本發(fā)明涉及半導(dǎo)體，尤其涉及一種芯片熱均衡管理方法、系統(tǒng)及芯片。

背景技術(shù)：

1、隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，三維集成電路（3d-ic）因其較高的器件集成度和較小的占用面積而被廣泛應(yīng)配置為高性能處理器、存儲器和其他復(fù)雜系統(tǒng)中。然而，由于多層芯片堆疊，容易導(dǎo)致熱量積聚并難以有效散發(fā)，造成過熱問題。

2、在一些傳統(tǒng)的熱管理方案中，一般在芯片內(nèi)部會設(shè)置多個測溫點，依賴于全局溫控策略，當(dāng)某個部分溫度過高時，整個系統(tǒng)往往采取全局性降頻或關(guān)機措施，沒有能夠有效地平衡芯片性能與散熱之間的關(guān)系。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種芯片熱均衡管理方法、系統(tǒng)及芯片，便于優(yōu)化芯片熱管理效果。

2、第一方面，本發(fā)明實施例提供一種芯片熱均衡管理方法，所述方法包括：監(jiān)測芯片中多個區(qū)域的溫度；?判斷是否有區(qū)域的溫度超過預(yù)設(shè)溫度閾值；若是，則調(diào)節(jié)超過預(yù)設(shè)溫度閾值的區(qū)域的負載或功率。

3、根據(jù)本申請實施例的一種具體實現(xiàn)方式，在所述調(diào)節(jié)超過預(yù)設(shè)溫度閾值的區(qū)域的負載或功率之后，所述方法還包括：動態(tài)調(diào)節(jié)控制至少部分區(qū)域的負載或功率，以使芯片整體溫度趨于平衡。

4、根據(jù)本申請實施例的一種具體實現(xiàn)方式，所述動態(tài)調(diào)節(jié)控制至少部分區(qū)域的負載或功率包括：根據(jù)接收到的超過預(yù)設(shè)溫度閾值的區(qū)域的負載或功率調(diào)節(jié)信息，以及，其他區(qū)域的溫度信息，將超過預(yù)設(shè)溫度閾值的區(qū)域的至少部分負載分配至其他區(qū)域中溫度較低的區(qū)域。

5、根據(jù)本申請實施例的一種具體實現(xiàn)方式，所述監(jiān)測芯片中多個區(qū)域的溫度包括：監(jiān)測芯片內(nèi)部多個處理器核的溫度；其中，每個區(qū)域?qū)?yīng)設(shè)置至少一個處理器核。

6、第二方面，本發(fā)明還實施例提供一種芯片熱均衡管理方法，所述方法包括：監(jiān)測多個互聯(lián)的晶粒的溫度；判斷是否有晶粒的溫度超過預(yù)設(shè)溫度閾值；若是，則調(diào)節(jié)超過預(yù)設(shè)溫度閾值的晶粒的負載或功率。

7、根據(jù)本申請實施例的一種具體實現(xiàn)方式，在所述調(diào)節(jié)超過預(yù)設(shè)溫度閾值的晶粒的負載或功率之后，所述方法還包括：動態(tài)調(diào)節(jié)控制至少部分晶粒的負載或功率，以使芯片整體溫度趨于平衡。

8、根據(jù)本申請實施例的一種具體實現(xiàn)方式，所述動態(tài)調(diào)節(jié)控制至少部分晶粒的負載或功率，包括：根據(jù)接收到的超過預(yù)設(shè)溫度閾值的晶粒的負載或功率調(diào)節(jié)信息，以及，其他晶粒的溫度信息，將超過預(yù)設(shè)溫度閾值的晶粒的至少部分負載分配至其他晶粒中溫度較低的晶粒。

