Chisel позволяет использовать «бракованные» чипы

Уменьшаясь в размерах транзисторы становятся менее надежными. Можно бороться с этим повышая рабочее напряжение, но ряд лабораторий исследуют более экономичную возможность — введение в вычисления допустимой неточности.

Во многих популярных приложениях, например в рендеринге видео и растровых изображений, отдельные ошибки в расчетах будут неощутимы для пользователя, но позволят добиться значительной экономии энергии.

На конференции OOPSLA (Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications) сотрудники лаборатории CSAIL (Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory) Массачусетского технологического института представили систему Chisel, которая позволяет находить в программе участки наиболее интенсивных вычислений, и проверять их на устойчивость к появлению небольших ошибок. Она базируется на языке программирования Rely, представленном на прошлогодней OOPSLA, и определяет какие команды пригодны для ненадежных аппаратных компонентов, то есть позволяют добиться максимальной экономии энергии, и то же время удовлетворяют критериям точности, установленным разработчиками.

Chisel способна подставлять их автоматически, но более целесообразно с ее помощью просто их идентифицировать, так как это оставляет разработчику больше контроля над создаваемым кодом.

Программист может посредством Chisel имитировать выполнение, например, алгоритма рендеринга на ненадежном оборудовании с любым уровнем ошибок, и проверить, как воспринимается на глаз присутствие в изображении 1, 2 или 5 процентов неверно рассчитанных пикселей.

Были разработаны три отдельных математических формулы, описывающих точность вычислений, надежность выполнения инструкций и экономию энергии как функции индивидуальных команд. Это позволило уменьшить до разумного уровня объем вычислений, производимых системой в процессе подбора инструкций для ненадежного оборудования.

Авторы тестировали работу Chisel на нескольких распространенных алгоритмах обработки изображений и финансового анализа и моделях ненадежных аппаратных компонентов, позаимствованных из научной литературы. В ходе компьютерного моделирования выигрыш в экономии энергии достигал от 9 до 19%.