RRCD: 基于数据压缩的寄存器重定向以容忍 GPU 中的永久性故障
硬件体系结构
2021-05-11 v1
摘要
通用图形处理单元(GPGPU)应用对并行性日益增长的需求，推动着后续 GPU 代际中更大且更耗能的寄存器文件的发展。将供电电压降至安全限值以下，是提高寄存器文件能效的有效途径。然而，在这些工作电压下，电路的可靠性会受损。本工作旨在容忍工作于安全供电电压限值以下的大型 GPU 寄存器文件中由工艺偏差引起的永久性故障。为此，本文提出一种微体系结构修补技术 DC-Patch，利用应用固有的数据冗余在运行时压缩寄存器，既不需要编译器辅助，也无需修改指令集。DC-Patch 不是禁用整个故障寄存器文件表项，而是利用故障表项内可靠的存储单元来存储压缩后的寄存器值。实验结果表明，在超过三分之一的寄存器表项存在故障的情况下，DC-Patch 可确保寄存器文件的可靠运行，并且相较于工作于标称供电电压下的传统寄存器文件，能耗降低 47%。与工作在安全供电电压限值下的电压噪声平滑方案相比，能耗节省 21%。这些收益是在对系统性能和面积的影响分别小于 2% 和 6% 的情况下获得的。
引用
@article{arxiv.2105.03859,
title = {RRCD: Redirecci\'on de Registros Basada en Compresi\'on de Datos para Tolerar FallosPermanentes en una GPU},
author = {Yamilka Toca-Díaz and Alejandro Valero and Rubén Gran-Tejero and Darío Suárez-Gracia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.03859},
year = {2021}
}
备注
10 page, in Spanish, 6 Figures, to be submitted to Jornadas SARTECO 2021