一种处理器启动的方法_3

文档序号:9375221阅读:来源:国知局
工作;如果所述温度传感器213复用处理器芯片211或/和片外缓存212中的温度传感器,因为处理器芯片211或/和片外缓存212的温度比较高,当所述温度传感器213检测到的温度达到Τ2时,那么所述温度传感器213就会发出警告信息,同时该非易失性存储器214会被关闭,但这明显属于误操作,因为此时非易失性存储器214的温度比较低,不需要被关闭,而如果此时关闭非易失性存储器214,会导致处理器性能的下降。
[0054]基于以上分析,优选的,所述温度传感器213应该实现在非易失性存储器214中。
[0055]基于本发明技术方案,我们定义片上缓存或/和片外缓存被关闭即为片上缓存或/和片外缓存部分被关闭或者全部被关闭,片上缓存或/和片外缓存被打开即为片上缓存或/和片外缓存部分被打开或者全部被打开;内存4被关闭即为内存4部分被关闭或者全部被关闭,内存4被打开即为内存4部分被打开或者全部被打开;处理器被关闭即为处理器部分被关闭或者全部被关闭,处理器被打开即为处理器部分被打开或者全部被打开;非易失性存储器被关闭或者进入待机状态即为全部或者部分非易失性存储器被关闭或者进入待机状态,非易失性存储器被打开或者退出待机状态即为全部或者部分非易失性存储器被打开或者退出待机状态。基于上述实施例的基础上,本申请还记载了一种超低功耗模式,且该超低功耗的模式应至少具有以下特征:
[0056]a、片上缓存和/或片外缓存可以被彻底的关闭,片上缓存一般是由静态随机存储器实现的,而静态随机存储器的漏电流比较大,因此会使芯片功耗增大,而片外缓存是由嵌入式动态随机存储器实现,动态随机存储器为了保证数据的准确性,在一定时间内需要对数据进行刷新,由于动态随机存储器进行刷新操作带来的刷新功耗也比较大,通过彻底的关闭片上缓存和/或片外缓存,从而降低片上缓存的漏电流或/和片外缓存的刷新功耗。
[0057]b、内存4可以被彻底的关闭,因为内存4是由动态随机存储器实现的,而动态随机存储器进行刷新操作带来的功耗很大,因此通过彻底的关闭内存4,从而降低内存4的刷新功耗。
[0058]C、所有的处理器均可以被关掉,超低功耗模式下,可以将服务器中的所有处理器全部关掉,从而节省功耗。
[0059]d、非易失性存储器可以被关闭或者进入待机状态。非易失性存储器的存储密度很大,可以存储很多的应用程序和数据,当服务器中的处理器需要被唤醒执行任务时,只要唤醒服务器中的处理器即可,处理器被唤醒后可以直接从非易失性存储器214中读取数据,从而实现服务器立即启动的功能,而不用像以前需要从片外大容量存储器中(即片外存储器,其存储有数据)搬运数据到内存中,再从内存中搬运到缓存中,再由处理器执行。
[0060]所述服务器的超低功耗模式可以是以上特征的单独存在,也可以是上面几种特征的组合,比如片上缓存或/和片外缓存均被关闭,内存被关闭,所有的处理器均被关闭,非易失性存储器被关闭或者进入待机状态;或者片上缓存或/和片外缓存均被关闭,内存被关闭,处理器工作的电压和频率降低,非易失性存储器正常工作,此时处理器直接从非易失性存储器中读取指令和数据。
[0061]服务器在进入超低功耗模式之前,应将片上缓存或/和片外缓存中的数据保存到非易失性存储器214中,也应将内存中的数据保存到片外大容量非易失性存储器中,因为处理器在执行片上缓存或/和片外缓存中的数据时,片上缓存或/和片外缓存中的数据可能已经被更新,内存也是一样,为了保证数据的一致,在片上缓存或/和片外缓存被关闭前,应将片上缓存或/和片外缓存中的数据保存到非易失性存储器214中,也应将内存中的数据保存到片外大容量非易失性存储器中之后才能关闭内存。
[0062]服务器在退出超低功耗模式时,有以下几种情况:
[0063]—、片上缓存或/和片外缓存仍然处于关闭状态,内存仍然处于关闭状态。在这种情况下,处理器(低压低速)直接从非易失性存储器中读取指令和数据,这种情况适用于那些不需要处理器很高性能而且处理器在处理完任务后很快又进入超低功耗模式的应用,同时该应用程序已经存储在非易失性存储器中。
