JP4531060B2 - 投機的メモリサポートを利用した冗長なマルチスレッディングシステムにおける故障検出のための外部メモリの更新管理 - Google Patents
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Description
本米国特許出願は、2003年12月30日に出願された米国特許出願番号第10/749,618号「BUFFERING UNCHECKED STORES FOR FAULT DETECTION IN RMS USING SPECULATIVE MEMORY SUPPORT」に関連する。
プロセッサは、アルファ粒子や宇宙線の衝突によりもたらされる過渡故障(transient fault)に対してますます脆弱となってきている。これらの故障は、「ソフト」エラーと呼ばれるオペレーショナルエラーを導くかもしれない。なぜなら、これらのエラーはプロセッサのパーマネントな障害をもたらさないためである。中性子などの宇宙線粒子による衝突は、プロセッサの実際的な保護がないため特に重大である。過渡故障は、現在プロセッサベース装置の故障の90%以上を説明するものとなっている。
以下の説明では、限定のためでなく説明のため、本発明の各種特徴の完全なる理解を提供するため、特定の構造、アーキテクチャ、インタフェース、技術などの具体的詳細が提供される。しかしながら、本発明の各種特徴がこれらの具体的詳細から逸脱した他の例により実施可能であるということは、本開示の利用する当業者にとって明らかであろう。ある例では、周知の装置、回路及び方法の説明は、不要な詳細により本発明の説明を不明りょうにしないように省略される。
図1は、冗長マルチスレッドアーキテクチャの一実施例のブロック図である。冗長マルチスレッドアーキテクチャでは、独立したスレッドとしてプログラムの2つのコピーを実行することにより故障を検出することができる。各スレッドには同一の入力が与えられ、これらの出力がエラーが発生しているか判断するのに比較される。「複製範囲」としてここで呼ばれるコンセプトに関して、冗長マルチスレッド処理を説明することができる。複製範囲は、論理的又は物理的冗長処理の境界である。
図2は、同時冗長スレッドアーキテクチャの一実施例のブロック図である。図2のアーキテクチャは、各命令からの出力又は結果がエラーを検出するため比較されるSoR−レジスタアーキテクチャである。
投機的マルチスレッディングシステムでは、シーケンシャルプログラムは、エポック(epoch)又はタスク(task)と呼ばれる論理的にシーケンシャルなセグメントに分割される。SMTプロセッサ内の別々のスレッド又は別々のプロセッサコアにおいて、複数のエポックがパラレルに実行される。任意の与えられた時点において、最先のエポックのみが元のシーケンシャルプログラムの実行に対応する。他のすべてのエポックの実行は、過去の潜在的なコントロール及びデータハザードの投機に基づく。エポック間の投機ミスの場合、投機ミスのエポックがスカッシュ(squash)される。エポックが実行を完了し、最先のエポックになると、それの結果が当該計算のシーケンシャルアーキテクチャ状態にコミットされる。
Claims (8)
- 投機的メモリサポートを用いた冗長なマルチスレッディングシステムにおける故障検出のため外部メモリの更新を管理する方法であって、
マルチスレッド化されたプロセッサが、リーディングスレッドとトレイリングスレッドとして、各命令スレッドがメモリのある位置を対象としたストア命令を少なくとも含む2つの命令スレッドをパラレルに実行するステップと、
前記マルチスレッド化されたプロセッサが、前記リーディングスレッドにおいて実行されるストア命令からの第1の結果と、前記トレイリングスレッドにおいて実行されるストア命令からの第2の結果とを前記メモリにセーブするステップと、
前記マルチスレッド化されたプロセッサが、前記第1の結果が前記第2の結果に等しいか判断するステップと、
前記マルチスレッド化されたプロセッサが、前記第1の結果が前記第2の結果に等しいとき、ストア命令をメモリ状態にコミットするステップと、
前記コミットするステップの完了まで外部のメモリへの更新を保留するステップと、
から構成されることを特徴とする方法。 - 請求項1記載の方法であって、
前記セーブされた第1及び第2の結果は、投機的としてセーブされることを特徴とする方法。 - 請求項1記載の方法であって、
前記命令は、エポック命令であることを特徴とする方法。 - 請求項3記載の方法であって、
前記エポック中に前記リーディングスレッドにより読まれるメモリ位置は、前記トレイリングスレッドのロードが行われるとき、同一の値を含むことを特徴とする方法。 - 投機的メモリサポートを用いた冗長なマルチスレッディングシステムにおける故障検出のため外部メモリの更新を管理する装置であって、
リーディングスレッドとトレイリングスレッドとして、各命令スレッドがメモリのある位置を対象としたストア命令を少なくとも含む2つの命令スレッドをパラレルに実行し、
前記リーディングスレッドにおいて実行されるストア命令からの第1の結果と、前記トレイリングスレッドにおいて実行されるストア命令からの第2の結果とを前記メモリにセーブし、
前記第1の結果が前記第2の結果に等しいか判断し、
前記第1の結果が前記第2の結果に等しいとき、ストア命令をメモリ状態にコミットし、
前記コミットが完了するまで外部のメモリへの更新を保留する、ロジックを有することを特徴とする装置。 - 請求項5記載の装置であって、
前記実行されたスレッドは、エポックスレッドであることを特徴とする装置。 - 請求項5記載の装置であって、
前記エポック中に前記リーディングスレッドにより読まれるメモリ位置は、前記トレイリングスレッドのロードが行われるとき、同一の値を含むことを特徴とする装置。 - 請求項7記載の装置であって、
前記リーディングスレッドと前記トレイリングスレッドは、投機的として格納されることを特徴とする装置。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7166847B2 (en) * | 2004-06-30 | 2007-01-23 | Intel Corporation | System with response to cosmic ray detection |
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US7818744B2 (en) * | 2005-12-30 | 2010-10-19 | Intel Corporation | Apparatus and method for redundant software thread computation |
