Schnellere Prozessoren durch mehr Rechenfehler

Während des ersten europäischen "Research @ Intel Day" zeigte der Chiphersteller einen Versuchsaufbau für "Resilient Computing". Was sich nur unzureichend als "dehnfähige Berechnungen" übersetzen lässt, ist ein neuer Ansatz, um Prozessoren entweder schneller rechnen zu lassen oder ihre Leistungsaufnahme zu reduzieren.

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Kantenerkennung mit Palisades

Halbleiter haben die unangenehme Eigenschaft, auf hohe Spannungen - die höhere Takte erlauben - in nicht immer vorhersagbarer Weise zu reagieren. Oft kommt es dabei zu elektronischen Anomalien wie dem Übersprechen zwischen Leitungen oder Durchschlägen von Elektronen. Das kann unter anderem zu falschen Berechnungen führen. Bei geringen Spannungen wiederum kann ein Signal manchmal gar nicht da ankommen, wo es hin soll.

Wenn es aber gelingt, die Fehler auf elektrischer Ebene zu erkennen, kann man sich solche Effekte auch zunutze machen. Statt eine Schaltung immer im sicheren Bereich zu betreiben, in dem sie sich nicht verrechnet, lässt sich die Frequenz deutlich erhöhen.

Das ergibt mehr Fehler, wenn diese sich aber abfangen lassen, bevor die Ergebnisse in den Cache oder Speicher zurückgeschrieben werden, ergibt sich auch mehr Leistung. Auch ein Absenken der Spannung zum Stromsparen ist so möglich.

Um das Resilient Computing auszuprobieren, hat Intel einen Forschungschip namens Palisades gebaut. Er basiert laut Projektleiter Jim Tschanz aus Intels Circuits Lab in Oregon auf einem offenen RISC-Design. Dieses hat Tschanz' Team um Schaltungen erweitert, die die Zustände der CPU überwachen. Dazu zählen unter anderem Timer, welche die Signallaufzeiten messen. Liegen diese außerhalb des sicheren Rahmens, muss ein Fehler aufgetreten sein.