Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Intel Pentium 66 МГц (sSpec = SX837) с ошибкой FDIV

Ошибка Pentium FDIV является аппаратная ошибка влияет на блок с плавающей запятой (FPU) из ранних процессоров Intel Pentium . Из-за ошибки процессор может возвращать неверные двоичные результаты с плавающей запятой при делении числа. Ошибка была обнаружена в 1994 году профессором Томасом Р. Найсли из Линчбургского колледжа . [1] Intel объяснила ошибку отсутствием записей в таблице поиска, используемой схемой деления с плавающей запятой. [2]

Серьезность ошибки FDIV обсуждается. Хотя большинство пользователей редко сталкивается с этим ( журнал Byte подсчитал, что 1 из 9 миллиардов операций деления с плавающей запятой со случайными параметрами приведет к неточным результатам) [3], как недостаток, так и первоначальный подход Intel к этому вопросу подверглись резкой критике со стороны технического сообщества.

В декабре 1994 года Intel отозвала бракованные процессоры. В январе 1995 года Intel объявила о «начислении налогов до налогообложения в размере 475 миллионов долларов против прибыли, якобы общей стоимости, связанной с заменой неисправных процессоров». [1] [4] Это эквивалентно 743 миллионам долларов в 2019 году. [5]

Описание [ править ]

Sweeney, Робертсон и Tocher (SRT) алгоритм деления используется на пораженной Pentium чипах. Он реализован в виде программируемого логического массива с 2048 ячейками, из которых 1066 ячеек должны быть заполнены одним из пяти значений: -2, -1, 0, +1, +2 . На глючных микросхемах отсутствовали пять ячеек, которые должны были содержать значение +2, вместо этого они возвращали 0. [3]

Хронология [ править ]

Intel представила линейку процессоров Pentium в марте 1993 года.

Томас Найсли (1943-2019), профессор математики в Линчбургском колледже, написал код для перечисления простых чисел , простых чисел- близнецов , простых троек и простых четверок . Приятно заметил некоторые несоответствия в расчетах 13 июня 1994 года, вскоре после добавления системы Pentium к своей группе компьютеров, но не смог устранить другие факторы (такие как ошибки программирования, наборы микросхем материнской платы и т. Д.) До 19 октября 1994 года. 24 октября 1994 г. он сообщил об этом в Intel. По словам Найсли, его контактное лицо в Intel позже признало, что Intel знала об этой проблеме с мая 1994 года, когда недостаток был обнаружен Томом Кралевичем из кооператива Университета Пердью. студент, работающий в Intel в Хиллсборо, штат Орегон, во время тестирования FPU для своего нового ядра P6 , впервые использованного в Pentium Pro .

30 октября 1994 года Найсли разослал электронное письмо с описанием ошибки, обнаруженной им в модуле с плавающей запятой Pentium, разным контактам с запросом отчетов о тестировании этой уязвимости на 486-DX4 , Pentiums и клонах Pentium . [1]

Этот недостаток в Pentium FPU был быстро проверен другими людьми по всему Интернету , и стал известен как ошибка Pentium FDIV (FDIV является x86 ассемблером мнемоническим для ф loating-точка сНа - концепции). Был обнаружен один пример, когда результат деления, возвращаемый Pentium, отличался примерно на 61 часть на миллион. [1]

История впервые появилась в прессе 7 ноября 1994 года в статье Александра Вулфа, опубликованной в Electronic Engineering Times "Intel исправляет сбой Pentium FPU". [6]

Впоследствии эта история была подхвачена CNN в сегменте, показанном 21 ноября 1994 года. [1] Это сделало ее широко известной.

Публично Intel признала ошибку с плавающей запятой, но заявила, что она несерьезна и не затронет большинство пользователей. Intel предложила заменить процессоры пользователям, которые смогут доказать, что они пострадали. Однако, хотя большинство независимых оценок обнаружили, что ошибка не имеет большого значения и не окажет существенного влияния на большинство пользователей, она вызвала большой общественный резонанс. К осуждению присоединились такие компании, как IBM (чей микропроцессор IBM 5x86C в то время конкурировал с линейкой Intel Pentium).

