CPU 결함목록 구경하기.

PHYloteer https://gigglehd.com/gg/4305625

🤔

조회 수 4549 댓글 13

딴 글에 댓글달다 생각나서 글을 써 봅니다.

요즘 CPU는 너무 구조가 복잡해서 개발 단계에 버그를 다 잡지 못합니다. 뭐 멜트다운이나 스펙터같은 유명한 문제들도 있지만, 그거 말고도 요즘은 쓰윽 넘어가는 문제들이 많습니다. 물론 인텔 AMD ARM등 전부 해당힙니다.

그래도 그냥 입을 씻고 넘어갈 수는 없기 때문에, 이런 문제들은 보통 에라타 목록에 기록됩니다. 예를 들어 다음은 인텔 Skylake의 스펙 문서이며, Errata 섹션에서 CPU 버그들을 볼 수 있습니다. 대충 50장 나오네요.

https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/specification-updates/desktop-6th-gen-core-family-spec-update.pdf

다음은 AMD Ryzen의 예입니다:

https://www.amd.com/system/files/TechDocs/55449_Fam_17h_M_00h-0Fh_Rev_Guide.pdf

페이지 18쪽부터.

이 경우엔 인텔이 AMD보다 더 많은데 발표일자/세대도 다르고 걍 AMD쪽이 사용자/개발팀이 인텔대비 작아서 덜 발견되었다고 보는 게 맞을 겁니다. 그러니 장 수 기준으로 비교하는 건 불공정하고 그냥 이런 게 있다 정도로 생각하시면 될 겁니다.

이러한 오류들은 컴파일러, 마이크로코드 업데이트, BIOS 픽스 등으로 일부 해결되기도 하고 (대부분의 경우 성능 하락과 함께)... 그냥 방치되기도 합니다. 그럼 걍 같이 살아야죠 뭐. 뭐 그래도 정말 자주 겪을 문제라면 대부분 어디선가 패치가 되어 있을 겁니다.

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Comments '13'

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테브리오 2019.02.07 14:53

사람이 만든거다보니 오류는 얼마든지 나올 수 있겠죠.
치명적인 문제일때 "어지간하면" 해결을 어떻게든 할테니.
흥미로운 글 잘 보았습니다.
파팟파파팟 슈슉슈슈슉이 아닙니다. 파팟파파팟 이죠. 2019.02.07 18:40

인터레스팅...
쮸쀼쮸쀼 2019.02.07 19:14

이런 회로상의 논리적 결함을 자동 또는 반자동으로 잡아내는 기법은 없는 걸까요. 왜 그 소프트웨어에서 정적 분석하는 것처럼 말이죠.
?
PHYloteer 🤔 2019.02.07 20:28

있기는 한데, CPU같이 규모가 큰 건 검사가 너무 오래걸려서 완벽한 시뮬레이션은 못 하고 어느정도 구조를 추상화한 상태에서 검사를 합니다 (=현실에서는 발생하는 문제를 놓칠 수 있음). 현실의 CPU는 단순한 논리 회로의 집합이 아니라 물리학적인 물질인데, 그것의 특성을 세세하게 다 시뮬레이트하기는 너무 어렵죠.. 그래서 보통 여러 단계로 추상화 레벨을 나눠두고 (현실에 가까울수록 시뮬레이션이 오래걸리고 힘듬) 이걸 레벨을 바꿔가면서 테스트를 하죠. 대부분의 검증은 추상화가 많이 이루어진 상태에서 이루어집니다.

그리고 프로그램은 맞게 검사를 했는데 사람이 애초에 스펙을 잘못 잡은 경우도 많이 있습니다. 이건 뭐 백날 시뮬레이션해도 못잡죠. (..) 개발자가 생각했던것과는 다르지만 아무튼 설계대로 동작은 하는거니 검사는 전부 통과..