US7444544B2 (en) * | 2006-07-14 | 2008-10-28 | International Business Machines Corporation | Write filter cache method and apparatus for protecting the microprocessor core from soft errors |
US8397052B2 (en) * | 2009-08-19 | 2013-03-12 | International Business Machines Corporation | Version pressure feedback mechanisms for speculative versioning caches |
US8521961B2 (en) * | 2009-08-20 | 2013-08-27 | International Business Machines Corporation | Checkpointing in speculative versioning caches |
US20110099439A1 (en) * | 2009-10-23 | 2011-04-28 | Infineon Technologies Ag | Automatic diverse software generation for use in high integrity systems |
US8250395B2 (en) * | 2009-11-12 | 2012-08-21 | International Business Machines Corporation | Dynamic voltage and frequency scaling (DVFS) control for simultaneous multi-threading (SMT) processors |
US20110208948A1 (en) * | 2010-02-23 | 2011-08-25 | Infineon Technologies Ag | Reading to and writing from peripherals with temporally separated redundant processor execution |
US8516356B2 (en) | 2010-07-20 | 2013-08-20 | Infineon Technologies Ag | Real-time error detection by inverse processing |
US8745440B1 (en) * | 2010-09-21 | 2014-06-03 | F5 Networks, Inc. | Computer-implemented system and method for providing software fault tolerance |
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US11443820B2 (en) * | 2018-01-23 | 2022-09-13 | Microchip Technology Incorporated | Memory device, memory address decoder, system, and related method for memory attack detection |
Family Cites Families (11)
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---|---|---|---|---|
US5415835A (en) * | 1992-09-16 | 1995-05-16 | University Of New Mexico | Method for fine-line interferometric lithography |
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JP3139392B2 (ja) * | 1996-10-11 | 2001-02-26 | 日本電気株式会社 | 並列処理システム |
US6567839B1 (en) * | 1997-10-23 | 2003-05-20 | International Business Machines Corporation | Thread switch control in a multithreaded processor system |
JP3101594B2 (ja) | 1997-11-06 | 2000-10-23 | キヤノン株式会社 | 露光方法及び露光装置 |
JP4065468B2 (ja) * | 1998-06-30 | 2008-03-26 | キヤノン株式会社 | 露光装置及びこれを用いたデバイスの製造方法 |
US6625749B1 (en) * | 1999-12-21 | 2003-09-23 | Intel Corporation | Firmware mechanism for correcting soft errors |
US20020023202A1 (en) * | 2000-04-19 | 2002-02-21 | Mukherjee Shubhendu S. | Load value queue input replication in a simultaneous and redundantly threaded processor |
JP2003015900A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-17 | Hitachi Ltd | 追走型多重化システム、及び追走により信頼性を高めるデータ処理方法 |
US7752423B2 (en) * | 2001-06-28 | 2010-07-06 | Intel Corporation | Avoiding execution of instructions in a second processor by committing results obtained from speculative execution of the instructions in a first processor |
JP3702815B2 (ja) * | 2001-07-12 | 2005-10-05 | 日本電気株式会社 | プロセッサ間レジスタ継承方法及びその装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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