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先进微处理器软错误易感性动态预测和免疫技术研究

批准号60970036 学科分类计算系统可靠性 ( F020307 )
负责人张民选 职称教授 单位名称中国人民解放军国防科学技术大学
资助金额 32万元 项目类别 面上项目 起止年月 2010年01月01日 至 2012年12月31日
主题词 可靠性;软错误易感性;阶段特性;动态预测;软错误免疫
附注说明 现代先进微处理器中由于采用超深亚微米工艺技术,使得辐照和干扰引发的软错误日益增多,造成的可靠性降低问题已严重限制微处理器的发展和应用。本项目针对微处理器的软错误易感性和免疫性进行研究,提出了预测技术、免疫技术和保护技术相结合的微处理器可靠性设计的新思路和新方法。主要研究微处理器软错误易感性估算模型与评估框架,在多个层次感知和利用微处理器软错误易感性的阶段特性,研究微处理器软错误易感性动态预测算法和实现技术,提出微处理器软错误免疫技术和结构。通过本项目的研究,建立微处理器软错误易感性动态自适应调整机制和免疫结构,以较小的代价缓解超深亚微米工艺水平下先进微处理器的软错误问题。软错误是现代微处理器在超深亚微米工艺条件下变得严重的问题,是本领域国内外的前沿研究课题,结合高性能微处理器设计需求进行研究,我们一定可以取得较好的创新性成果。

