211service.com
De meilleures puces informatiques, plus tôt
Des chercheurs de l'Université du Michigan ont développé un logiciel qui recherche les défauts des puces et propose la meilleure façon de les corriger. Leur approche s'attaque à un problème croissant pour les fabricants de puces tels qu'AMD et Intel. À mesure que les transistors rétrécissent et que les puces acquièrent des conceptions plus complexes, les bogues matériels deviennent de plus en plus répandus. Actuellement, cela peut prendre jusqu'à un an pour déboguer des prototypes de puces et les préparer pour la production en série. Le nouveau logiciel pourrait raccourcir le temps nécessaire pour mettre une puce sur le marché, réduire les coûts en réduisant le nombre de prototypes et de cycles de test, et finalement produire des puces avec moins de défauts.
Exterminateur numérique : Un nouveau logiciel peut trouver des bogues dans les puces informatiques et proposer des moyens de les corriger, beaucoup plus rapidement que les ingénieurs utilisant l'approche manuelle traditionnelle ne peuvent le faire. Le logiciel pourrait économiser des millions de dollars en coûts de prototypage et rendre les puces plus sûres.
C'est toujours un problème non résolu, dit Rob Rutenbar , professeur de génie électrique et informatique à l'Université Carnegie Mellon, qui ajoute qu'il existe très peu de littérature scientifique sur le débogage du silicium. Intel a peut-être une technologie sophistiquée, mais ils n'en parlent pas. Pour autant que nous sachions, les gens le font à la main, dit Rutenbar. J'ai l'impression que ce n'est pas très bien automatisé.
Le débogage manuel laisse plus de place à l'erreur. Presque toutes les puces, y compris les microprocesseurs, sont boguées, dit Igor Markov , professeur de génie électrique et d'informatique à l'Université du Michigan. Le site Web d'Intel, par exemple, répertorie environ 130 bogues matériels connus sur les ordinateurs portables commerciaux. La plupart peuvent être corrigés avec des téléchargements de logiciels, mais environ 20 d'entre eux ne peuvent pas l'être, dit Markov, et ils laissent les machines vulnérables aux virus.
Markov et son collègue Valérie Bertacco , professeur de génie électrique et d'informatique au Michigan, a développé un logiciel qui s'attaque au problème de la correction des bogues après le retour de la première série de prototypes au fabricant de puces. Lorsque vous avez une première version d'une puce, elle n'est pas prête à être offerte au consommateur, explique Bertacco. Les ingénieurs doivent essayer d'exécuter des systèmes d'exploitation et des logiciels dessus pour voir si cela fonctionne, et ce processus peut prendre de quelques heures à une semaine, selon le nombre de défauts dans les puces.
Il est très difficile de comprendre ce qui ne va pas, dit Bertacco. Et une fois qu'un ingénieur a identifié un bogue - qui peut être n'importe quoi, des fils trop rapprochés les uns aux transistors égarés - il n'est pas toujours clair quelle sera la meilleure solution. Souvent, les ingénieurs réparent un problème pour découvrir lors de la prochaine série de prototypes que leurs solutions ont ajouté par inadvertance d'autres défauts. Les prototypes peuvent prendre des mois à construire, et ils sont chers : changer les conceptions des masques utilisés pour modeler les couches de transistors et les fils sur les puces coûte des millions de dollars.
Actuellement, lorsqu'un prototype revient à un fabricant de puces, les ingénieurs le raccordent à des sondes électriques qui envoient des signaux électriques à travers lui et enregistrent la sortie, explique Bertacco. Différents signaux vont à différentes parties de la puce, et en essayant des milliers de signaux, les ingénieurs peuvent généralement localiser un problème. Ensuite, ils proposent une série de solutions possibles. Parfois, ils ont simplement besoin de supprimer une connexion entre deux fils dans l'une des couches supérieures de la puce. Cela peut être fait en utilisant un équipement facilement disponible dans le laboratoire, et la puce peut être rapidement retestée. D'autres fois, des correctifs sont nécessaires au niveau des couches inférieures de la puce, où les transistors constituent les portes logiques. Ces transistors ne peuvent pas être si facilement ajustés et retestés.
Les chercheurs du Michigan ont écrit un logiciel qui spécifie automatiquement l'entrée électrique des puces testées et analyse leur sortie pour trouver les zones à problèmes. Idéalement, les ingénieurs voudraient connaître la sortie de chaque transistor sur une puce. Mais les puces grand public auront bientôt plus d'un milliard de transistors, ce qui rendra des tests aussi précis beaucoup trop longs, explique Bertacco. Ainsi, l'algorithme du Michigan teste un certain nombre d'entrées sur une grande partie de la puce. Sur la base des erreurs de sortie, il sait sur quelle partie de la puce se concentrer, réduisant la recherche à quelques bogues candidats prometteurs, explique Bertacco. De la même manière, le logiciel identifie des moyens de corriger les bogues, en exécutant une série de simulations pour trouver une variante de conception qui offre la solution la plus rapide et la plus rentable.
L'un des grands avantages de l'approche des chercheurs du Michigan, explique Rutenbar, est que leur logiciel peut parfois proposer des solutions contre-intuitives. Un ingénieur, dit-il, pourrait voir que la façon logique de corriger un bogue est de recâbler un certain nombre de circuits. Mais le logiciel peut dire que le fait de retourner quelques fils obtiendra le même résultat. Quand les humains le regardent, ce n'est pas du tout évident, dit Rutenbar.
Dans des études de cas, les chercheurs ont montré que leur logiciel peut réparer automatiquement environ 70 % des principaux bogues de silicium, et ils affirment qu'ils pourraient réduire le temps nécessaire pour trouver un bogue particulier de quelques semaines à quelques jours.
Intel garde un œil sur le travail, car il cherche toujours de meilleurs moyens d'améliorer le processus de fabrication des puces. Le débogage du silicium est un problème sérieux, dit Chekhar Borkar , un chercheur d'Intel. Il dit qu'Intel utilise le même genre de techniques que les chercheurs du Michigan, mais peut-être sous une forme différente. Borkar ajoute qu'il y a quelques avancées dans l'article [du Michigan]. Il dit que la recherche du Michigan est un bon début pour résoudre le problème mais doit encore être prouvée en dehors du laboratoire.