静默数据损坏(Silent Data Corruption, SDC)是现代半导体设计,尤其是人工智能(AI)数据中心等高性能计算(HPC)环境中面临的一项严峻挑战。
在2025年台积电OIP(Open Innovation Platform)生态系统论坛上,博通(Broadcom Inc.)与西门子EDA(Siemens EDA)联合发表的演讲深入探讨了这一问题。SDC是指在数据传输或处理过程中,由于硬件缺陷(如逻辑错误、位翻转等)导致数据发生错误,而系统却无法察觉该错误,最终输出错误结果的现象。在AI模型训练等场景中,这种错误可能会导致数周的计算成果报废,造成巨大的时间和经济损失。
为了解决这一难题,博通与西门子EDA提出了一种创新的「系统内嵌入式确定性测试」(In-System Embedded Deterministic Testing)方案。该方案的核心在于将硬件测试逻辑直接嵌入到芯片设计中,并利用软件在操作系统(OS)运行期间进行实时、确定性的故障检测。
与传统的生产测试(Post-Si Test)不同,这种测试方法具有以下显著优势:
1. 确定性测试(Deterministic Testing): 区别于依赖概率的内建自测试(BIST),该方法能够确保故障被稳定复现和捕捉,从而提高测试的置信度。
2. 系统内运行(In-System): 测试直接在实际的系统环境中执行,能够检测出仅在特定工作负载或复杂操作环境下才会暴露的故障。
3. 嵌入式(Embedded): 硬件开销极低,通过复用现有的调试接口(如JTAG)和嵌入式监控模块,实现了高效的故障诊断。
这一解决方案不仅有助于在芯片量产前发现设计阶段的潜在缺陷,还能在芯片部署后持续监控系统健康状况,为AI芯片及HPC系统的稳定性提供了强有力的技术保障,是应对先进制程(如3nm及以下)日益复杂的可靠性挑战的关键技术进展。