。”

但是,如果你在更细粒度可以优化吗?

“你可以基本上拥有权力领域无处不在,你可以为每个块circuitry-maybe低电压下降到每个关键路径,”荷迪说。“你可以只运行在更高的电压和关键路径上减少关键路径可以降低电压。这将打破我们的规则的复杂性。你会保持电力领域分离块电路,一个良好定义的块在你的设计中,运用这些权力领域的概念。如果你能去更好的粮食,那么你当然会有一个权衡之间的电能节约与你需要的额外的组件,例如换档器,更多的水平。但是因为在一天结束的动态功率成正比V2,任何减少电压可以是一件好事。是的复杂性增加,他们将给疼痛的验证和实现,但是当你有客户已经试过所有的技术,他们下一步做什么,挤出几毫瓦的电力预算吗?”

工程副总裁马克·邓恩IMGworks, SoC发展集团在想象技术,同意了。“原因,人们准备去这些长度,因为移动设备的最终性能现在完全由信封。所以主要的方式获得是使设计更高效更可以获得相同的热性能限制。”

这似乎是一个共同的观点。

“当我们看,我们要从我们今天,我们需要长期思考我们想要去的地方,然后了解我们,并介绍合适的小块在正确的地点。今天,我们正朝着的方向更多的ip——的想法更好层次的处理这些事情。这些都是伟大的方式低功率扩展到越来越多的复杂的设计,这是我们想做的事,“Synopsys对此下巴总结道。