Çoklu iş parçacıkları ile çalışma zamanında AVF tahmini yapılması

Abstract

İşlemci tasarımlarının giderek karmaşık hale gelmesi ve uzay boşluğunda radyoaktif maddelerden kopan alfa parçacıklarının yongalara çarpması sistemlerde bit hatalarının oluşmasına neden olabilmektedir. Bazı durumlarda oluşan bu tür hatalar göz ardı edilebilirken, bazı durumlarda sistemin beklenenden farklı bir sonuç vermesine neden olabilmektedir. Bir bit hatasının sistemin çalışmasını ne derecede etkileyeceği, üzerinde çalışan buyruk kümesine ve bit hatasının sistemin hangi bölümünde olduğuna göre değişebilmektedir. Günümüzde bazı işlemcilerde bu tür hatalara karşı koruma sağlayan sistemler bulunmaktadır. Ancak işlemcilerin bu tür hatalara karşı korunması yüksek kaynak ve enerji tüketimine sebep olmaktadır. Bu nedenle buyruk kümelerinin hatalara karşı daha kırılgan olan bölümlerinin belirlenmesi ve bu sayede sadece gerekli görülen zamanlarda sistemin hatalara karşı korunması, çok daha verimli bir kaynak ve enerji kullanımını mümkün kılacaktır. Bu şekilde dinamik olarak oluşabilecek hatalara karşı önlem alabilmesi sağlanarak işlemcilerin bit hatalarına karşı çok daha verimli bir koruma gerçekleştirilmesi mümkün hale gelecektir. Bu çalışmada çoklu iş parçacıkları kullanılarak, buyruk kümelerinin çalışma zamanında hatalara karşı dinamik olarak kırılganlığını ölçen bir sistem tasarlanmıştır. Buyruk kümelerinin hatalara karşı kırılganlığının ölçülmesi için AVF (Architectural Vulnerability Factor) tahmini yapılmaktadır. Tasarlanan sistemin geliştirilmesinde M-Sim simülatörü ve ALPHA mimarisi üzerinde çalışılmıştır. Sonuçların analizi SPEC 2006 buyruk kümeleri üzerinde yapılmıştır.

As microprocessors scale down and become more complex, the need of considering soft error reliability increases. Soft error reliability makes more sense out of atmosphere because of incearesing reaction of alpha particles. Some processors provides protection against soft error. However, it requires a lot of source and power. In order to provide the required reliability more efficiently, the vulnerability of the instruction sets needs to be estimated online. Online AVF (Architectural Vulnerability Factor) estimation makes it possible to provide more reliable and efficient systems. An Online AVF Estimation method developed in this work using multiprocessing. While the main process is executed as expected, the AVF is estimated using the other copy process in the execution time. In this work, M-Sim simulator is used on ALPHA architecture. Instruction sets from SPEC 2006 is used for benchmarks.