НИУ ВШЭ: алгоритм LRF-3D повышает надежность чипов

Ученые из МИЭМ ВШЭ и Самарского университета создали алгоритм LRF-3D, который автоматически обходит неработающие узлы в трехмерных сетях на кристалле. Благодаря иерархической организации он превосходит аналоги по быстродействию и точности пути, повышая надежность процессоров для центров обработки данных, суперкомпьютеров и ИИ-вычислений. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе НИУ ВШЭ.

Многопроцессорные системы на кристалле объединяют тысячи вычислительных элементов в единую микросхему с помощью коммуникационной сети прямо на чипе. Дефекты производства или износ кристалла могут выводить из строя отдельные узлы этой сети и создавать тупиковые зоны, поэтому их обход нужно закладывать еще на этапе проектирования.

Для передачи сигналов используют разные алгоритмы. Глобальные способны найти оптимальный путь, но требуют информации обо всей сети и больших вычислительных мощностей. Локальные «видят» только ближайших соседей и потому нередко строят избыточно длинные маршруты. Исследователи из Учебной лаборатории систем автоматизированного проектирования МИЭМ ВШЭ и Самарского университета предложили иерархию из восьми локальных алгоритмов, ключевой из которых — LRF-3D: он оценивает работающих соседей, а попав в локальный тупик, делает шаг назад и исключает заблокированное направление.

«Принцип работы алгоритма можно сравнить с автомобильным навигатором: если привычная дорога перекрыта, система сразу ищет объезд», — пояснил один из авторов работы, руководитель лаборатории Александр Романов.

Алгоритм протестировали в 36 сценариях пяти категорий, включая лабиринты, коридоры и случайные сбои. Оказалось, что при доле неисправных узлов до 50% средняя длина пути LRF-3D отклоняется от эталонного алгоритма A* всего на 1,64%, превосходя по качеству маршрута аналог LOFT более чем в 137 раз, а при плотности сбоев 13–30% пакеты данных успешно доставляются в 86% случаев. При этом решения LRF-3D принимает в 16,7 раза быстрее A* и в 22,5 раза быстрее LOFT. Исходные коды выложены в открытый доступ.

Ранее российские ученые оценили перспективы производства товаров в космосе.