TU BRAUNSCHWEIG
| Carl-Friedrich-Gauß-Fakultät | Informatik
Informatikzentrum

Tolerierung persistenter Speicherhardwarefehler in Software

BetreuerArthur Martens
ProfessorProf. Dr. Rüdiger Kapitza
Projektdnvmemory
IBR GruppeDS (Prof. Kapitza)
ArtBachelorarbeit
Statusoffen

Motivation

Als persistenter Speicher (engl. persistent memory) versteht man neue Formen des Hauptspeichers mit der Eigenschaft Daten auch ohne konstante Stromzufuhr dauerhaft speichern zu können. Speziell für diese Form des Hauptspeichers wurde am IBR DNV-Memory entwickelt. Eine der Kerneigenschaften dieser Speicherallokationsbibliothek ist die, für den Benutzer transparente, Tolerierung von Bitkippern im persistenten Speicher. Denn Fehler in persistenten Daten sind besonders kritisch, weil sie nicht durch einen Neustart des Systems behoben werden können und daher explizite Maßnahmen zur Detektion und Korrektur erfordern.

Problemstellung

Bisher lassen sich mit DNV-Memory nur transiente Bitkipper (soft errors) tolerieren, die z. B. durch Umweltstrahlung oder Fertigungsvarianzen ausgelöst werden. Es kommt jedoch im persistenten Speicher auch zu persistenten Fehlern (hard errors). Diese entstehen durch defekte Zellen oder Alterungseffekte. Neue, serienreife, persistente Speichertechnologien wie z. B. Phase Change Random Access Memory (PCRAM) und Ferro-Electric Random Access Memory (FeRAM) altern besonders schnell, sodass Zellen nach nur 1 bis 100 Millionen Schreibzugriffen nicht mehr widerbeschrieben werden können.

Aufgabenstellung

Ziel dieser Bachelorarbeit ist die Implementierung von Toleranzmaßnahmen für Persistente Fehler in DNV-Memory. Daraus ergeben sich die folgenden Teilaufgaben, die sich in zwei Kategorien gliedern: Erweiterungen in der Benutzerbibliothek von DNV-Memory und Erweiterungen im Linux-Kernel-Modul von DNV-Memory.

  • Erweiterung der Fehlererkennung um persistente Fehler.
  • Implementierung einer Funktion zur Speichermigration von Nutzerdaten.
  • Evaluation der implementierten Lösung.
Optional können auch Maßnahmen für den Abnutzungsausgleich (engl. wear leveling) implementiert werden.


aktualisiert am 27.06.2018, 11:56 von Arthur Martens
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