【校企课程共建】移动平台芯片的能效设计技术

2023年3月29日上午,微纳电子学系“2022年春季校企共建课程第二讲”在闵行校区东中院1—108顺利展开,讲座由孙亚男老师和杨志老师主持进行。本次课程有幸邀请到了哲库科技有限公司系统架构部的李清泉作为授课专家。

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图一  孙亚男老师向同学们介绍授课专家

首先,孙亚男老师对专家的基本信息及讲座内容做了简要介绍。李清泉本科毕业于我校计算机科学与技术专业,研究生毕业于西安交大信号与信息处理处理专业;曾任职于展讯通信的基带部门,华为海思的处理器架构部门;现任职于哲库科技有限公司系统架构部,负责AP CPU系统的架构设计工作,致力于CPU、DSP、MCU多种处理器的应用和架构设计的研究工作。本次授课题目是移动平台芯片的能效设计技术,以能效作为中心点为同学们分析移动平台上主要IP的架构设计思路。

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图二  专家进行授课

讲座开始,李清泉首先用通俗易懂的语言,以使用手机为例为同学们介绍了从用户体验出发的能效目标,包括热、性能以及续航,强调了能效对于移动平台芯片的重要意义,并用市面上主流移动平台芯片类型的CPU测试、GPU测试和游戏实时帧率测试结果进一步阐明了感知能效的方式。

讲座伊始,李清泉首先以手机使用为例,深入浅出地为同学们介绍了从用户体验出发衍生出的能效目标,包括发热、性能、续航等,强调了能效对于移动平台芯片的重要意义,并针对市面上主要类型移动平台芯片的实时CPU、GPU和游戏帧率测试结果,进一步明确能效感知方式。

接下来,李清泉为同学们介绍了移动平台芯片的主要模块,深入讲解了芯片性能的影响因素,详细介绍了移动平台芯片功耗分解以及数字电路功耗估计算法,并突出了能效优化中“1+1>1×2”的原则,总结自身经验,用生活化的例子向同学们介绍了移动平台芯片的能效优化思路,包括利用Cache和Pipeline技术减少等待以及合理分配负载。

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图三  同学们认真听专家介绍CPU能效权衡

接着,李清泉从CPU系统架构出发,介绍了分支和数据依赖这两个提升CPU能效的关键点,分析了ARM平台的DynamIQ架构,并从CPU的能效曲线出发分析CPU架构的发展趋势。

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图四 专家介绍GPU工作原理

随后,李清泉聚焦GPU,首先介绍了GPU的工作原理及系统架构,提出了移动平台GPU系统功耗的优化策略,包括减少DDR访问带宽、减少不必要的渲染以及低功耗控制的策略,分析了移动GPU的架构发展。在讲座的最后,李清泉还简要介绍了多媒体系统的架构、数据流以及未来的发展方向。通过这次授课,同学们收获良多,不仅深刻理解了能效指标对于移动平台芯片的重要性,而且对CPU、GPU和多媒体系统的未来发展趋势有了更新的认识。

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图四  孙亚男老师和杨志老师为授课专家颁发证书

讲座最后,孙亚男老师与杨志老师为哲库科技有限公司和李清泉专家颁发荣誉证书并合影留念。精彩而意味深长的校企讲座在同学们的掌声中落下帷幕,同学们收获满满,意犹未尽。

 

供稿:匡佳钰  陈宇轩

责任编辑:张媛