电力的建模和分析

半导体工程坐下来讨论电力建模和分析,首席技术官超音速;首席执行官Teklatech;维克Kulkarni副总裁兼首席战略官有限元分析软件;Baum的首席执行官安迪·拉德;高级营销主管让-玛丽•深色仿真导师,西门子业务;和Rob Knoth产品经理节奏。以下是摘录的谈话。第一部分可以被发现在这里。

SE:什么是权力模型?我们谈论的瞬时功率,平均功率,总能量,热对芯片的影响?并不是所有的这些权力模式的一部分吗?

拉德:一切都联系在一起。功率模型给你的权力配置文件知识产权一定期间所做的场景。是有用的一个设计师必须向他们展示基于时间的力量。旋回力量将确定峰值功率太高的地方。例如,我们发现了一个情况,一个空闲状态消耗的两倍的能力,但是没有能力基于时间的看,看到的东西是错误的,你没有办法钻到这个问题在哪里。

深色的:作为一个产业,没有标准,什么是动力模型。这是一个大问题。

Wingard:我爱的愿景,但我不知道如何把它插在一起。你建立了一个功率模型块或者块,但他们的行为是相互依存的。我要运行一个完整的芯片模拟权力这个IP块模型吗?

拉德:你必须了解一块消耗电力和某些街区你不关心它。他们可能消耗的力量如此之小,但你需要钻到块产生的问题。

Wingard:我们知道从性能分析是组件的行为,因为他们之间的紧密互动共享资源,尤其是,他们共享内存。所以组件内存加载条件下的行为可能比它的行为在一个非常不同的卸载内存系统。所以你必须模型的大部分功能的芯片得到时域模型,该模型是有意义的。

Bjerregaard:你问什么是权力模式,这取决于谁是看他们使用它。什么是你真正想要的东西穿过抽象因为需要理解电力水平取决于你在哪里在流。如果是总功率或动态功率物理后端,电源完整性问题,等等。所以为模型完成,它需要所有这些方面。然后你的困境如何精确你可以工作在最高抽象级别一直到抽象层次最低。当你到达后端,人们从来没有得到足够的力量。他们总是想要另一个5%,不管你做什么在架构级别。我们看到,今天与物理实现方法后端。有空间,很多来自时机。先进节点10点和7海里,定时关闭是一个巨大的问题,而这一直是一个问题,它是越来越大,损失的权力。更高比例的力量被用来关闭时间、空间是待价而沽。你可以修复它在架构级别,以确保管道阶段是平衡的,但你也可以修复它在物理端无需担心架构通过调度事件,事情变得更加平衡。 Idle time can be found at all levels of detail.

深色的:进行研究就好了你多少次推迟了门口的力量优化5%的水平,但实际上你的权力是5 x你认为它应该是。花费数百万美元来迟到了。

Kulkarni:它不仅仅是峰值功率。如果你要看数十亿周期的例子中,Android启动大约是400亿cycles-then如何配置文件?假设你做1 b周期中分割成块,然后使用一个RTL能量分析器,你可以看到的斜率和性质功耗,你可以看看峰值功率。另一个效应是L di / dt效果,下游的变化率也可能会把事情搞砸在物理世界热点地区电网设计和原因。这两个电源模型的重要部分。输入/输出特性和泄漏的各种状态,动态能力,基于时间的权力和L di / dt权力大块。AMD发现它是分析能力不足,认为它会没事的。相反,他们追踪了权力配置文件超过4个月。最初,他们的闲置诗句活跃浅坡,闲置消费非常高。回归他们每天跟踪权力配置文件变化,发现更新的地区,在那里他们可以减少电力。在4月,他们创造了一个陡峭的斜坡。所以权力,不是一次性的事件。 It requires best practices methodologies that need to be developed. There are several companies joining hands under theSi2伞和IEEE P2416。他们试图统一描述能力模型的方式从晶体管和更高水平的模型抽象级别,这样你就可以依靠你的决定。我们发现收敛精度+ / - 15%到+ / - 3%从RTL到门水平和最终的结果。IEEE刚刚捐赠。

深色的:这只是逻辑或内存吗?