반도체가 단순한 논리회로가 아니라 현실의 물질이라 일어나는 대표적인 문제를 들자면.. 로해머 공격이 있습니다. 메모리에 빠르게 값을 쓰고 지우는 것을 반복해 전하의 누설을 유도해 엉뚱한 메모리 주소의 값이 바뀌도록 유도하는 해킹 기법입니다. 반도체의 물리적 특성을 그대로 이용한 공격이죠..
쮸쀼쮸쀼 2019.02.07 20:50

Row Hammer 공격이라… 흠좀무하군요.
?
TonyJ 2019.02.08 10:10

여기서 로해머 공격을 보고 서치해보니 진짜로 바이러스나 해킹 관련해서 그런 말이 있네요...
실은 DRAM 공정 미세화에 따른 불량이었고 발생하지 않도록 DRAM 제조사들이 대책을 세운 걸로 알고 있습니다만...
한 ROW 만 계속 동작시킬 때 주위 값들이 바뀌는 불량인데 0 이 1 이 되거나 1 이 0 이 되는 거라... 현실적으로 랜덤한 숫자가 나올텐데..그러느니.. 한 ROW 만 동작시키게하는 해킹 을 할 수 있다면 이미 원하는 해킹을 할 수 있지 않을까 싶기도한데요 ...
SW 는 잘 모르는 분야라... ㅎㅎ
?
PHYloteer 🤔 2019.02.08 10:19

현실적으로 랜덤한 결과가 나오더라도 충분히 반복하면 원하는 결과가 나올 수도 있습니다. 운빨에 거는 공격법 중 하나로 글리칭 어택이 있는데요, 일부러 정밀한 타이밍에 전원 전압을 흔들어서 연산오류를 내는 공격.. 제 정신이 아닌 말 같지만 닌텐도 스위치 해킹과 와콤 타블렛 펌웨어 덤프에 사용된 기법입니다.

자신이 허가받지 않은 영역에 손을 대거나 연산값을 조작할 수 있다면 그게 좀 노가다성이 깊더라도 시도하는 사람이 나옵지요. 프로그램이 내부적으로 접근할 수 있도록 배당받은 영역이 공격하고자 하는 어드레스와 실제 칩상에서 물리적으로 근접한 곳에 위치해있다면 로해머를 통한 공격이 충분히 의미가 있을 수 있습니다.

로해머는 말씀하신대로 대응책들이 나와있습니다. 물리적인 문제는 어떻게 할 수 없으니 대신 리프레시율을 높이고 ECC를 추가하는 등의 방법으로 문제를 발생시키길 힘들게 만든거죠..
?
TonyJ 2019.02.08 10:29

네.. 수백만번이고 돌리다 원하는 값이 걸리면 빙고! 라 할거 같은 생각은 했습니다.
노가다는 컴퓨터가 해 줄테니까요..
쩝..
?
diediealld 2019.02.08 14:35

현대 CPU는 1억개가 넘는 트랜지스터가 여러 논리 블럭에 나뉘어진 채로 돌아갑니다. 현대 CPU는 클럭당 5개가 넘는 명령을 디코딩한다음 합칠수 있는 명령은 합치고, 레지스터 리네이밍까지 거친 다음 200엔트리가 넘는 OOO엔진에 쑤셔넣어서 종속성이 없는 명령어들은 비순차적으로 수행합니다. 그 명령들이 브랜치면 분기예측기로 또 던지고, 메모리 연산이면 캐시 미스 등도 확인한다음 하이퍼쓰레딩이 돌아가고 있으면 적절한 architectural state를 보여줘야 합니다. 에러나면 과거의 상태로 롤백시키기까지 해야합니다.
쉽게 말씀드리면 너무 복잡해서 그런겁니다...
쮸쀼쮸쀼 2019.02.08 14:38

네. 그러니까 자동화된 검증 절차가 필요하지요.
?
재성이 2019.02.09 17:23

기본적인 검증은 당연히 합니다.
다만 저런 special case들은 경우가 너무 많다보니 못하는거겠죠.
플라위 Howdy! I'm FLOWEY. 2019.02.10 22:30

그쪽 분야도 엄청 활발하게 연구되는 분야입니다 :) 안하고 있지는 않아요. 다만 모든 걸 검증할 수 없을 정도로 회로가 너무 빠르게 복잡해진게 문제라면 문제겠지요.
아 참고로 '전체 회로' 단위에서는 '기본적인 검증'도 할 수 없어요. 시뮬레이션 시간 단위가 '달'인 경우는 심심찮게 볼 수 있어요.
쮸쀼쮸쀼 2019.02.10 23:33

차세대 프로세서 개발에 슈퍼컴퓨터가 동원되어도 이상하지 않은 것이었군요.

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