Laboratoire TIMA

Thèses soutenances


« Evaluation de la sensibilité face aux SEE et méthodologie pour la prédiction du taux d’erreurs d’applications implémentées dans des processeurs Multi-cœur et Many-cœur ».

Candidat : P. Ramos

Directeur de thèse : R. Velazco

Président du jury : A. Sylvestre

Thèse de Doctorat : These de Doctorat, Université de Grenoble

Spécialité : Nanoélectronique et Nanotechnologies

Soutenance : 18/04/2017 à 14 h 00 GRENOBLE INP - Amphi Gosse

Résumé

La présente thèse propose une approche de prédiction du taux d'erreur générale et abordable pour évaluer la sensibilité des applications implémentées dans des processeurs multi-cœur et many-cœur exposés à des environnements radiatifs. Pour valider la généralité de cette approche, différents dispositifs COTS ont été ciblé en vue de représenter les aspects technologiques et architecturaux les plus pertinents des processeurs multi et many-cœur. Le premier a été le processeur quadri-cœurs P2041 de Freescale fabriqué en technologie 45nm SOI qui met en œuvre ECC et la parité dans leurs mémoires cache. Le second a été le microprocesseur Adapteva E16G301 fabriqué en technologie 65nm CMOS qui intègre 16 cœurs et n’implémente pas des mécanismes de protection. Le troisième a été le processeur many-cœur Kalray MPPA-256 fabriqué en technologie CMOS 28nm TSMC qui intègre 16 clusters de calcul chacun avec 17 cœurs, et met en œuvre ECC dans ses mémoires statiques et parité dans ses mémoires caches. L'évaluation de la sensibilité face aux SEE ainsi que la prédiction du taux d’erreur ont été réalisée par des essais sous radiation avec des neutrons de 14 Mev dans des accélérateurs de particules pour émuler un environnement de rayonnement agressif, et par injection de fautes dans des mémoires cache, des mémoires partagées ou des registres de processeur pour simuler les conséquences des SEU dans l'exécution du programme. Une analyse approfondie des erreurs observées a été effectuée pour identifier les vulnérabilités dans les mécanismes de protection. Des zones critiques telles que les adresses cache et les registres à usage général ont été principalement affectés pendant les expériences de rayonnement.