由单指令核组成的多核系统可靠性增强

CMOS器件尺寸的快速缩小导致芯片上集成数十亿晶体管，进而促使许多核的集成，带来了功耗增加、散热、瞬态故障和永久故障发生等诸多挑战。在多核场景下，核级瞬态故障与永久故障的缓解已成为重要的设计参数。核级技术是一种基于冗余的故障缓解技术，可提高多核系统的寿命可靠性。在非对称多核系统中，较小核为较大核提供容错能力是一种核级故障缓解技术，已获得许多研究人员的关注和重视。本文提出了一种经济的、由单指令核组成的非对称多核系统（MCSOIC）。术语硬件成本估算表示MCS-OIC的功耗与面积估算。在MCSOIC中，OIC是温备用冗余核。OIC在较短时间内为常规核提供功能支持。为评估该设想，使用FPGA和ASIC综合了不同配置的MCSOIC。最大功耗开销和最大面积开销分别为0.46%和11.4%。MCS-OIC中OIC的行为使用单发系统（OSS）模型进行可靠性分析建模。OSS的模型参数，即就绪度、唤醒概率和启动策略，被映射到带OIC的多核系统中。推导了系统可靠性的表达式。对特殊情况下的系统可靠性进行了估算。