“自适应热控制系统”新专利申请，或用于Apple 所有计算设备
近期，Apple新的题为“自适应热控制系统”的专利申请， 显示新的热管理系统将适用于 Apple 的所有计算设备。随着 Apple 的 M 系列芯片变得越来越快、越来越大，新的热管理系统变得非常重要。
专利显示新的热管理系统将适用于 Apple 的所有计算设备
Apple声称：“高性能中央处理器（CPU）和片上系统（SoC）的热管理包括温度传感器，用于跟踪与芯片运行相关的温度变化。通常情况下，如果温度达到一个给定的阈值水平，就会通知一个软件线程来调节系统性能以防止芯片过热。另外，在软件控制算法未能及时响应的情况下，硬件阈值比较器可以调用一个安全开关，以防止过热。这些机制试图将芯片温度保持在定时特性化的温度范围内。软件热控制系统的目标是为主要的计算任务优化计算性能，同时保持发热和冷却设备热流之间的热平衡。这将导致芯片的非临界温度和可预测的计算性能。”
“然而，高性能系统，如CPU和硬件加速器，具有高功耗，能够产生关键的热瞬变，比通过软件控制环路可管理的速度快。在这种情况下，要实施硬件控制回路来控制系统性能。经典的比例积分（PI）控制系统的芯片面积和实施复杂性很高。需要乘法器、加法器、大型积分器寄存器、饱和逻辑和一个量化器来适应执行情况。因此，通常应用更简单的控制方案，如快速开关调节器、基于步进范围的比较器和开关来固定性能水平。这样的系统实现了系统的热控制，但在许多情况下只允许受控计算系统的次优性能。”
Apple的解决方案是，设计了一套实现集成电路（IC）自适应热控制的系统。在该自适应热管理系统的一个实施方案中，控制单元接收一个数字输入值，该值代表集成电路的温度。控制单元将该数字输入值与至少两个设定点进行比较。第一个比较的结果决定了一个累积器是否被一个可编程的增益值增加或减少。第二项比较的结果决定了蓄能器是否以预设的上升值为基础。使用预设上升值是因为蓄能器可能需要几个传感周期才能达到最佳控制值，而热梯度只需几个周期就能成为关键值。蓄能器的输出被提供给一个执行器，该执行器调整一个或多个参数，以调节集成电路的温度。在一个实施方案中，蓄能器的颗粒度和范围与执行器的颗粒度和范围一致。
更多技术细节，请查阅新专利申请20220075343。
专利申请20220075343
