系统功耗管理方法及相关设备与流程

本技术涉及边缘计算，更具体地说，本技术涉及一种系统功耗管理方法及相关设备。

背景技术：

1、随着边缘计算、人工智能推理及工业物联网技术的快速发展，边缘计算终端作为连接感知设备与云端计算平台的重要节点，被广泛应用于智能制造、智慧交通、能源管理、智能监控等应用场景。为了满足不同应用场景下的功能扩展需求，边缘计算终端通常支持多种类型的扩展模块，例如存储模块、通信模块、人工智能加速模块等。由于不同扩展模块在工作功耗、热量产生以及运行负载方面存在较大差异，扩展模块的接入会改变边缘计算终端整体功耗分布和热量分布，因此，对系统功耗及散热资源进行动态管理具有重要意义。

2、相关技术中，针对边缘计算终端的功耗管理通常采用预设功耗策略或固定热管理策略，例如基于处理器温度阈值调整工作频率、基于固定负载模型设置处理器功耗上限以及采用固定散热控制曲线等方式；然而，上述方式通常未充分考虑扩展模块类型变化对系统功耗和热负载产生的影响，当接入不同功耗等级的扩展模块时，仍采用相同的处理器功耗配置和散热策略，容易导致系统功耗资源分配不合理；具体而言，在接入高功耗扩展模块时，处理器与扩展模块同时运行可能造成系统整体功耗升高，进而触发温度保护机制，使处理器频繁降频，影响系统性能；而在接入低功耗扩展模块时，固定的功耗限制又可能导致处理器性能资源未被充分利用，造成系统资源浪费。也即，相关技术中存在针对包含扩展模块的边缘计算终端进行功耗管理时，无法根据扩展模块热特性进行动态适配，导致系统功耗利用率低、热管理灵活性不足以及运行性能稳定性较差的技术问题。

技术实现思路

1、在本技术的 技术实现要素： 部分中，对相关技术方案进行了概括性说明，并引入了一系列简化表述的概念，相关内容将在具体实施方式部分中作进一步详细阐述。本发明内容部分不应被理解为对所要求保护的技术方案的关键特征或必要技术特征作出限定，也不用于限定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、本技术提供的系统功耗管理方法及相关设备，能够能够实现扩展模块热特性、处理器功耗管理以及散热控制之间的协同调节，在满足系统总功耗约束的条件下提升系统运行可靠性和功耗利用效率。

3、第一方面，本技术提供一种系统功耗管理方法，包括：响应于检测到扩展模块的接入事件，获取所述扩展模块的热特性标识信息；基于预设热贡献等级对照信息和所述热特性标识信息，确定所述扩展模块对应的热贡献等级；基于所述热贡献等级和预设系统总功耗约束，确定处理器的可用功耗预算；基于所述可用功耗预算，调整所述处理器的工作状态参数，所述工作状态参数包括工作频率上限和并行处理任务数上限中的至少一种；基于所述热贡献等级，调整散热装置的控制参数。

4、在一些实施方式中，所述获取所述扩展模块的热特性标识信息，包括：通过读取所述扩展模块的非易失存储区域，获得所述扩展模块的厂商标识、设备标识以及所述扩展模块当前所处的物理插槽位置标识。

5、在一些实施方式中，所述基于预设热贡献等级对照信息和所述热特性标识信息，确定所述扩展模块对应的热贡献等级，包括：根据所述厂商标识和所述设备标识，从预设功耗数据库中获取所述扩展模块的初始额定功耗参数；基于所述物理插槽位置标识和预设位置热影响系数，对所述初始额定功耗参数进行修正，得到修正后的额定功耗参数；将所述修正后的额定功耗参数与至少一个预设功耗阈值进行比较，确定所述扩展模块对应的热贡献等级。

6、在一些实施方式中，所述基于所述热贡献等级和预设系统总功耗约束，确定处理器的可用功耗预算，包括：基于所述热贡献等级，从预设等级裕量映射关系中获取对应的基础安全裕量值；累加当前已接入的所有扩展模块的修正后额定功耗，得到总扩展功耗值；基于各扩展模块之间的热耦合系数确定模块间的交互热损耗，以将所述交互热损耗计入所述总扩展功耗值；将预设总功耗上限值减去所述总扩展功耗值和所述基础安全裕量值，得到所述可用功耗预算。

7、在一些实施方式中，所述基于所述可用功耗预算，调整所述处理器的工作状态参数，包括：获取当前环境温度；基于预设环境温度-预算调整曲线，对所述可用功耗预算进行温度补偿修正，得到目标可用功耗预算；基于所述目标可用功耗预算，调整所述处理器的工作频率上限和/或并行处理任务数上限。