20 декабря 1994 года Intel предложила заменить все неисправные процессоры Pentium на основании запроса в ответ на растущее давление общественности. [7] Хотя выяснилось, что лишь небольшая часть владельцев Pentium позаботилась о замене своих чипов, финансовые последствия для компании были значительными. [ необходима цитата ] 17 января 1995 года Intel объявила о «начислении налогов до налогообложения в размере 475 миллионов долларов против прибыли, якобы полной стоимости, связанной с заменой неисправных процессоров». [1] Это эквивалентно 743 миллионам долларов в 2019 году. [5] Некоторые из неисправных микросхем позже были превращены Intel в связки ключей . [8]

В статье 1995 года в журнале Science описывается значение задач теории чисел для обнаружения компьютерных ошибок и дается математическая основа и история константы Бруна - проблемы, над которой Найслит работал, когда обнаружил ошибку. [9]

Затронутые модели [ править ]

Эта проблема возникает только на некоторых моделях оригинального процессора Pentium. [10] Ошибка существовала только в некоторых процессорах семейства Pentium с тактовой частотой менее 120 МГц. [10] В уязвимых моделях утилита Intel Processor Frequency ID Utility проверяет наличие этой ошибки.

Ниже перечислены десять затронутых моделей процессоров. 39 S-спецификации этих процессоров не указаны на веб-странице поиска спецификаций процессоров Intel.

Pentium P5 800 нм 5 В
СемьяМодельШагаяСтеппинг ядраТактовая частотаСкорость FSBS-spec
513B160 МГц60 МГцQ0352, Q0412, SX753
513B166 МГц66 МГцQ0353, Q0413, SX754
515C160 МГц60 МГцQ0466, SX835, SZ949
515C166 МГц66 МГцQ0467, SX837, SZ950
Pentium P54C 600 нм 3,3 В
СемьяМодельШагаяСтеппинг ядраТактовая частотаСкорость FSBS-spec
521B175 МГц50 МГцQ0601
521B190 МГц60 МГцQ0542, Q0613, Q0543, SX879, SX885, SX909, SX874
521B1100 МГц66 МГцQ0563, Q0587, Q0614, SX886, SX910
522B375 МГц50 МГцQ0606, SX951
522B390 МГц60 МГцQ0628, Q0611, Q0612, SX923, SX922, SX921, SX942, SX943, SX944, SZ951
522B3100 МГц66 МГцQ0677, SX960

Некоторая 80486 Intel OverDrive и Pentium Overdrive модели также была известна , чтобы показать ошибку FDIV, а также F00F ошибку .

Методы обнаружения [ править ]

Generic [ править ]

Наличие ошибки можно проверить вручную, выполнив следующие вычисления в любом приложении , которое использует собственные числа с плавающей запятой, в том числе калькулятора Windows , или Microsoft Excel в Windows 95 / 98 .

Правильное значение:

При преобразовании в шестнадцатеричное значение, используемое процессором, 4,195,835 = 0x4005FB и 3,145,727 = 0x2FFFFF. «5» в 0x4005FB запускает ошибку в логике управления FPU. В результате значение, возвращаемое некорректным процессором Pentium в определенных ситуациях, неверно с точностью до четырех цифр: [11] [12]

Windows 95 или 98 [ править ]

Пользователи могут проверить, есть ли проблема с их процессором, с помощью диспетчера устройств . В диспетчере устройств пользователи должны развернуть «Системные устройства», найти, затем щелкнуть «Цифровой процессор данных», затем нажать кнопку «Свойства». Когда появится новое окно «Свойства», щелкните вкладку «Настройки».
Если процессор не имеет проблемы с FDIV, появится следующее сообщение: «Процессор числовых данных вашего компьютера прошел все диагностические тесты и работает правильно». , В противном случае появится следующее сообщение: «Числовой процессор в этом компьютере может иногда вычислять неточные результаты при делении больших чисел»

Затем в нижней части вкладки «Настройки» предлагаются варианты «Всегда использовать», «Использовать только в том случае, если [он] проходит всю диагностику» или «Никогда не использовать». [13]

Windows NT, 2000, XP, Server 2003 [ править ]

пентнт
Разработчики)Microsoft
изначальный выпуск30 мая 1995 г . ; 25 лет назад (1995-05-30)
Операционная системаМайкрософт Виндоус
ТипКоманда
ЛицензияПроприетарное коммерческое программное обеспечение
Интернет сайтпентнт

Пользователи могут запускать pentnt команду, включенную в Windows NT 3.51 , NT 4.0 , 2000 , XP и Server 2003 . Чтобы изменения вступили в силу, необходимо перезагрузить компьютер. [14]pentnt утилита устарела и не включена в текущей версии Windows. [15]

