Ученые из ВШЭ ускорили проектирование отказоустойчивых сетей чипов

Проблема производственного брака — одно из самых сложных препятствий при создании современных микропроцессоров. Даже мельчайший дефект в структуре кристалла может нарушить связи между вычислительными узлами, сделав весь чип неработоспособным. Исследователи из НИУ ВШЭ предложили решение этой задачи, разработав алгоритм для проектирования внутренних коммуникационных сетей, устойчивых к сбоям.

Метод позволяет системе мгновенно находить альтернативные маршруты для передачи данных, если привычный путь заблокирован из-за поврежденного узла. По словам разработчиков, логику работы алгоритма можно сравнить с автомобильным навигатором, который перестраивает маршрут при перекрытии дороги. Главное достижение ученых заключается в том, что новый подход работает в 16–22 раза быстрее существующих глобальных аналогов.

Ранее использование подобных методов часто приводило к созданию избыточно длинных путей, что негативно сказывалось на эффективности работы устройства. Разработчики из лаборатории МИЭМ ВШЭ решили эту проблему, объединив восемь различных локальных методов в единую систему. В результате удалось добиться поразительной точности: даже при наличии множества дефектов длина найденных маршрутов всего на 1,64% отличается от максимально оптимальной.

Такая технология открывает новые возможности для производства микропроцессоров, предназначенных для эксплуатации в экстремальных условиях. Чем выше толерантность чипа к производственным дефектам, тем выше выход годной продукции с каждой пластины, что напрямую влияет на стоимость и доступность сложной электроники.

В ближайших планах команды Александра Романова — переход от математических моделей к практике. Ученым предстоит проверить алгоритм на реальных микросхемах. Основными критериями эффективности станут влияние новой топологии на итоговое энергопотребление устройства и фактическую скорость передачи данных внутри кристалла.