[0064]二、片上缓存或/和片外缓存被打开,内存仍然处于关闭状态。这种情况适用于那些需要部分或者全部处理器处于高性能模式的应用,同时该应用存储在非易失性存储器中。下面我们举例子来说明,假设处理器被唤醒后要执行的应用程序为X,应用程序X存储在非易失性存储器中,我们有两种方式来执行应用程序X,第一种方法是处理器直接从非易失性存储器中读取指令的数据,同时从非易失性存储器向片上缓存或/和片外缓存搬运数据,接着再由处理器执行片上缓存或/和片外缓存中的数据;第二种方法是先从非易失性存储器向片上缓存或/和片外缓存上搬运数据,接着由处理器执行片上缓存或/和片外缓存中的数据。第一种方法适用于应用程序X需要部分处理器处于高性能模式时,第二种方法适用于应用程序X需要全部处理器均处于高性能模式时。
[0065]三、片上缓存或/和片外缓存被打开,内存被打开。该种情况适用于那些需要处理器处于高性能模式的应用。下面举几个例子说明该种情况的应用。第一个例子,处理器被唤醒后要执行两个应用程序,分别为应用程序X和应用程序Y,应用程序X存储在非易失性存储器中,应用程序Y存储在片外大容量存储器中,处理应用程序X和应用程序Y需要处理器处于高性能模式,因此处理器可以先在非易失性存储器中执行应用程序X,同时从非易失性存储器中搬运数据到片上缓存或/和片外缓存中,从片外大容量存储器中搬运数据到内存中,这三个步骤同时进行,加快了系统的立即启动速度。第二个例子,处理器被唤醒后要执行应用程序Y,应用程序Y存储在片外大容量存储器中,处理应用程序Y需要处理器处于高性能模式,因此需要从片外大容量存储器中搬运数据到内存中,再由内存搬运到缓存中,最后由处理器执行。第三个例子,处理器被唤醒后要执行应用程序X和应用程序Y,应用程序X存储在非易失性存储器中,应用程序Y存储在片外大容量存储器中,处理应用程序X需要处理器处于高性能模式,因此把数据从非易失性存储器中搬运到片上缓存或/和片外缓存中进行启动操作的同时,把应用程序Y从片外大容量存储器搬运到内存中。
[0066]四、片上缓存或/和片外缓存被关闭,内存被打开。这种情况适用于应用程序存储在片外大容量存储器中且处理应用程序不需要处理器处于高性能模式的应用。下面我们举一个例子说明。处理器被唤醒后要执行应用程序X,应用程序X存储在片外大容量存储器中,但是执行该应用程序处理器不需要处于高性能模式下,因此可以先把数据从片外大容量存储器搬运到内存中,再由内存搬运到非易失性存储器中,处理器在非易失性存储器中执行应用程序X。
[0067]附图2中3为设置在处理器芯片上的风扇,当服务器进入所述超低功耗模式时,风扇的速度就会降低甚至被关闭。比如当所有处理器均被关闭,片上缓存或/和片外缓存被关闭,内存被关闭,非易失性存储器全部被关闭或者进入待机状态时,这时因为所有的处理器都不再处理任务,片上缓存或片外缓存均被关闭,所以我们可以将风扇关闭,从而更进一步节省功耗。当部分处理器被关闭,片上缓存或/和片外缓存部分被关闭,内存被部分关闭,非易失性存储器的工作电压为正常电压时,我们可以降低风扇的速度,从而达到节省功耗的目的,在这两种情况下,风扇的速度降低或者风扇被关闭,那么带动风扇转动的马达的功耗就会降低,数据中心机柜的温度就会降低,给机柜降温的空调消耗的功耗也就会相应的降低,同时整个放置机柜的房间的温度也会降低,给放置机柜的房间降温的空调所消耗的功耗也会降低,也就是说降低了数据中心的成本。其他情况类似,这里不再赘述。
[0068]下面我们从功耗、处理器被唤醒到执行任务所需要的时间和软错误的出现几率三个方面对具有超低功耗模式的服务器和传统的服务器做对比:
[0069]功耗方面。一方面传统的服务器虽然利用DVFS技术在一定程度上减小了服务器的功耗,但是无论服务器处于DVFS的哪种模式下面,风扇一直在转动,风扇的转动是靠马达的带动,马达在带动风扇时也会带来一定的热量,因此对于数据中心的机柜来说,需要空调进行降温,而机柜中的空调在降温的同时也会散发热量,因此整个放机柜的房间也需要进行降温,这样就会使数据中心的成本增大,即使服务器利用DVFS技术降低工作电压和频率,在一定程度上降低了服务器的功耗,但是并不能进一步的降低数据中心的功耗。而对于本发明提出的具有超低功耗模式的服务器来说,当服务器进入超低功耗模式时,可以降低风扇的速度甚至关闭风扇,这样在很大程度上更进一步减小了服务器的功耗,从而使数据中心的成本降低。另一方面,传统的服务器中的处理器被关闭后,当要处理任务时,处理器需要从片外大容量存储器中搬运数据到内存中,再由内存搬运到片上缓存中,数据搬运需要消耗大量的时间,所以传统服务器为了保证服务器的性能,不会频繁进入DVFS模式中的情况二和情况三,也就说传统服务器利用DVFS技术降低的功耗有限,而利用本发明提出的具
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