| 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. Ως αποτέλεσμα, έχουν προταθεί διάφορες
τεχνικές ανθεκτικότητας στα σφάλματα.
Σε αυτή την εργασία προτείνουμε μια τεχνική που εφαρμόζει μια συστηματική
ανακατανομή των μπλοκ μέσα στη δομή της κρυφής μνήμης λαμβάνοντας ως είσοδο
τη θέση των δυσλειτουργικών κυττάρων τη συστοιχία κρυφής μνήμης. Πρόκειται για
μια τεχνική που έχει ήδη αναπτυχθεί σε προηγουμένη εργασία και έχει εφαρμοστεί
στατικά, δηλαδή μία φορά στην αρχή της εκτέλεσης. Η παρούσα πτυχιακή εργασία
εφαρμόζει την τεχνική αυτή, αλλά δυναμικά. Ειδικότερα, ανά σταθερές περιόδους
εφαρμόζεται η τεχνική μας λαμβάνοντας κάθε φορά υπ’ όψιν τα τέσσερα πιο επιζήμια
σύνολα της μνήμης, εκείνα δηλαδή που σημειώνουν τις περισσότερες αποτυχίες και
υποβαθμίζουν την απόδοση.
Ο στόχος της ανακατανομής είναι διττός. Κατ’ αρχάς, να κατανέμεται ομοιόμορφα τα
ελαττωματικά μπλοκ σε σετ και δεύτερο, να συλλέγονται τα ελαττωματικά υπομπλόκ
σε ένα ελάχιστο αριθμό μπλοκ, έτσι ώστε να μεγιστοποιούνται τα μπλοκ χωρίς βλάβη.
Έτσι, η παρούσα πτυχιακή εργασία, επιτυγχάνει μείωση της επίδρασης των αποτυχιών
της κρυφής μνήμης πρώτου επιπέδου, τόσο δεδομένων όσο και εντολών.
Σύμφωνα με προηγούμενες μελέτες, έχει αποδειχθεί ότι όταν τα μη λειτουργικά μπλοκ
της κρυφής μνήμης είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα μέσα σε αυτή, τότε αυξάνεται η
αποδοτικότητά της, δηλαδή αυξάνονται οι επιτυχίες της μνήμης. Ο εν λόγω αλγόριθμος
που ενσωματώνεται, αφορά την λογική μετάθεση των δυσλειτουργικών μπλοκ μέσα σε
κάθε σετ της μνήμης και τη δυναμική εκτέλεσή του κατά την διάρκεια των
προγραμμάτων, δηλαδή την εκτέλεσή του ανά χρονικές περιόδους, γεγονός που
αυξάνει ακόμα περισσότερο την απόδοση της κρυφής μνήμης.
Η ανάπτυξη της παρούσας εργασίας βασίστηκε στην χρήση του εξομοιωτή
αρχιτεκτονικής υπολογιστών gem5. Ο εξομοιωτής αυτός αποτελεί ένα πολύ ισχυρό
εργαλείο ανοικτού κώδικα, το οποίο προσφέρει ποικίλες δυνατότητες με μεγάλη
ευελιξία στην τροποποίησή του, ενώ για τον υπολογισμό της απόδοσης
χρησιμοποιήθηκαν τα μετροπρογράμματα SPEC2006. Παράλληλα, ήταν απαραίτητη η
χρήση ενός πλήθους χαρτών σφαλμάτων που κατασκευάστηκαν μέσω του MATLAB
και οι οποίοι αναπαριστούν τα μη λειτουργικά μπλοκ μνήμης καθώς και δύο
πιθανότητες σφάλματος.
|
|---|
