来自麻省理工学院(MIT)的工程师开发了一种新系统，该系统可以让程序员识别出他们的代码中可以容忍小错误的部分，决定将哪些程序指令分配给不可靠的硬件部件，以最大限度地节省能源，同时仍然满足程序员的准确性要求。天富注册链接

 

随着晶体管变得越来越小，它们也变得越来越不可靠。提高它们的工作电压会有所帮助，但这意味着相应的功耗增加。

 

随着信息技术在全球能源供应中所占比例的稳步增长，一些研究人员和硬件制造商正在探索让芯片破坏偶尔发生的计算的可能性。在许多流行的应用程序中——例如视频渲染——用户可能不会注意到这种差异，而且它可以显著提高能源效率。

 

在今年的面向对象编程、系统、语言和应用(OOPSLA)会议上，来自麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室的研究人员展示了一种新的系统，它可以让程序员识别出他们的代码中可以容忍一点错误的部分。然后，系统决定将哪些程序指令分配给不可靠的硬件组件，以最大限度地节省能源，同时仍然满足程序员的准确性要求。

 

这个被称为Chisel的系统还提供了一个工具，可以帮助程序员精确评估他们的程序能容忍多少错误。如果图像中1%的像素被不正确地渲染，用户会注意到吗?2%或5%怎么样?Chisel将模拟在不可靠的硬件上执行图像渲染算法的次数，次数与程序员的请求相同，错误率也不同。这需要猜测来确定准确性要求。

 

研究人员使用从研究文献中挑选出来的一系列不可靠的硬件模型，在少数几种常见的图像处理和金融分析算法上测试了他们的系统。在模拟中，由此产生的电能节约幅度在9%到19%之间。

 

积累的结果

 

这项新工作建立在去年OOSPLA上发表的一篇论文的基础上，该论文描述了一种名为Rely的编程语言。每篇论文都获得了会议最佳论文奖。

 

Rely提供了指定精度要求的机制，它具有一个操作符——一个句号或点——表明特定指令可能在不可靠的硬件上执行。在去年提出的工作中，程序员不得不手工插入点。Chisel自动插入-并保证它的分配将最大限度地节省能源。

 

的观察从我们所有的先前的研究,通常情况下,计算分析了花了大部分的时间在一个或几个功能是计算密集型,“说莎莎Misailovic,研究生在电气工程和计算机科学和新论文的第一作者。“我们把这些计算称为‘内核’，我们把重点放在了它们上面。”

 

米赛罗维奇的导师、电气工程与计算机科学系(EECS)教授马丁·里纳德(Martin Rinard)也参与了论文的撰写。萨拉·阿库尔(Sara Achour)和齐子超(Zichao Qi)的作品，他们也是里纳德小组的学生;迈克尔·卡宾，他在里纳德那里获得博士学位明年将加入欧洲经济学院。天富注册链接

 

实际上，米赛罗维奇说，程序通常只有几个内核。原则上，《Chisel》可以被设计成自动找到它们。但大多数开发高性能代码的人可能都希望对他们的程序的运行保持一定程度的控制，Rinard说。一般来说，他们已经使用了一些工具来简化内核的识别。

 

组合爆炸

 

然而，单个内核仍然可能包含100条或更多的指令，这些指令的任何组合都可能分配给不可靠的硬件。手动检查所有可能的组合，并评估它们对计算精度和能源节约的影响，仍然是一项非常耗时的任务。

 

但是研究人员开发了三个独立的数学表达式，描述了计算的准确性，指令执行的可靠性，以及作为单个指令功能的能源节约。这些表达式约束了系统必须执行的搜索，以确定将哪些指令分配给不可靠的硬件。这个简单但仍然复杂的问题是现成的软件可以解决的。

 

“我认为这是一项杰出的工作，”华盛顿大学计算机科学与工程副教授路易斯·塞泽(Luis Ceze)说。“所有的趋势都表明，未来的硬件将变得不可靠，因为这是一种提高能效和速度的方法。”