计算机辅助设计与图形学学报

作者：吕浙帆, 王天成, 李华伟

关键词：差错检测, 容错, 可靠性, 异构处理器, 锁步

与业界常用的双核锁步方法相比,异构并行差错检测技术以较小的面积开销实现接近的差错覆盖率,但是会增加差错检测延时并影响主核的性能.针对差错检测不及时带来的潜在安全风险,提出一种低延时的异构并行差错检测方法.首先通过复制寄存器时暂停物理寄存器释放的策略降低复制寄存器对主核性能的影响;然后利用主核控制流指导检查核取指,并基于预测检查核运行时间来划分程序段,以提升差错检测的性能,使得最大差错检测延时可控.使用1个开源香山处理器核作为主核,16个开源Rocket处理器作为检查核进行了方法实现,采用基准程序评估的实验结果表明,所提方法能够以50%的逻辑开销和22%的存储开销实现差错检测,小于双核锁步接近100%的面积开销.同时,在主核上的平均性能开销小于1%,且能将差错检测延迟控制在2 000个时钟周期以内.此外,与原有分支预测策略相比,检查核的平均性能提升了14.9%.

来源：2023年第11期

《计算机辅助设计与图形学学报》期刊编辑部

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