211service.com
Labākas datora mikroshēmas, ātrāk
Pētnieki Mičiganas Universitātē ir izstrādājuši programmatūru, kas meklē mikroshēmu trūkumus un piedāvā labāko veidu, kā tās novērst. Viņu pieeja risina pieaugošo problēmu mikroshēmu ražotājiem, piemēram, AMD un Intel. Tā kā tranzistori sarūk un mikroshēmas iegūst sarežģītāku dizainu, aparatūras kļūdas kļūst arvien izplatītākas. Pašlaik mikroshēmu prototipu atkļūdošana un sagatavošana masveida ražošanai var aizņemt pat gadu. Jaunā programmatūra varētu saīsināt laiku, kas nepieciešams, lai mikroshēma nonāktu tirgū, samazinātu izmaksas, samazinot prototipu un testēšanas ciklu skaitu, un galu galā radītu mikroshēmas ar mazāku defektu skaitu.
Digitālais iznīcinātājs: Jaunā programmatūra var atrast kļūdas datoru mikroshēmās un piedāvāt veidus, kā tās novērst, daudz ātrāk nekā inženieri, kas izmanto tradicionālo manuālo pieeju. Programmatūra varētu ietaupīt miljoniem dolāru prototipēšanas izmaksās un padarīt mikroshēmas drošākas.
Tā joprojām ir neatrisināta problēma, saka Robs Rutenbārs , Kārnegija Melona universitātes elektrotehnikas un datortehnikas profesors, kurš piebilst, ka ir ļoti maz zinātniskās literatūras par silīcija atkļūdošanu. Intel varētu būt dažas sarežģītas tehnoloģijas, taču viņi par to nerunā. Cik mēs zinām, cilvēki to dara ar rokām, saka Rutenbars. Man šķiet, ka tas nav ļoti labi automatizēts.
Atkļūdošana ar rokām atstāj vairāk iespēju kļūdām. Gandrīz visas mikroshēmas, tostarp mikroprocesori, ir buggy, saka Igors Markovs , elektrotehnikas un datorzinātņu profesors Mičiganas Universitātē. Piemēram, Intel vietnē ir uzskaitītas aptuveni 130 zināmas aparatūras kļūdas komerciālos klēpjdatoros. Lielāko daļu var labot ar programmatūras lejupielādi, bet apmēram 20 no tām nevar, saka Markovs, un tās atstāj mašīnas neaizsargātas pret vīrusiem.
Markovs un viņa kolēģis Valērija Bertako , elektrotehnikas un datorzinātņu profesors Mičiganas štatā, izstrādāja programmatūru, kas risina kļūdu labošanas problēmu pēc tam, kad mikroshēmu izgatavotāja rīcībā ir atgriezusies pirmā prototipu kārta. Kad jums ir pirmā mikroshēmas versija, tā nav gatava nodot patērētājam, saka Bertacco. Inženieriem ir jāmēģina tajā palaist operētājsistēmas un programmatūru, lai redzētu, vai tā darbojas, un šis process var ilgt no pāris stundām līdz nedēļai atkarībā no mikroshēmu defektu skaita.
Ir ļoti grūti saprast, kas ir nepareizi, saka Bertacco. Un, tiklīdz inženieris ir identificējis kļūdu, kas var būt jebkas, sākot no pārāk cieši novietotiem vadiem līdz nepareizi novietotiem tranzistoriem, ne vienmēr ir skaidrs, kāds būs labākais labojums. Bieži vien inženieri labo vienu problēmu, lai nākamajā prototipu kārtā atklātu, ka viņu risinājumi netīšām ir pievienojuši citus trūkumus. Prototipu izgatavošana var aizņemt vairākus mēnešus, un tie ir dārgi: tranzistoru un vadu slāņu modelēšanai izmantoto masku dizainu maiņa maksā miljoniem dolāru.
Pašlaik, kad prototips atgriežas pie mikroshēmu izgatavotāja, inženieri to savieno ar elektriskajām zondēm, kas caur to sūta elektriskos signālus un ieraksta izvadi, skaidro Bertacco. Dažādi signāli nonāk dažādās mikroshēmas daļās, un, izmēģinot tūkstošiem signālu, inženieri parasti var atrast problēmu. Pēc tam viņi piedāvā virkni iespējamo risinājumu. Dažreiz viņiem vienkārši ir jānoņem savienojums starp diviem vadiem vienā no mikroshēmas augšējiem slāņiem. To var izdarīt, izmantojot laboratorijā viegli pieejamu aprīkojumu, un mikroshēmu var ātri pārbaudīt atkārtoti. Citreiz ir nepieciešami labojumi mikroshēmas zemākajos slāņos, kur tranzistori veido loģiskos vārtus. Šos tranzistorus nevar tik viegli pielāgot un atkārtoti pārbaudīt.
Mičiganas pētnieki izstrādāja programmatūru, kas automātiski nosaka testējamo mikroshēmu elektrisko ievadi un analizē to izvadi, lai atrastu problemātiskās vietas. Ideālā gadījumā inženieri vēlētos uzzināt katra tranzistora izvadi mikroshēmā. Bet patērētāju mikroshēmās drīzumā būs vairāk nekā miljards tranzistoru, kas padarīs šādu precīzu testēšanu pārāk laikietilpīgu, skaidro Bertacco. Tātad Mičiganas algoritms pārbauda vairākas ievades lielā mikroshēmas daļā. Pamatojoties uz izvades kļūdām, tas zina, uz kuru mikroshēmas daļu koncentrēties, sašaurinot meklēšanu līdz dažām daudzsološām iespējamām kļūdām, saka Bertacco. Līdzīgā veidā programmatūra identificē veidus, kā novērst kļūdas, veicot vairākas simulācijas, lai atrastu dizaina variantu, kas piedāvā ātrāko un izmaksu ziņā efektīvāko risinājumu.
Viena no lielajām Mičiganas pētnieku pieejas priekšrocībām, saka Rutenbars, ir tā, ka viņu programmatūra dažkārt var radīt pretrunīgus risinājumus. Viņš saka, ka inženieris varētu redzēt, ka loģisks veids, kā novērst kļūdu, ir pārslēgt vairākas shēmas. Taču programmatūra var pateikt, kad pārvēršot dažus vadus, tiks iegūts tāds pats rezultāts. Kad cilvēki uz to skatās, tas nemaz nav acīmredzams, saka Rutenbars.
Gadījumu izpētē pētnieki parādīja, ka viņu programmatūra var automātiski labot aptuveni 70 procentus lielāko silīcija kļūdu, un viņi apgalvo, ka tie varētu samazināt laiku, kas nepieciešams konkrētas kļūdas atrašanai, no nedēļām līdz dienām.
Intel seko līdzi darbam, jo vienmēr meklē labākus veidus, kā uzlabot mikroshēmu izgatavošanas procesu. Silīcija atkļūdošana ir nopietna problēma, saka Šekhars Borkars , Intel pētnieks. Viņš saka, ka Intel izmanto tādas pašas metodes kā Mičiganas pētnieki, bet varbūt citā formā. Borkars piebilst, ka [Mičiganas] dokumentā ir daži sasniegumi. Viņš saka, ka Mičiganas pētījumi ir labs sākums problēmas risināšanai, taču tas joprojām ir jāpierāda ārpus laboratorijas.