7、纳米、量子与分子计算中的缺陷容忍技术

纳米、量子与分子计算中的缺陷容忍技术

在纳米计算领域，由于极低可靠性织物（VLRFs）的高缺陷密度，传统的可靠计算架构已难以满足需求。我们需要一种新的方法，将缺陷暴露给上层的电路、架构和软件，让这些上层部分积极参与到实现缺陷容忍的目标中。

实现缺陷容忍的方法

现代计算机系统中已经存在一些实现缺陷容忍的方法，下面为你详细介绍：
1. 内存芯片和硬盘的冗余替换
- 内存芯片 ：在大容量、高密度的内存芯片中，会内置额外的行和列。制造完成后，通过测试定位故障的行和列，然后用激光烧断旁路路径，用备用行或列替换故障部分。一些现代操作系统在检测到内存错误时，会运行测试工具找出故障内存区域，并在存储数据时避免使用这些区域。
- 硬盘 ：现代硬盘通过预留一些备用磁盘块来实现缺陷容忍。出厂时会附带一张包含所有坏磁盘块位置和备用块信息的映射表。在硬盘的使用过程中，随着更多故障磁盘块被识别，映射表会不断更新。
2. 容错电路设计技术 ：这种方法可用于逻辑电路的缺陷容忍。从简单的三模冗余或其他相对简单的多数逻辑形式，到更复杂的在替代稀疏码空间中进行计算的电路，都能纠正一定数量的输出错误。然而，目前最好的这些技术需要大量额外的物理资源，会导致计算速度明显下降，且难以实现自动化。并且，这些电路只有在缺陷数量低于一定阈值时才能可靠工作。不过，它们的一个主要优点是能够容忍织物在运行期间出现的缺陷以及瞬态故障，只要这些缺陷和故障的累积影响小于电路的容错阈值。
3. 基于概率模型的纳米计算架构 ：以B