并非所有故障都同等：开源 RISC-V 向量集群的瞬态故障敏感性表征
硬件体系结构
2026-05-07 v1
摘要
我们对开源 RISC-V 向量集群 Spatz 在 SET 和 SEU 故障模型下的瞬态故障敏感性进行了研究。在六种 MatMul 和 Widening MatMul 配置上进行的 100,000 次故障注入中，错误数据损坏（FD）是所有评估工作负载的主要表现结果，在 SET 实验中占表现错误的至少 86%，在 SEU 实验中占至少 91%。在模块级别，SET 敏感性集中在向量执行路径中，而 TCDM 是 FD 表现的主要贡献者。我们通过分析损坏输出的平均数量及其 RMSE，进一步量化了 FP32、FP16、BP16 和 FP8 之间的 SDC 严重程度。总体而言，FP8 显示出最低的输出影响，而与 FP16 MatMul 相比，FP16 Widening MatMul 降低了损坏扩散和 RMSE。相比之下，在我们的实验中，扩展（widening）对 FP8 的影响有限。最后，针对指数位的损坏引发了最严重的 SDC 事件，其中在 FP32 和 BP16 中观察到最大的偏差，这促使对影响最大的数据路径和故障情况进行选择性保护。
引用
@article{arxiv.2605.04803,
title = {Not All Faults Are Equal: Transient-Fault Sensitivity Characterization of an Open-Source RISC-V Vector Cluster},
author = {Maoyuan Cai and Amirhossein Kiamarzi and Davide Rossi and Angelo Garofalo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.04803},
year = {2026}
}