Medición y explotación de las bandas de guarda de los núcleos de CPU y DRAM ARMv8 de grado servidor

Resumen

En este artículo presentamos los resultados de nuestro exhaustivo estudio de medición de las bandas de guarda de temporización y voltaje en memorias y núcleos de un microservidor básico basado en ARMv8. Utilizando varios microchmarks sintéticos, revelamos cómo varían los márgenes de voltaje adoptados entre los 8 núcleos del chip de la CPU y entre 3 chips sigma diferentes, y mostramos lo propensos que son al ruido de voltaje en el peor de los casos. Además, caracterizamos la variación de las celdas DRAM "débiles" en términos de su tiempo de retención entre 72 chips DRAM y evaluamos la eficacia de mitigación de errores de los códigos de corrección de errores disponibles en caso de funcionamiento con periodos de refresco agresivamente relajados. Por último, mostramos el ahorro global de energía que podría conseguirse eliminando las bandas de guarda adoptadas en los núcleos y las memorias utilizando diversas aplicaciones. Nuestros resultados de caracterización muestran el potencial para obtener hasta un 38,8% de ahorro energético en los núcleos y hasta un 27,3% en las DRAM.