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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/41572
Tipo: | Dissertação |
Título: | Proteção otimizada de buffers de redes intrachip através de códigos de correção de erros |
Autor(es): | Pinheiro, Alan Cadore |
Orientador: | Silveira, Jarbas Aryel Nunes da |
Coorientador: | Marcon, César Augusto Missio |
Palavras-chave: | Teleinformática;Circuitos integrados;Tolerancia a falha;Erros - Correção;Networks-on-Chip;Fault tolerance;Buffer optimization;Error correction code |
Data do documento: | 2019 |
Citação: | PINHEIRO, A. C. Proteção otimizada de buffers de redes intrachip através de códigos de correção de erros. 2019. 103 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019. |
Resumo: | As recentes tecnologias de fabricação de circuitos integrados permitem o agrupamento de bilhões de transistores em um único chip, o qual necessita de uma arquitetura com alto grau de paralelismo e escalabilidade, como as redes intrachip, do inglês Networks-on-Chip (NoC). Na medida que as recentes tecnologias se aproximam das limitações físicas, a probabilidade de ocorrência de Multiple Cells Upset (MCUs) aumenta, tornando códigos corretores de erros, do inglês Error Correction Codes (ECCs), uma das técnicas mais usadas para proteger dados armazenados contra MCUs. Buffers de NoCs são componentes que sofrem MCUs induzidos por diversas fontes, como a radiação e interferência eletromagnética. Assim, aplicar ECCs nos buffers pode se tornar uma solução para problemas de confiabilidade, apesar de inferir um aumento do custo do projeto e necessitando de uma maior capacidade de armazenamento. Soluções como a Redundância Modular Tripla (RMT), a qual replica três vezes o componente que deve ser protegido, e blindagem eletromagnética que aplica um material condutivo para proteger o componente, tem um custo alto e muitas vezes inviável para o projeto. Este trabalho propõe um novo modelo de implementação de proteção para buffers que aplica quatro ECCs para proteger as informações armazenadas contra MCUs, buscando a redução de área e energia necessárias para a implementação do ECC. A avaliação da solução proposta considera a área do buffer e incremento no consumo energético, impacto em desempenho e eficiência em tolerância a falhas. Todas as análises comparam os resultados com os de uma aplicação não otimizada de ECC em buffers. Os resultados mostram que a técnica proposta reduz área e energia nos buffers com ECCs e incrementa a confiabilidade contra MCUs em 3%, entretanto ocasiona uma pequena diminuição no desempenho. |
Abstract: | Newest technologies of integrated circuits manufacture allow billions of transistors arranged in a single chip, which requires a communication architecture with high scalability and parallelism degree, such as a Network-on-Chip (NoC). As the technology scales down, the probability of Multiple Cell Upsets (MCUs) increases, being Error Correction Code (ECC) the one of the most used techniques to protect stored information against MCUs. NoC buffers are components that suffer from MCUs induced by diverse sources, such as radiation and electromagnetic interference. Thereby, applying ECCs in NoC buffers may come as a solution for reliability issues, although increasing the design cost and requiring a buffer with higher storage capacity. Solutions as Triple Modular Redundancy (TMR) that replicates three times the component that must be protected, and electromagnetic shielding that applies a conductive material to protect a component, have a high cost and may be impracticable for design. This work proposes a new model of protection implementation for buffers that applies four ECCs to deal with MCUs and enhance the protected information storage, pursuing to reduce the area and power required for ECC implementation. We guide the optimized buffer evaluation by measuring the buffer area, power overhead, fault tolerance efficiency and performance of the proposed technique. All tests included the comparison with a non-optimal appliance of ECC in a NoC buffer. The results show the proposed technique reduces the area and power overhead in buffers with ECC and increase the reliability against MCUs in 3%, however, it causes a small performance decrease. |
URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/41572 |
Aparece nas coleções: | DETE - Dissertações defendidas na UFC |
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