Timing-Fault-Tolerant Out-of-Order Processor

半導体プロセスが微細化するにつれて, ばらつきの問題が深刻化してきている. 今後の半導体産業の発展には, ばらつきを吸収する回路技術が不可欠である. プロセッサを対象とするばらつき対策の1つに, タイミング・フォールト(TF)を動的に検出/回復するプロセッサを用いる手法が提案されているが, 既存の手法では近年の複雑なOut-of-Orderスーパスカラ・プロセッサに対応できない. 本研究では, Out-of-Orderスーパスカラ・プロセッサのコミット・モジュール周りを詳細に検討し, 既存の手法では回復できなかったロード/ストア・キュー(LSQ)の制御系のTFからも回復できるコミット方式を提案する. これは, 通常はLSQ内にあるストア・バッファをLSQから分離し, In-OrderなコミットをTFから完全に保護することで可能となる. ストア・バッファをLSQから分離することで, コミットのレイテンシが増加するが, これによる性能低下は平均で0.7%, 最低でも6.0%と十分に低いことを予備評価で確認した