DNNs and LLMs increasingly rely on hardware accelerators, including in safety-critical domains, while technology scaling and growing model complexity make hardware faults more frequent. Existing system-level mechanisms typically treat the NPU as a monolithic unit, using coarse-grained replication that incurs prohibitive performance and hardware overheads, leaving a gap between reliability requirements and deployable solutions. To bridge this gap, we present Strix, a full-stack NPU reliability framework on an open-source SoC, spanning micro-architecture, ISA, and programming methods. Strix re-partitions the NPU along the system inference pipeline, identifies dominant failure modes, and attaches targeted safeguards, achieving sub-micro-second fault localisation, error detection, and correction with only 1.04$\times$ slowdown and minimal hardware overhead.


翻译:摘要:深度神经网络(DNN)和大语言模型(LLM)日益依赖硬件加速器,包括在安全关键领域中的应用,而随着制程工艺的微缩和模型复杂度的增长,硬件故障变得更加频繁。现有的系统级机制通常将NPU视作一个整体单元,采用粗粒度的复制方法,这会带来高昂的性能和硬件开销,从而在可靠性要求与可部署解决方案之间留下了鸿沟。为弥合这一鸿沟,我们提出了Strix,这是一个基于开源SoC的全栈式NPU可靠性框架,涵盖微架构、指令集架构(ISA)和编程方法。Strix沿系统推理流水线对NPU进行重新划分,识别主要的故障模式,并附加针对性的防护措施,实现了亚微秒级的故障定位、错误检测与纠正,仅产生1.04倍的性能降级和极低的硬件开销。

0
下载
关闭预览

相关内容

《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
27+阅读 · 5月30日
《关键任务型人工智能的可靠性》
专知会员服务
20+阅读 · 4月9日
探索大型语言模型在网络安全中的作用:一项系统综述
专知会员服务
22+阅读 · 2025年4月27日
检索增强生成系统中的可信度:综述
专知会员服务
44+阅读 · 2024年9月18日
硬件加速神经网络综述
计算机研究与发展
26+阅读 · 2019年2月1日
干货|从LSTM到Seq2Seq
全球人工智能
15+阅读 · 2018年1月9日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
22+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《无人地面战车(UGV)的崛起》报告
专知会员服务
6+阅读 · 7月16日
美陆军任务式指挥人工智能解决方案
专知会员服务
10+阅读 · 7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
22+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员