权力的游戏

由安Steffora Mutschler

半导体工程团队一直致力于加强在新设计的表现,但在移动,GPU和平板电脑市场,他们发现维持更高的性能之间的平衡和相同或更低的权力日益繁重。原因:极端的游戏应用程序可以创建场景文件,导致动态功耗峰值范围。

“大多数人今天谈论每瓦特性能,威廉说Ruby,高级主管RTL Apache电力产品工程设计。“这是真正的度量。保持性能相同的可能不是一个选择,因为即使移动应用程序,如果你看看今天的电话,他们是四核将8核甚至64 -核心,所以性能是不一样的。权力是不一样的。权力很可能会上升而性能/瓦特更好的整体上升。”

工程团队如何处理呢?

“从技术上讲,这只有一个答案,这是建筑、“Ruby说。“你必须开始思考什么是功能启用,当事情是绝对必要的。在某些情况下这意味着性能权衡。”

似乎有越来越多的人达成共识的方法。“每个人都试图减少如:软件工程师、硬件工程师,但是功率降低可以在更高的层面上,“Solaiman Rahim说,高级技术主任Atrenta电力产品。

帮助工程团队决定如何减少电力在架构层面,RCP(远程过程调用)的设计可以利用Rahim说。RCP是一个协议,帮助执行软件的网络在不同的机器上。“通过查看活动数据的芯片和做一些力量探索芯片,我们可以确定峰值功率在设计的原因。处理元素的RCP通常有很多所以有很多处理,通常会导致大量的能耗。有一些信号控制与处理的设计元素,所以通过提供这些信息通过使用我们的探索能力和分析活动的数据,我们可以提供这些信息RTL的建筑师和设计师。然后他们可以使用这些信息来做一些硬件更改,如控制处理元素不使用时,也为软件工程师提供这些信息。”

通过这些数据,软件工程师知道正是在设计原因造成这些山峰的权力,并通过使用缓存机制在软件,信号可以锻炼少,导致功率降低,Rahim说。

然而,这种方法并不是普遍的今天因为做电力勘探、模拟矢量是必要的。“当你在架构级别或软件水平你可能不会得到这些向量的阶段,”他表示。“但也取决于这些向量的质量和有能力探索工具,分析了architecture-something RTL和提供一些指导,并不普遍。”

在极端游戏gpu激烈的挑战

在极端的游戏空间,维克Kulkarni总经理及高级副总裁Apache RTL业务单元的设计,观察到日本和美国半导体公司一直面临着在过去的几个月里当他们正在做极端gaming-things材质GPU核心现在很重要的一部分。

“你怎么管理阴影和阳光,烟和火,”Kulkarni问道。“那些都是最困难的在gpu渲染。在极端的游戏,很多事情正在改变实时用户堵,各种移动操纵杆控制。你如何移动的阴影和阳光,然后长长的影子,影子短,几乎实时?巨大的GPU处理发生在极端的游戏场景和帧改变如此之快。这意味着FSDB大小和场景文件越来越大,技术挑战的由来。分裂微秒甚至纳秒的仿真时间,FSDBs要处理,不抖动。光滑的呈现是GPU公司正面临的技术挑战。

处理这个问题的一个方法是关键的信号选择大型FSDBs权力分析紧随其后。

“它不仅是高性能的处理,但它肯定糟透了的力量,”皮特荷迪说,低功耗设计方案营销总监节奏。“显然现在玩家想要的游戏体验是一样很好的从图形渲染的角度在平板电脑上,因为它只是很短的时间内前高端,gaming-enabled桌面电脑。有什么特殊的gpu的工作方式在游戏应用程序中,事实上在任何高清视频,功耗是依赖于被处理的帧数以及这些帧的内容。渲染和阴影和烟和火的东西把现实主义的图片是很极端的,因为它是快速移动的东西出现在屏幕上。”