8、在一些实施方式中，所述基于所述热贡献等级，调整散热装置的控制参数，包括：基于所述物理插槽位置标识，从预设热管理区域映射关系中确定与所述扩展模块对应的目标散热装置；基于所述热贡献等级，调整所述目标散热装置的转速控制参数，以使所述目标散热装置的散热能力与所述扩展模块的热贡献相匹配。

9、在一些实施方式中，所述系统功耗管理方法还包括：在所述扩展模块运行过程中，获取所述扩展模块的实时温度值和温度变化率；当所述实时温度值超过预设预警阈值且所述温度变化率超过预设变化率阈值时，对所述可用功耗预算施加临时功耗削减量，并提高所述散热装置的转速控制参数中的目标转速，直至所述温度变化率回落至预设安全变化率范围内。

10、在一些实施方式中，所述对所述可用功耗预算施加临时功耗削减量，包括：获取所述扩展模块的热时间常数，其中，所述热时间常数表征所述扩展模块在无主动散热条件下温度变化达到稳态温升的预设比例所需的时长；基于所述实时温度值、所述温度变化率和所述热时间常数，预测所述扩展模块在预设时间步长后的温度预测值；根据所述温度预测值与预设危险温度阈值的差值，确定基础削减量；获取所述处理器当前执行的并行处理任务的优先级信息；基于所述优先级信息，确定所述扩展模块的削减豁免量；将所述基础削减量与所述削减豁免量叠加，得到所述临时功耗削减量，并将所述临时功耗削减量从所述可用功耗预算中扣除。

11、第二方面，本技术还提供一种系统功耗管理装置，包括：信息获取单元，用于响应于检测到扩展模块的接入事件，获取所述扩展模块的热特性标识信息；等级确定单元，用于基于预设热贡献等级对照信息和所述热特性标识信息，确定所述扩展模块对应的热贡献等级；预算确定单元，用于基于所述热贡献等级和预设系统总功耗约束，确定处理器的可用功耗预算；第一参数调整单元，用于基于所述可用功耗预算，调整所述处理器的工作状态参数，所述工作状态参数包括工作频率上限和并行处理任务数上限中的至少一种；第二参数调整单元，用于基于所述热贡献等级，调整散热装置的控制参数。

12、第三方面，本技术还提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序时实现第一方面所述的系统功耗管理方法的步骤。

13、第四方面，本技术还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令或计算机程序，所述计算机可执行指令或所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的系统功耗管理方法的步骤。

14、第五方面，本技术还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序或计算机可执行指令，所述计算机程序或计算机可执行指令被处理器执行时，实现本技术实施例提供的系统功耗管理方法的步骤。

15、综上，本技术能够在检测到扩展模块接入事件后获取对应的热特性标识信息，并根据预设热贡献等级对照信息确定扩展模块的热贡献等级，因此能够根据不同扩展模块自身的热特性差异进行识别，而无需采用针对所有扩展模块均相同的固定管理策略；由此，当系统接入不同类型的扩展模块时，可以根据扩展模块实际产生的热影响进行后续功耗与散热控制，提高系统功耗管理策略与扩展模块状态之间的匹配性；由于系统基于确定的热贡献等级以及预设系统总功耗约束确定处理器的可用功耗预算，使处理器的功耗分配能够结合当前扩展模块带来的功耗占用情况进行动态调整，当扩展模块具有较高热贡献等级时，系统能够相应降低处理器可使用的功耗预算，避免处理器运行功耗与扩展模块功耗叠加后超过系统总功耗约束；当扩展模块热贡献较低时，处理器能够获得更多可用功耗资源，从而提高系统资源利用效率；由于系统根据可用功耗预算调整处理器的工作状态参数，包括工作频率上限和并行处理任务数上限中的至少一种，因此能够使处理器运行状态与当前系统热功耗条件相适应，通过动态调整处理器性能参数，可以在满足系统功耗约束的情况下维持处理器的有效运行能力，避免因采用固定处理策略导致处理器性能资源无法充分利用，或者因功耗过高而引起系统运行状态不稳定的问题；由于系统还基于扩展模块的热贡献等级调整散热装置的控制参数，使散热策略能够根据扩展模块带来的热负载变化进行适配，当扩展模块热贡献等级较高时，可对应采用更高散热能力的控制参数；当扩展模块热贡献等级较低时，可减少散热装置的运行需求。综上所述，本技术提供的系统功耗管理方法能够实现扩展模块热特性、处理器功耗管理以及散热控制之间的协同调节，在满足系统总功耗约束的条件下提升系统运行可靠性和功耗利用效率。