[发明专利]一种GPGPU程序SDC错误检测方法及装置

说明书

本申请公开了一种GPGPU程序SDC错误检测方法及装置，包括：获取待检测程序，并确定待检测程序的待检测指令中具有高SDC倾向性的SDC脆弱指令；待检测程序为GPGPU程序，SDC倾向性与待检测指令具有SDC错误的概率之间呈正相关关系；根据待检测程序的各基本块中的SDC脆弱指令之间的依赖关系构建与各基本块对应的指令路径；指令路径为包括具有依赖关系的多个SDC脆弱指令的第一类路径和/或包括与任一所述SDC脆弱指令均不具有依赖关系的单个所述SDC脆弱指令的第二类路径；对指令路径进行复制得到副本路径，并基于指令路径和副本路径对待检测程序中的SDC错误进行检测。本申请在保证程序可靠性的情况下通过少量指令复制以对大量SDC错误进行检测，提高错误检测效率。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种GPGPU程序SDC错误检测方法及装置。

背景技术

随着高集成电路技术的不断发展，纳米级别的电路很容易被宇宙中的高能粒子攻击，从而导致比特翻转，由于数据损坏而电路没有造成的错误称为程序的软错误。软错误在程序执行过程中，会随着线程使用的数据和执行的指令在线程内部传播，最终对结果造成影响。软错误会对程序执行结果造成三种影响：掩盖(MASKED)错误，软错误被屏蔽，最终不会影响应用结果的情况；检测到无法恢复的错误(DUE)，应用程序崩溃或挂起，或以不正常的状态退出；静默数据损坏(SDC)错误，应用执行过程中未出现任何异常信息，但最终程序输出与正确输出存在差异。特别地，随着近年来各行业应用数据量激增，互联网数据量增长速度远超硬件平台计算、存储资源增长速度，基于现有数据处理技术提供的计算能力和能量效率都难以满足应用计算需求。在此背景下，通用图像处理器(GPGPU)应运而生，GPGPU是一种新型的计算平台，由于支持高并发的线程操作被越来越多地应用于高性能计算。不同于传统的GPU平台只是用来计算图像数据，GPGPU被越来越多用在数值模拟，数据挖掘，人工智能等领域。相比传统用来处理图像数据的GPU发生错误后可能只是图像部分像素点被破坏，不会影响到用户的需求，但是GPGPU处理高性能程序对程序有一定的可靠性需求，需要对SDC错误进行检测以消除对程序的影响。

目前主要通过全指令复制检测程序执行过程中发生的SDC错误，但全指令复制需要对每一条指令复制一个副本指令，要增加额外的比较指令及寄存器开销，且额外的寄存器会导致程序并行度降低，增加的指令也会大幅度增加程序执行时间。另外，全指令复制能检测到程序中所有的瞬时错误，但有些瞬时错误并不会造成SDC错误，检测效率较低。因此，如何提高程序SDC错误检测效率是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种GPGPU程序SDC错误检测方法、及装置，能够在保证程序可靠性的情况下通过少量指令复制以对大量SDC错误进行检测，提高错误检测效率。其具体方案如下：

本申请的第一方面提供了一种GPGPU程序SDC错误检测方法，包括：

获取待检测程序，并确定所述待检测程序的待检测指令中具有高SDC倾向性的SDC脆弱指令；其中，所述待检测程序为GPGPU程序，SDC倾向性与所述待检测指令具有SDC错误的概率之间呈正相关关系；

根据所述待检测程序的各基本块中的所述SDC脆弱指令之间的依赖关系构建与各所述基本块对应的指令路径；其中，所述指令路径为包括具有依赖关系的多个所述SDC脆弱指令的第一类路径和/或包括与任一所述SDC脆弱指令均不具有依赖关系的单个所述SDC脆弱指令的第二类路径；

对所述指令路径进行复制得到相应的副本路径，并基于所述指令路径和所述副本路径对所述待检测程序中的SDC错误进行检测。

可选的，所述获取待检测程序，确定所述待检测程序的待检测指令中具有高SDC倾向性的SDC脆弱指令，包括：

获取待检测程序，并确定所述待检测程序的待检测指令的特征信息；其中，所述特征信息表征所述待检测指令的SDC倾向性；