9、第三方面，本發(fā)明還實施例提供一種芯片的熱均衡管理系統(tǒng)，包括：溫度傳感器，配置為監(jiān)測芯片中各個處理器核的溫度；局部溫度仲裁單元，配置為接收所述溫度傳感器監(jiān)測的溫度數(shù)據(jù)，判斷是否有處理器核的溫度超過預(yù)設(shè)溫度閾值；局部負載或功率調(diào)節(jié)單元，配置為在所述局部溫度仲裁單元判斷有處理器核的溫度超過溫度閾值時，調(diào)節(jié)溫度超過溫度閾值的處理器核的負載或功率。

10、根據(jù)本申請實施例的一種具體實現(xiàn)方式，所述系統(tǒng)還包括：與各局部負載或功率調(diào)節(jié)單元相連的負載或功率管理器，配置為接收各局部負載或功率調(diào)節(jié)單元的負載調(diào)節(jié)反饋信息，并根據(jù)所述負載調(diào)節(jié)反饋信息協(xié)調(diào)控制各處理器核之間的負載分配。

11、根據(jù)本申請實施例的一種具體實現(xiàn)方式，所述系統(tǒng)還包括：與各所述局部溫度仲裁單元和負載或功率管理器分別互聯(lián)的溫度均衡控制器，配置為接收各所述局部溫度仲裁單元提供的各處理器核的溫度，以及，接收所述負載或功率管理器提供的負載分配信息；根據(jù)所述各處理器核的溫度信息和負載分配信息，動態(tài)調(diào)整芯片全局熱均衡策略，以化芯片的整體溫度分布。

12、根據(jù)本申請實施例的一種具體實現(xiàn)方式，所述溫度均衡控制器，具體配置為根據(jù)所述各處理器核的溫度信息和負載分配信息，判斷是否存在溫度較低的處理器核，如果是，則調(diào)整負載分配信息，發(fā)送至負載或功率管理器，以使所述負載或功率管理器向所述溫度較低的處理器核分配額外負載。

13、第四方面，本發(fā)明還實施例提供一種芯片，包括：至少一個晶粒，每個晶粒中至少包括兩個處理器核及與所述處理器核相連的任一所述的熱均衡管理系統(tǒng)。

14、第五方面，本發(fā)明還實施例提供一種芯片，包括：至少兩個互聯(lián)的晶粒，每個晶粒中至少包括一個處理器核及與所述處理器核相連的熱均衡管理系統(tǒng)；

15、其中，所述熱均衡管理系統(tǒng)，配置為執(zhí)行前述任一實現(xiàn)方式所述的芯片熱均衡管理方法，以在多個晶粒之間進行溫度和負載的均衡調(diào)整。

16、本發(fā)明實施例提供的芯片熱均衡管理方法、系統(tǒng)及芯片，通過監(jiān)測芯片中多個區(qū)域的溫度，以局部溫度為依據(jù)，針對芯片中局部溫度過高的區(qū)域，通過動態(tài)調(diào)節(jié)芯片中該區(qū)域的負載或功率來減少該局部區(qū)域產(chǎn)生的熱量，相比于依賴單一的全局性降頻或關(guān)機的管控策略，不僅解決了芯片局部過熱問題，還能夠最大限度地發(fā)揮芯片的性能，提高熱管理的效率，有效地平衡了芯片性能與散熱之間的關(guān)系，從而便于優(yōu)化芯片熱管理效果，進而降低芯片內(nèi)部局部老化的風(fēng)險。

技術(shù)特征：

1.一種芯片熱均衡管理方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片熱均衡管理方法，其特征在于，在所述調(diào)節(jié)超過預(yù)設(shè)溫度閾值的區(qū)域的負載或功率之后，所述方法還包括：動態(tài)調(diào)節(jié)控制至少部分區(qū)域的負載或功率，以使芯片整體溫度趨于平衡。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的芯片熱均衡管理方法，其特征在于，所述動態(tài)調(diào)節(jié)控制至少部分區(qū)域的負載或功率包括：根據(jù)接收到的超過預(yù)設(shè)溫度閾值的區(qū)域的負載或功率調(diào)節(jié)信息，以及，其他區(qū)域的溫度信息，將超過預(yù)設(shè)溫度閾值的區(qū)域的至少部分負載分配至其他區(qū)域中溫度較低的區(qū)域。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的芯片熱均衡管理方法，其特征在于，所述監(jiān)測芯片中多個區(qū)域的溫度包括：監(jiān)測芯片內(nèi)部多個處理器核的溫度；其中，每個區(qū)域?qū)?yīng)設(shè)置至少一個處理器核。

