CacheFI基于架构级故障注入的片上缓存容错评估工具.pdf

第 38卷 第 5 期 国 防 科 技 大 学 学 报 Vol . 38 No . 5 2016年 10月 JOURNAL OF NATIONAL UNIVERSITY OF DEFENSE TECHNOLOGY Oct . 2016 doi ：10. 11887/j . cn . 201605009 http ：//journal , nudt . ed . cn CacheFI:基于架构级故障注入的片上缓存容错评估工具 * 黄 智 濒 周 锋 \ 马 华 东 \ 何 若 愚 1 (1.智能通信软件与多媒体北京市重点实验室北京邮电大学计算机学院，北 京 100876; 2.软件开发环境国家重点实验室，北京航空航天大学计算机学院，北 京 100191) 摘 要 :体系架构级缓存容错技术被认为是应对较高的永久位故障率的有效手段,但目前缓存容错机制 的体系架构级评估工具较少。针对这个问题，提出 CacheFI ，即基于SmuCS的缓存故障注人工具，采用故障生 成和注人分离的设计，故障生成是随机分布、模式和时序三个方面的结合，故障注人则考虑了故障可重现性 和模块化的需要。在全系统模拟器 SmuCS上，基 于 15个选自 SPEC CPU2000的测试程序，利 用 CacheFI对 Buddy和 MAEP等典型的体系架构级缓存容错机制进行评估，展现了其弱点和典型的片上缓存容错机制存在 的问题。 关键词:故障注人;片上缓存;体系结构模拟器;SnmCS 中图分类号:TP316 文献标志码:A 文章编号= 1001 -2486(2016)05 -052 -07 CacheFI: micro-architectural-level fault injection based fault-tolerant evaluation tool for on-chip Caches HUANG Zhibin12, ZHOU Feng1 , MA Huadong1 , HE Ruoyu (1. School of Computer Science and Technology, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China ； 2. State Key Laboratory of Software Development Environment, School of Computer Science and Engineering, Beihang University, Beijing 100191 , China) Abstract ：Architectural solutions of on-chip Cache fault tolerance are considered as effective means for high persistent failure probabilities. However, less fault injection tools for on-chip Caches are available. Therefore, the CacheFI, a fault injection tool based on the full-system simulator Simics was proposed. A separate mechanism of the fault generation and