监控系统和快速调整时钟频率可以提高特定应用和操作环境的性能。
早在2016年，我们就研究了联发科Helio X20第一款Tri-Gear移动SoC。Tri-Gear比ARM的大。LITTLE的概念是使用两个不同的核心，具有独特的功率和性能特征，通过添加第三个核心。这种方法的主要优点是有更多的核心选择，以更好的能源效率和性能操作点运行工作负载。
在今年的70thglobalfoundries联发科在旧金山发表了一篇题为“在4nm FinFET中实现高性能热管理的5G移动游戏中心SoC”的论文。[1]使用三齿轮ARMv9实现。该设计由4个Cortex-A510高效核心，3个Cortex-A710平衡性能核心和1个Cortex-X2高性能核心组成，用于8核“八核”实现。
图1
图1显示了3种不同类型内核的功耗与性能曲线。该设计还包括一个ARM Mali-G710 3D图形单元。正如标题所提到的，SoC是一个以手机游戏为中心的部分，系统的性能受到热约束的限制，即系统可以在更高的电压和频率下运行，但移动环境限制了冷却的可能性，所以有时有必要从最高性能工作点撤退。热管理系统中存在的不准确性越多，需要使用的边际就越多，以确保SoC保持在其热约束范围内。这个余量表现为在较低的时钟频率(可能还有电压)下运行系统，以确保系统不会超过它的最大信号温度T马克斯．
图2
图2显示了在最坏功耗场景中使用的阈值如何比使用更智能的阈值方案更快地启动时钟节流，后者仍然可以将系统温度保持在T以下马克斯(签字)温度。热响应预测得越准确，通过设置更高的阈值并允许系统以更快的时钟频率更频繁地运行，可以从系统中挤出更多的性能。
图3
图3显示了一个简单的框图，其中监视器和传感器用作Power Predictor设置阈值温度的输入。所有这些都与操作系统绑定在一起，操作系统利用有关当前工作负载的知识来帮助做出更好的预测。这都是能源/温度感知调度(E/TAS)方案的一部分，以提高系统的性能，同时仍低于签名T运行马克斯．
图4
图4显示了改进后的热管理系统与原始全局节流方案的比较，以及在运行指定的测试台架工作负载时，温度如何显示出更小的变化。
表1
表1显示了作者的智能帧/秒(FPS)控制的结果，这是一个由工作负载预测组成的闭环控制器，也考虑了PCB温度。结果显示在平均FPS方面有一些改善，在增加最小FPS方面有更明显的改善，从而带来更流畅的视频游戏体验。
随着工程师们努力提高硬件的效率，我们将继续看到更复杂的技术用于监控系统和快速调整时钟频率。通过构建这些挂钩，可以更好地调整系统，以满足它们的应用程序和操作环境。这也使它们能够在更广泛的应用中使用，具有更好的能源效率。
[10]黄渤，等，“5G移动游戏中心SoC与4nm FinFET的高性能热管理”，电子工程学报，pp. 40- 42,2023。
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