Kulkarni:逻辑。记忆之后。

Wingard:你如何看待与力量交互建模投入权力统一格式吗?

Kulkarni:UPF值有点更高层次的域和状态依赖和换档杆在架构级别水平。

Wingard:你认为我们可以把这些模型代入UPF3功率模型?

Kulkarni:没错。所以2416年将进入IEEE 1801趟车,所以他们之间应该有一个合并。他们有几个点和一些小型的测试证明。它定义了在一个合理的方式功率模型应该包含什么。

Wingard:生态点好。我们也发现,。和夜间回归应该权力,如果开发人员会做出改变,我们可以确保权力并没有改变超过一定数量,否则将被视为一个回归失败。

Kulkarni:我们还遇到了一个研究他们谈论一个活跃的游戏设备,特别是那些gpu,游戏停止但某些事情仍和消费能力。他们称之为闲置的尾巴,把剩下的东西。我们已经看到这个物联网设备和游戏设备和高清电视。

SE:我们将功率控制设计和希望软件能正确地使用它,但它并没有变。我们学习作为一个行业的功率控制策略?我们必须把这个软件吗?

Knoth:这个问题不是本地化和分段控制的力量。它是民主化和确保软件都是在餐桌上。你不能说它将所有在硬件和软件不可知论者。你可以,但这将意味着你离开的机会——巨大的机会——在桌子上。

Wingard:功率控制比其他任何功能元素没有什么不同。的人使用个人电脑有很多硬件,微软仍然尚未发现如何打开。它是几代人的cpu最后编写软件之前打开一个新的函数。功率控制在很多方面是这样的。有一组庞大的芯片,电源控制功能,但没有写软件。模型和芯片的人可能认为这是打开,所以我们之间有一个脱节是建模和实际上往往是做什么。我们可以做得更好,我们可以构建芯片关闭循环在硬件没有软件的机会剥夺人民的做出改进。我们可以将识别机会节省电力,电力状态转换的顺序和具体控制电路来管理di / dt,侵入。我们可以把所有的硬件。我们仍然可以软件接口,但这仅仅成为可选的软件和基础平台运行的。

Bjerregaard:这是必需的,因为如果你期望软件设计师烦恼硬件,他们没有。我们可以把所有这些智能特性和它永远不会到达表面。

Wingard:市场是最明显的是物联网,因为现在物联网主要是关于微控制器中添加无线功能。你要看平均单片机的软件部署模型。单片机用户没有期望,和单片机公司没有提供Android驱动的基础设施,因为它不会运行Android。在许多情况下,我们别无选择通过提高硬件抽象自动做这些事情。

Bjerregaard:物联网代表一个机会获得软件设计师的关注,因为权力所以重要,这是专门的功能,他们将走额外的一英里。

Wingard:这是我的意思,当我说你不能拿走的能力——将会有聪明的公司会利用这一点。

Bjerregaard基于权力:他们会赢。

Knoth:但是,我们提供了工具软件工程师能够确保电源管理有效地工作吗?

所有:我们是到达那里。

Wingard:它是一个多层次的问题。在开发过程中有你想做的事情。

深色的:有时候只有一个软件的人。

Wingard为物联网:是的,它有时会是一个小设置。

深色的:大移动人是非常不同的。

Wingard:如果物联网是由智能手机的人会看起来非常不同,如果它是由微控制器。手机有数百万行软件代码,他们与每个应用程序处理器提供船,船或每一个基带处理器。

深色的:他们必须意识到他们有问题。否则,他们是不会改变的方法。

Knoth:他们已经打到电力产品的一个重要组成部分。它已经存在。

Kulkarni:即使在物联网方面,当我们看到ADAS的设计,这些仍然是物联网设备但它越来越成为一个非常复杂的设备。一辆车可能有100个cpu和完整的摄像头在150 c和-40 c的最坏情况。这是比军事范围和他们想做动力分析。我们也谈论可变性。他们不是在28 nm节点。他们正在看10 nm和7海里。

Knoth:也有安全的重要方面。权力不仅是电池寿命。它是可靠性。它是加速衰老。这些产生巨大影响的整体配合设备。这提高了赌注。你需要管理,模型。