Des processeurs multicoeurs capables de s’autoréparer

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Des industriels européens ont développé une architecture de processeur multicœur qui s’autodiagnostique et peut même s’autoréparer quand un de ses cœurs ou un de ses bus internes connaît une défaillance.

À force de miniaturiser et d’assembler un nombre toujours plus important de transistors dans une même puce, les fondeurs sont en train d’atteindre des limites physiques qui risquent de réduire la fiabilité et la durée de vie des processeurs multicœurs qui animeront demain nos ordinateurs, nos smartphones ou nos tablettes tactiles.

Chargé de développer des systèmes informatiques très robustes dédiés aux applications de streaming, le consortium Crisp (pour Cutting Edge Reconfigurable Ics for Stream Processing) qui rassemble deux universités et quatre industriels européens a présenté au salon grenoblois DATE 2011 un processeur multicœur capable de s’autodiagnostiquer et de s’autoréparer quand l’un de ses cœurs tombe en panne.

Chaque processeur RFD pour Reconfigurable Fabric Device (plan à gauche, photo à droite) contient neuf cœurs Xentium. La puce s’autodiagnostique et alloue ses tâches aux cœurs opérationnels. © Crisp

Un gestionnaire de ressources joue les chefs d’orchestre

Rassemblant neuf cœurs Xentium (un DSP, ou processeur spécialisé dans le traitement numérique du signal, à jeu d’instructions longues fabriqué par la société Recore à ne pas confondre avec le Pentium d’Intel), ce processeur baptisé RFD pour Reconfigurable Fabric Device contient un composant qui teste en permanence le bon fonctionnement de ses cœurs et des liaisons de données qui les relient. Si un cœur ou une liaison s’avère défectueux, un gestionnaire de ressources lui aussi intégré dans le processeur réalloue les tâches qui étaient attribuées au cœur défectueux à un autre cœur.

Avec ce dispositif, un processeur multicœur peut continuer à fonctionner quand un ou plusieurs de ses cœurs tombent en panne. Et selon les chercheurs du groupement Crisp, cette réallocation dynamique des ressources ne se traduit pas systématiquement par une perte de performance.

L’architecture processeur mise au point par le consortium peut gérer simultanément jusqu’à quarante-cinq cœurs Xentium. Cinq puces RFD sont pilotées par un processeur central de type ARM. © Crisp

Jusqu’à quarante-cinq cœurs dans un seul processeur

Le consortium a ainsi mis au point un processeur capable de diffuser avec une grande fiabilité des applications de streaming. Ce dernier rassemble neuf processeurs multicœurs RFD, ce qui porte à quarante-cinq le nombre de cœurs Xentium pouvant fonctionner simultanément.

Appréciable lorsqu’on utilise le processeur, cette faculté de résistance à la panne permet aussi de réduire les coûts de fabrication. Des processeurs multicœurs peuvent quand même être commercialisés – sans doute à un prix réduit – quand certains cœurs ne fonctionnent pas à la sortie des chaînes de production.

Cette perspective ne devrait pas manquer d’attirer l’attention des géants Intel et AMD sur les travaux du consortium, qui s'intéressent déjà à des prototypes rassemblant jusqu’à quarante-huit cœurs.

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