Messen und Ausnutzen von Guardbands von ARMv8-CPU-Kernen und DRAMs in Serverqualität

Abstrakt

In diesem Beitrag stellen wir die Ergebnisse unserer umfassenden Messstudie zu den Timing- und Spannungs-Guardbands in Speichern und Kernen eines handelsüblichen ARMv8-basierten Mikro-Servers vor. Anhand verschiedener synthetischer Mikro-Benchmarks zeigen wir, wie die angenommenen Spannungsspannen zwischen den 8 Kernen des CPU-Chips und zwischen 3 verschiedenen Sigma-Chips variieren, und wir zeigen, wie anfällig sie für Worst-Case-Spannungsrauschen sind. Darüber hinaus charakterisieren wir die Variation der "schwachen" DRAM-Zellen in Bezug auf ihre Verweildauer über 72 DRAM-Chips hinweg und bewerten die Wirksamkeit der verfügbaren Fehlerkorrekturcodes im Falle des Betriebs unter aggressiv entspannten Auffrischungsperioden. Schließlich zeigen wir die Gesamtenergieeinsparungen, die durch die Einsparung der angenommenen Guardbands in den Kernen und Speichern unter Verwendung verschiedener Anwendungen erzielt werden könnten. Unsere Charakterisierungsergebnisse zeigen das Potenzial für Energieeinsparungen von bis zu 38,8 % bei Kernen und bis zu 27,3 % bei DRAMs.