处理器全方位能耗测量的实现
加入技术交流群
2. 一致性：
因为我们可以根据需要多次重复测试和任意提高采样频率，所以EnergyBench会进行多次采样，直到可以通过精确的统计数据得到平均功耗。如果每次重复的值偏差太大，则可以通过提高采样频率以增加精确性并降低偏差。
3. 可重复性：
测量过程重复多次以保证测量准确性，并计算最终结果的标准偏差。还可以很容易得到任何的检测偏差，因为每次运行每个基准都产生基准每次重复的平均耗电量。当然，如果假定供应商提供的目标器件是具有普遍性的，那么对该器件进行测试而得到结果就认为是可信的。同时EEMB一直都有非常严格的认证程序，以保证所选中的被测芯片具有代表性。
基于同样的原因，针对生产制造过程中出现任何细小偏差的潜在可能性，所有半导体制造商都应该事先有所考虑，而EnergyBench面向众多潜在应用的测试，恰恰可以帮助制造商深入了解如何选择测试芯片和测试，因为这些都会最终影响功耗测试结果。
在某个基准运行完多次重复测试，并捕获所有测量采样数据后，分析模块会根据这些数据计算出进行该基准测试的平均功耗。根据平均功耗值，EEMBC功率分析模块通过分析每次测试捕获的样本，寻找数据样本中的最小值和最大值。
如果特定采样频率的变动太大，用户可提高频率和/或基准重复次数，直至上述采样数据足够稳定，这样平均值的置信区间在落在指定公差(95%)范围内，从而保证所得数据的准确性。
EnergyBench测试的最终结果是芯片在运行某个基准测试时的平均功耗值。
EEMBC 认证的 EnergymarkTM测试结果作为一个可选参数，芯片制造商可选择将它与芯片性能参数一起提供给客户，作为表明处理器电量消耗的参考。
EnergyBench规范规定器件的准备时间至少30分钟，环境温度为70°F+/-5°F。
这些基本条件对于确保结果的一致性非常重要。因为有证据表明随着器件温度的升高，其功耗也会随之升高。
DAQ卡允许且EnergyBench规范也要求测量处理器上的所有power rail。显然地，对于那些引脚数量有限的低端A R M b a s e d器件而言，能测量的power rail很少。具有多电源输入的高端ARM based器件则必须进行多次运行基准，以便捕获完整的处理器功耗数据。EnergyBench的Test Harness中包括多个可执行文件，可同时测量一个、两个或三个power rail。对于使用多个power rail(即内核电源和I/O电源)实现的处理器，可通过两种方法计算基准每次重复测试的功耗。在第一种方法中，EnergyBench使用DAQ卡最多可同时测量三个p owerrail。但使用此方法时，因为所有通道都必须使用相同的采样率，所以可能需要降低D A Q卡的采样率，以便主机能够跟得上采样过程(这是因为同时输入数据过多)。另外，也可以单独测量power rail，每个power rail功耗值的总和即为累积功耗总值。
究竟选用哪种方法呢?
首先，有些处理器的power rail数量超过三个。即使同时测量了三个power rail，但仍然有必要对某个power rail进行单独测量，或考虑在更多输入通道上使用DAQ卡。
此外，采样频率应该与处理器的操作频率成比例，以确保每个基准在重复测试时采样到数据足够充足。为了容纳G H z级处理器，可能需要较高的采样率，以便主机一次只测试一个power rail。
为深入了解该方法，我们考虑到许多替代方案。如指定功耗测量时的连接温度以及使用高频示波器和高可控测试环境。但是，由于我们并非为了描述芯片特征本身，而是为了确定典型功耗，所以我们决定使用可用硬件和控制环境温度，而不是连接或某个案例的温度。另一个问题是功耗测量需要面向从低至5MHz微控制器到高至当今市场上速度最快的处理器等目标器件。因此还必需考虑能够在多处重复该测量而不是在某种特定环境下，并对结果进行独立验证。使用可编程DAQ，我们可以轻松指定参数(如采样频率)，然后永久保留捕获的所有数据。
总之，当前的典型功耗的电流图并不依赖于标准过程、标准集或工作负载。
EnergyBench提供若干工具，这些工具可容易低与经济实用的硬件结合使用，以便使用E EM B C开发的标准方法测量典型功耗。
评论