| Περίληψη: | Η τεχνική της μείωσης της τάσης τροφοδοσίας, που χρησιμοποιείται για τη μείωση της κατανάλωσης ισχύος, αυξάνει την ευαισθησία των κυκλωμάτων στις αποκλίσεις των παραμέτρων τους από τις ονομαστικές τιμές και οδηγεί στην εκθετική αύξηση του πλήθους των δυσλειτουργικών κυψελίδων. Η παρούσα διπλωματική εργασία, επικεντρώνεται στη μελέτη της συμπεριφοράς του μηχανισμού πρόβλεψης εντολών αλλαγής της ροής του προγράμματος (εντολές διακλάδωσης),όταν τα στοιχεία που τον αποτελούν εμφανίζουν σφάλματα εξαιτίας δυσλειτουργικών κυψελίδων.
Παρότι ελαττώματα στο μηχανισμό πρόβλεψης εντολών διακλάδωσης δεν εμποδίζουν την ορθή εκτέλεση των προγραμμάτων, όπως αναδεικνύεται στην παρούσα εργασία, η εμφάνιση σφαλμάτων στις κυψελίδες μνήμης του Πίνακα Πρόβλεψης Προορισμού Διακλάδωσης, ο οποίος αποτελεί τμήμα του μηχανισμού πρόβλεψης, μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις στην απόδοση και την κατανάλωση ενέργειας κατά την εκτέλεση ενός προγράμματος. Στην παρούσα εργασία, πραγματοποιείται εξονυχιστική μελέτη της λειτουργίας του Πίνακα Πρόβλεψης Προορισμού Διακλάδωσης και της επίδρασης των σφαλμάτων του στην απόδοση και την κατανάλωση ισχύος, για διαφορετικά πλήθη σφαλμάτων και παραμετροποιήσεις του συστήματος. Αντιθέτως, όπως αποδεικνύεται, σφάλματα στα στοιχεία του Πίνακα Πρόβλεψης Διακλάδωσης, τα οποία αποτελούν το υπόλοιπο τμήμα του μηχανισμού, έχουν αμελητέα επίπτωση στην απόδοση και συνεπώς στη συνολική κατανάλωση ενέργειας.
Για τη μείωση των επιπτώσεων που έχει η δυσλειτουργία των κελιών μνήμης του Πίνακα Πρόβλεψης Προορισμού Διακλάδωσης, παρουσιάζεται, για πρώτη φορά, ένας μηχανισμός αποφυγής της μείωσης της απόδοσης και της αύξησης της συνολικής κατανάλωσης ισχύος. Ο προτεινόμενος μηχανισμός απαιτεί ελάχιστη αύξηση σε υλικό και σχεδόν μηδενική καθυστέρηση. Επιπλέον, συνοδεύεται από κατάλληλο αλγόριθμο ώστε να επιτυγχάνεται προσαρμοστικότητα ανάλογα με το πλήθος των σφαλμάτων. Χρησιμοποιώντας τον εξομοιωτή gem5, τα μετροπρογράμματα SPEC CPU2006, ένα πλήθος χαρτών σφαλμάτων, και για δύο πιθανότητες σφάλματος οι οποίες αντιστοιχούν σε δύο διαφορετικές τάσης λειτουργίας πολύ-χαμηλής κατανάλωσης, παρουσιάζεται η αποτελεσματικότητα του προτεινόμενου μηχανισμού από άποψη Εντολών ανά Κύκλο ρολογιού (IPC) και Γινομένου Ενέργειας-Κατανάλωσης (EDP), συγκριτικά με την περίπτωση μη χρήσης του.
|
|---|