Командный синтаксис:

pentnt [-c] [-f] [-o]

  • -c - Включить условную эмуляцию
  • -f - Включить принудительную эмуляцию
  • -o - Отключить принудительную эмуляцию и повторно включить оборудование с плавающей запятой, если оно присутствует
  • /? - Показать справку

См. Также [ править ]

  • Ошибка Pentium F00F
  • Meltdown (уязвимость в системе безопасности) и Spectre (уязвимость в системе безопасности)
  • MOS Technology 6502 ошибки и причуды
  • Проблемы точности при операциях с плавающей запятой
  • Отделение СТО
  • Микрокод

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f Прекрасно, Томас (19 августа 2011 г.). "Часто задаваемые вопросы о недостатках Pentium FDIV" . trnicely.net . Архивировано из оригинала 18 июня 2019 года . Проверено 18 июня 2019 года .
  2. ^ «Статистический анализ ошибки с плавающей запятой: Белая книга Intel» (PDF) . Intel . 9 июля 2004 г. с. 9. Идентификатор решения CS-013007. Архивировано из оригинального (PDF) 06.04.2016 . Дата обращения 5 апреля 2016 .
  3. ^ a b Том Р. Халфхилл (март 1995 г.). «Ошибка в таблице поиска создала печально известную ошибку в новейшем процессоре Intel» . БАЙТ (март 1995 г.). Архивировано из оригинала (- Научный поиск ) 9 февраля 2006 года . Проверено 19 декабря 2006 .
  4. ^ "1994 - Годовой отчет" . Intel . 20 июня 2020. Архивировано 26 февраля 2017 года . Проверено 20 июня 2020 .
  5. ^ a b Томас, Райланд; Уильямсон, Сэмюэл Х. (2020). "Каков тогда был ВВП США?" . Измерительная ценность . Проверено 22 сентября 2020 года .США дефлятор валового внутреннего продукта цифры следуют Измерительные Worth серии.
  6. ^ Александр Вулф. «Intel устраняет сбой Pentium FPU» .
  7. ^ «Intel принимает политику замены по запросу процессоров Pentium с ошибкой с плавающей запятой; будет взимать плату за 4 квартал в счет прибыли» . Деловой провод. 1994-12-20. Архивировано из оригинала на 2012-07-10 . Проверено 24 декабря 2006 .
  8. ^ "Сколько инженеров нужно, чтобы заменить лампочку?" . Вареные бобы . 20 апреля 2009 года Архивировано из оригинала на 2010-02-03 . Проверено 10 ноября 2009 года .
  9. ^ Cipra, Барри Артур (1995-01-13). «Как теория чисел взяла верх над процессором Pentium». Наука . 267 (5195): 175. DOI : 10.1126 / science.267.5195.175 . PMID 17791336 . 
  10. ^ a b «Программа замены FDIV: часто задаваемые вопросы» . Intel . 2009-03-20. Идентификатор решения CS-012748. Архивировано из оригинала на 2009-05-11 . Проверено 10 ноября 2009 .
  11. ^ "Ошибка Pentium FDIV - Картинка" . Институт политики и социальных исследований Канзасского университета. 1994-11-30 . Проверено 3 ноября 2010 .
  12. ^ "MathTrek Иварса Петерсона: Повторение ошибки Pentium" . Математическая ассоциация Америки . Архивировано из оригинала 10 декабря 2008 года.
  13. ^ Слоб, Арье. «Устранение неполадок Windows 95: как проверить наличие неисправного математического сопроцессора» . www.helpwithwindows.com . Проверено 23 апреля 2019 года .
  14. ^ "Pentnt" . Microsoft TechNet . Microsoft . 11 сентября 2009 . Проверено 23 апреля 2019 года .
  15. ^ https://docs.microsoft.com/en-us/windows-server/administration/windows-commands/pentnt

Внешние ссылки [ править ]

  • Персональный сайт доктора Найсли, обнаружившего ошибку
  • Страница с точной информацией, в том числе о причине
  • Повесть о двух числах , Клив Молер из MathWorks
    • ZIP-файл, содержащий более подробную информацию ( подробности о файле см. В формате ZIP )
  • Официальный сайт Intel
  • Неоткрытый блок процессора Intel из программы замены FDIV