Чипы-«спасатели»: российский алгоритм LRF-3D ускоряет проектирование процессоров в 22 раза

Российские исследователи совершили прорыв в области проектирования микропроцессоров. Учёные Московского института электроники и математики НИУ ВШЭ совместно с коллегами из Самарского университета представили новый алгоритм LRF-3D для маршрутизации данных в многопроцессорных системах на кристалле. Разработка предназначена для автоматического обхода неработающих узлов в трёхмерных сетях, что критически важно для повышения отказоустойчивости процессоров, используемых в центрах обработки данных, суперкомпьютерах и системах ИИ.

Современные многопроцессорные системы объединяют тысячи вычислительных элементов в единую микросхему. Однако в процессе производства или эксплуатации отдельные узлы сети могут выходить из строя, создавая локальные «тупиковые» зоны. Существующие глобальные алгоритмы, способные находить оптимальный путь, требуют полной информации о всей сети и значительных вычислительных ресурсов. Локальные алгоритмы, напротив, используют данные только о ближайших соседях, но зачастую строят избыточно длинные маршруты.

Предложенный LRF-3D относится к локальным методам, но благодаря иерархической структуре он способен при попадании в тупик возвращаться на предыдущую позицию и блокировать недоступное направление, что сокращает длину обходного пути. В ходе испытаний алгоритм сравнивали с эталонным глобальным методом A* и другим локальным алгоритмом LOFT. Эксперименты проводились в 36 различных сценариях, включая лабиринты, коридоры и случайные отказы узлов.

Результаты впечатляют: при доле неисправных элементов до 50% среднее отклонение длины маршрута, построенного LRF-3D, от оптимального составляет всего 1,64%, что более чем в 137 раз точнее показателей LOFT. При плотности отказов от 13 до 30% алгоритм успешно доставляет пакеты данных в 86% случаев. По скорости принятия решений новая разработка превосходит A* в 16,7 раза, а LOFT — в 22,5 раза.

В ближайших планах авторов — проверка работы алгоритма на реальных микросхемах для оценки влияния на энергопотребление и фактическую пропускную способность. В случае успешного подтверждения ожидается, что технология ляжет в основу процессоров нового поколения с повышенной надёжностью даже в условиях множественных сбоев. Разработка уже вызвала интерес у профильных экспертов. В Национальном исследовательском университете «Высшая школа экономики» подчеркнули, что новый подход открывает возможности для создания более надёжных микропроцессоров, востребованных в быстрорастущем сегменте облачных вычислений и искусственного интеллекта.

Ранее сообщалось о том, что ученые РАН создали сорбенты для извлечения редкоземельных элементов.

Физики МФТИ нашли материал для сверхбыстрого квантового интернета.

checheninfo.ru