所有这一切加起来每一帧被非常忙碌从最后一帧的改变,这就是为什么有多个渲染引擎的gpu的结构。这些引擎开关,根据处理需求,而整个帧速率保持不变。但要处理的数量的变化取决于这些内容问题,荷迪解释说。因此,很难估计与任何程度的准确性。

充分代表的唯一方法通过仿真设计在一个场景中,这就是为什么GPU等公司英伟达建立了大规模的内部模拟实验室。

“你需要精确的描述,但是你也需要处理很多实际现实的活动照片,实际的视频帧,和仿真是唯一的办法,”荷迪说。

软件进展

软件已经走了很长的路在做以上的工作效率,。

“一切都总是变得越来越复杂,所以我们总是适应变化。当人们想要更多的和更多的功能,就意味着设计变大,我们知道做更多的工具,跑得更快,甚至有更好的能力比10年前,”玛丽安白色指出的那样,Synopsys对此星系实现平台的营销总监。

下面的图表显示,人们必须适应节约电能。

这个图表说明设计规模和业绩目标基于数据从移动应用程序被调查者Synopsys对此的全球用户调查。数据显示,尽管设计变得越来越快,功率预算仍然是基本相同的。用于这些节点的低功耗技术,因为他们有助于弥补泄漏较小的节点。(来源:Synopsys对此)

“从90 nm的超级漏水的所以他们不得不适应使用新的低功耗技术之前,他们没有,”怀特说。“没有,说一个按钮将你能给我最好的性能和最佳的力量。它不工作了。Multi-corner多模(定义)可能没有被一些通常使用5到10年前,但现在因为每件事都有不同的模式——你有dvf你在哪里动态变化的电压和频率能够节省电能,所以你想要性能,当你可以拥有它。唯一的办法是使用定义。现在我们让人们用成百上千的场景定义,所以不得不适应的工具能够做到这一点。一旦定义首先是围绕它绝对是一个串行的过程。现在没有办法了。”

此外,Sudhakar Jilla,地点和路线产品营销主管导师图形,解释说,与变化过程和变化在设计模式,每一个组合叫做mode-corner场景。

“通常是为每一个场景是你对不同的东西有不同的设计指标敏感。例如,在场景中你可以你可以对场景的设置,“两个你可以“稍等,”和场景三个你可以“泄漏”,等等。大部分时间这些都是矛盾的,所以你优化一个角落将打破,另一角落。有不同的方法来解决这个问题,”Jilla说。

EDA工具看看这些mode-corner场景和所有设计指标在同一时间。通常情况下,传统的工具解决一个,然后尝试解决另一个。通常是什么打破了流和导致迭代,得到权力但性能,或者你得到性能但号码是力量,Jilla指出。

展望未来

展望未来,继续管理性能/瓦特,整个生态系统是必须参与,这样每个人都能理解这是怎么回事,Synopsys对此“白色断言。

“流程变化有很多不同的事情需要考虑。起初只有三个变形,然后成为五Vts 28 nm。与finFETs看起来像它可能会再次回到三,但通道长度方差的选择可能会上升。所以你看所有这些不同的东西,”她说。“即使你有一个插入墙上,绿色行动迫使人们不得不关注的力量。我不是很快乐的一天当我DirecTV单位决定关掉本身一小时后节约电能。驾驶不同的因素有不同的东西。如果你考虑所有的云,亚马逊可能有十亿台机器坐在某个地方。云可能是虚拟用户,但有实际机器坐在某个地方,他们都必须可靠地。”

数据中心的大问题是寒冷的服务器有足够的冷却能力,和在服务器足够有效,他们需要更少的冷却。

“实际用电,是不同的,但储蓄力量并不是因为有很多绿色项目现在是否你玩图形Playstation 3在家或在一个移动设备,他们可能考虑如何确保它是有效的,”她说。“底线是有绝对权力储蓄在所有方面都可以做。方法可能不同,但他们必须做它意味着权力就是一切。”