眾核處理器核級(jí)冗余拓?fù)渲貥?gòu)算法研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)入納米時(shí)代，受功耗、互連線延遲、設(shè)計(jì)復(fù)雜度等因素限制，芯片設(shè)計(jì)技術(shù)已從傳統(tǒng)的高復(fù)雜度單核處理器模式轉(zhuǎn)向在片上集成眾多相對(duì)簡(jiǎn)單內(nèi)核的模式；處理器設(shè)計(jì)進(jìn)入了眾核處理器時(shí)代。但是，一方面受生產(chǎn)缺陷、工藝偏差的影響，另一方面隨著眾核處理器芯片上內(nèi)核數(shù)量的不斷增加，這都將增加芯片上出現(xiàn)失效核的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致芯片成品率降低。因此，如何提高芯片成品率已成為產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的熱點(diǎn)問(wèn)題。
　　核級(jí)冗余技術(shù)是提高眾核處理器成品率的一種有

2、效方法?，F(xiàn)有的行波列借拓?fù)渲貥?gòu)算法是基于分級(jí)優(yōu)化思想，把整體優(yōu)化問(wèn)題分解為以失效核為中心的局部?jī)?yōu)化問(wèn)題，然后通過(guò)局部搜索失效核重構(gòu)的最優(yōu)解來(lái)求解整體優(yōu)化問(wèn)題的最優(yōu)解。但是，其在局部鄰域進(jìn)行的是單向搜索，易導(dǎo)致搜索到的解并不是局部最優(yōu)解，或者前一單元依次占用下一單元最優(yōu)解而導(dǎo)致連鎖列借操作。針對(duì)這種情況，本文構(gòu)造了一種局部鄰域雙向搜索的優(yōu)化行波列借算法，使得局部解更優(yōu)并避免了連鎖操作。實(shí)驗(yàn)表明，在失效核數(shù)目較多的情況下，本算法所得拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

3、的性能要明顯好于原有行波列借算法所得。
　　為了滿足眾核系統(tǒng)在安全關(guān)鍵領(lǐng)域的適用需求，本文提出了以可靠性為優(yōu)化目標(biāo)的眾核處理器核級(jí)冗余拓?fù)渲貥?gòu)模擬退火算法。該算法首先針對(duì)2D-Mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的眾核處理器進(jìn)行了可靠性建模；并采用匕首抽樣的蒙特卡洛方法進(jìn)行可靠性仿真計(jì)算；最后采用模擬退火優(yōu)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)該眾核處理器核級(jí)冗余拓?fù)渲貥?gòu)算法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比得出：當(dāng)2D-Mesh網(wǎng)絡(luò)中鏈路可靠性較高時(shí)物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)眾核處理器可靠性的影響不大，