Историк вычислительной техники открыл причины знаменитой ошибки FDIV в процессоре Intel Pentium

Кен Ширифф, известный историк вычислительной техники и реверс-инженер, сделал важное открытие, связанное с ошибкой FDIV (Floating Point Division) в оригинальном процессоре Intel Pentium. Этот дефект, который стал причиной первого в истории компании отзыва продукции в 1994 году, обошёлся Intel в $475 миллионов.

При детальном анализе программируемой логической матрицы (PLA) на чипе Pentium Ширифф выявил, что ошибка возникла из-за пропущенных транзисторов, отвечающих за корректное выполнение операций деления. Процессор, основанный на архитектуре P5 и изготовленный по 800-нм техпроцессу, содержал 3,1 миллиона транзисторов. Используя микроскопическую фотографию кристалла, историк смог составить полноценную карту транзисторов и обнаружить, что проблема заключалась не только в пяти, как считалось ранее, а в 16 участках.

Ошибка в таблице деления заключалась в том, что в пяти ячейках вместо значения «2» было записано «0», что приводило к редким, но существенным ошибкам при вычислениях с плавающей запятой. Первоначально Intel утверждала, что сбой проявляется крайне редко, раз в 27,000 лет, однако последующие исследования IBM показали, что ошибка могла возникать каждые 24 дня, что вынудило компанию прекратить продажи процессоров Pentium и отозвать дефектные чипы.

Ширифф отметил, что благодаря «удачному стечению обстоятельств» 11 из 16 пропущенных транзисторов не вызывали ошибок. В дальнейшем Intel исправила проблему в новых версиях процессоров, заполнив все ячейки таблицы значением «2», что стало эффективным решением. Открытие Кена Шириффа подчеркивает важность надежности проектирования процессоров и раскрывает уникальные подходы к анализу аппаратных дефектов, являясь полезным уроком для современной индустрии.

В ближайшие дни Ширифф планирует опубликовать на своём блоге дополнительные детали своего исследования, включая возможность физического исправления дефектных процессоров Pentium посредством редактирования PLA.

]]>