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高性能CPU电源Droop检测优化设计实现
文献摘要：
高性能中央处理器(CPU)进入到纳米工艺设计时代,集成度和性能大幅度提高的同时,功耗和时钟之间的平衡优化已经成为当前面临的主要问题.物理供电寄生阻抗增加明显,功耗急速增加过程导致电源网络动态压降明显,抑制了主频进一步提高.本文提出了一种基于全数字快速高精度Droop Sensor的供电监测优化方法.该方法采用易于集成于处理器核数字域内的单数字供电Droop Sensor进行本地供电实时监测.当Droop Sensor检测到电压快速垂降时,实时指导所在处理器核的时钟域进行时钟降频,帮助处理器度过低压危险时期,待垂降结束后再恢复正常的时钟频率.实现了局部压降的针对性时钟优化,避免了整体功耗性能损失.本文采用12 nm数字工艺实现了Droop Sensor设计.仿真结果表明,该传感器可在100 ps内进行一阶Droop的快速响应,帮助CPU度过瞬间大幅度的压降期;高阶Droop响应的阈值调节精度可达3％,支持CPU的供电水平多阈值控制.
文献关键词：
高性能中央处理器(CPU);供电检测;Droop Sensor
中图分类号：
作者姓名：
杨丽琼;章隆兵;肖俊华;王剑
作者机构：
计算机体系结构国家重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京 100190;中国科学院计算技术研究所 北京 100190;中国科学院大学 北京 100049
文献出处：
引用格式：
[1]杨丽琼;章隆兵;肖俊华;王剑-.高性能CPU电源Droop检测优化设计实现)[J].高技术通讯,2022(09):894-902
A类：
时钟降频,供电检测
B类：
CPU,Droop,设计实现,中央处理器,工艺设计,集成度,大幅度提高,功耗,寄生,急速,加过,致电,电源网,网络动态,压降,主频,全数字,Sensor,供电监测,核数,数字域,单数,时钟域,器度,ps,快速响应,瞬间,降期,阈值调节,调节精度,多阈值
AB值：
0.317462
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