成果

序号 课题 类型 参与人
0 A Low-Overhead Fault-Aware Deflection Routing Algorithm for 3D Network-on-Chip 会议 Chaochao Feng, Minxuan Zhang, Jinwen Li, Jiang Jiang, Zhonghai Lu, Axel Jantsch
1 Cost Effective Soft Error Mitigation for Parallel Adders by Exploiting Inherent Redundancy 会议 Yan Sun, Minxuan Zhang, Shaoqing Li, Yali Zhao
2 Exploiting Idle Resources for Reducing SER of Microprocessor Functional Units 会议 Yan Sun, Shaoqing Li, Minxuan Zhang, Chao Song
3 RC-Cache: Soft Error Mitigation Techniques for Low-Leakage On-Chip Caches 会议 Yan Sun, Minxuan Zhang, Shaoqing Li, Chao Song, Yali Zhao
4 Partitioning mechanism based on dynamic Allocation of Data entries for chip multiprocessors 会议 Yan Pei-Xiang, Jiang Jiang, Yang Xian-Ju, Zhang Min-Xuan
5 Towards Online Application Cache Behaviors Identification in CMPs 会议 Xiaomin Jia, Jiang Jiang, Tianlei Zhao, Shubo Qi, Minxuan Zhang
6 An Efficient Hardware Random Number Generator Based on the MT Method 会议 Li Yuan, Jiang Jiang, Cheng Hanqiang, Zhang Minxuan, Wei Shaojun
7 高性能处理器中ECC纠错码的设计及实现 会议 李璋辉, 倪晓强, 王永文
8 Accurate vulnerability estimation for cache hierarchy 会议 Yu Cheng, Anguo Ma, Yuxing Tang, Minxuan Zhang
9 Phase Characterization and Classification for Micro-architecture Soft Error 会议 Yu Cheng, Anguo Ma, Yuxing Tang, Minxuan Zhang
10 FAST: A Framework of Accurate SER-Estimation at Transistor-Level for Logic Circuits 会议 Yan Sun, Chao Song, Yali Zhao, Minxuan Zhang
11 Software/hardware framework for generating parallel Gaussian random numbers based on the Monty Python method 会议 Li Yuan, Chow Paul, Jiang Jiang, Zhang Minxuan, Wei Shaojun
12 Characterizing Time-Varying Behavior and Predictability of Cache AVF 会议 Yu Cheng, Yongwen Wang, Zuocheng Xing, Minxuan Zhang
13 Evaluation of deflection routing on various NoC topologies 会议 Chaochao Feng, Jinwen Li, Zhonghai Lu, Axel Jantsch, Minxuan Zhang
14 65nm体硅CMOS工艺器件尺寸对其脉冲削减效应的影响 期刊 李鹏, 赵振宇, 郑超, 张民选
15 用于低开销容错设计的存储部件可靠性评估研究 期刊 成玉, 马安国, 蒋江, 唐遇星, 张民选
16 一种新型的抗DPA攻击可配置逻辑结构 期刊 乐大珩, 张民选, 李少青, 孙岩, 谷晓忱
17 多核处理器非一致Cache体系结构延迟优化技术研究综述 期刊 黄安文, 高军, 张民选
18 一种面向CMP的可变相联度混合Cache结构 期刊 晏沛湘, 杨先炬, 张民选
19 A 1-Cycle 1.25GHz Bufferless Router for 3D Network-on-Chip 期刊 Feng Chaochao, Lu Zhonghai, Jantsch Axel, Zhang Minxuan
20 Dynamic Program Behavior Identification for High Performance CMPs with Private LLCs 期刊 Xiaomin Jia, Pingjing Lu, Caixia Sun, Minxuan Zhang
21 程序执行的精确重现技术及其在体系结构模拟中的应用 期刊 赵天磊, 唐遇星, 徐炜遐, 付桂涛, 齐树波, 贾小敏, 张民选
22 片上多核Cache资源管理机制研究 期刊 贾小敏, 张民选, 齐树波, 赵天磊
23 片上网络中一种单周期2GHz无缓冲路由器 期刊 冯超超, 鲁中海, 张民选, 李晋文
24 Support Efficient and Fault-Tolerant Multicast in Bufferless Network-on-Chip 期刊 Feng Chaochao, Lu Zhonghai, Jantsch Axel, Zhang Minxuan, Yang Xianju
25 面向片上网络的多播吞吐率和能量模型 期刊 齐树波, 蒋江, 李晋文, 张民选
26 微体系结构软错误易感性阶段特性研究 期刊 成玉, 马安国, 张承义, 张民选
27 Accurate and Simplified Prediction of L2 Cache Vulnerability for Cost-Efficient Soft Error Protection 期刊 Yu CHENG, Anguo MA, Minxuan ZHANG
28 一种基于三维堆叠技术的高可靠性Cache结构 期刊 孙岩, 宋超, 黎铁军, 张民选
29 利用动态二进制翻译加速应用程序行为特征分析 期刊 赵天磊, 唐遇星, 付桂涛, 贾小敏, 齐树波, 张民选
30 SS-SERA: An improved framework for architectural level soft error reliability analysis 期刊 Yu Cheng, An-guo Ma, Yong-wen Wang, Yu-xing Tang, Min-xuan Zhang
31 高准确率的应用程序行为分析方法 期刊 赵天磊, 唐遇星, 齐树波, 付桂涛, 贾小敏, 张民选
32 Cache漏流功耗的自适应优化:动态容量调整 期刊 张承义, 郭维, 周宏伟
33 纳米级集成电路的软错误问题及其对策 期刊 张民选, 孙岩, 宋超
34 基于敏感寄存器替换的电路软错误率与开销最优化 期刊 孙岩, 张民选, 李少青, 高昌垒
35 一种改进的旋转CRC数据校验设计方法 期刊 王永庆, 张民选

摘要

结题摘要 现代先进微处理器大多采用纳米级工艺技术,这使得辐照和干扰引发的软错误日益增多,造成的可靠性问题已严重限制微处理器的发展和应用。本项目主要关注纳米级工艺条件下微处理器的软错误问题,在电路和体系结构级上针对微处理器的软错误易感性预测和免疫性优化开展工作,研究了预测技术、免疫技术和保护技术相结合的微处理器可靠性设计的新思路和新方法。主要研究内容包括:(1) 高精度的微处理器软错误易感性估算模型与评估框架,建立微处理器软错误易感性数学和物理模型,构建软错误易感性分析框架和模拟平台;(2) 多层次的微处理器软错误易感性阶段特性模型,基于该模型提出并实现微体系结构级软错误易感性优化技术;(3) 基于高级算法的微处理器软错误易感性动态预测,研究微处理器软错误易感性与其它性能参数之间的关系,提出高效的软错误易感性动态预测算法;(4) 电路级、体系结构级相结合的微处理器软错误免疫技术,提出并实现微处理器软错误免疫技术和方法。通过本项目的研究,初步建立了微处理器软错误易感性动态预测机制,提出了微处理器软错误免疫技术和结构,以较小的代价缓解纳米级工艺条件下先进微处理器的软错误问题。

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