5.一種芯片熱均衡管理方法，其特征在于，所述方法包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的芯片熱均衡管理方法，其特征在于，在所述調(diào)節(jié)超過預(yù)設(shè)溫度閾值的晶粒的負載或功率之后，所述方法還包括：動態(tài)調(diào)節(jié)控制至少部分晶粒的負載或功率，以使芯片整體溫度趨于平衡。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的芯片熱均衡管理方法，其特征在于，所述動態(tài)調(diào)節(jié)控制至少部分晶粒的負載或功率，包括：根據(jù)接收到的超過預(yù)設(shè)溫度閾值的晶粒的負載或功率調(diào)節(jié)信息，以及，其他晶粒的溫度信息，將超過預(yù)設(shè)溫度閾值的晶粒的至少部分負載分配至其他晶粒中溫度較低的晶粒。

8.一種芯片的熱均衡管理系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱均衡管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：與各局部負載或功率調(diào)節(jié)單元相連的負載或功率管理器，配置為接收各局部負載或功率調(diào)節(jié)單元的負載調(diào)節(jié)反饋信息，并根據(jù)所述負載調(diào)節(jié)反饋信息協(xié)調(diào)控制各處理器核之間的負載分配。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱均衡管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：與各所述局部溫度仲裁單元和負載或功率管理器分別互聯(lián)的溫度均衡控制器，配置為接收各所述局部溫度仲裁單元提供的各處理器核的溫度，以及，接收所述負載或功率管理器提供的負載分配信息；

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱均衡管理系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度均衡控制器，具體配置為根據(jù)所述各處理器核的溫度信息和負載分配信息，判斷是否存在溫度較低的處理器核，如果是，則調(diào)整負載分配信息，發(fā)送至負載或功率管理器，以使所述負載或功率管理器向所述溫度較低的處理器核分配額外負載。

12.一種芯片，其特征在于，包括：至少一個晶粒，每個晶粒中至少包括兩個處理器核及與所述處理器核相連的權(quán)利要求8至11任一所述的熱均衡管理系統(tǒng)。

13.一種芯片，其特征在于，包括：至少兩個互聯(lián)的晶粒，每個晶粒中至少包括一個處理器核及與所述處理器核相連的熱均衡管理系統(tǒng)；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明實施例公開一種芯片熱均衡管理方法、系統(tǒng)及芯片，涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。所述裝置包括：監(jiān)測芯片中多個區(qū)域的溫度；判斷是否有區(qū)域的溫度超過預(yù)設(shè)溫度閾值；若是，則調(diào)節(jié)超過預(yù)設(shè)溫度閾值的區(qū)域的負載或功率。通過監(jiān)測芯片中多個區(qū)域的溫度，以局部溫度為依據(jù)，針對芯片中局部溫度過高的區(qū)域，動態(tài)調(diào)節(jié)芯片中該區(qū)域的負載或功率來減少該局部區(qū)域產(chǎn)生的熱量，不僅解決了芯片局部過熱問題，還能夠最大限度地發(fā)揮芯片的性能，提高熱管理的效率，有效地平衡了芯片性能與散熱之間的關(guān)系，從而便于優(yōu)化芯片熱管理效果,進而降低芯片內(nèi)部局部老化的風(fēng)險。本發(fā)明適用于各種類型的芯片中。

技術(shù)研發(fā)人員：金軍貴,張振亮,劉勇江
受保護的技術(shù)使用者：海光信息技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/22