අති ස්පන්දනය කිරීම
ස්ථානීය හා ක්‍රියාත්මක වීමේ නිරවද්‍යතාව
සංස්කරණය
අධි ස්පන්දනය කරන ලද උපාංගයක් නිෂ්පාදකයාගේ නිර්දේශිත ක්‍රියා කිරීම් තත්ව වලින් ක්‍රියා කරන නිසා එය දෝශ සහගතව ක්‍රියා කළ හැකි අතර එමඟින් පද්ධති අස්ථායීතා ඇති විය හැක. අස්ථායී අධි ස්පන්දිත පද්ධතියක් වේගයෙන් ක්‍රියා කරන නමුත් භාවිතා කිරීමට කරදරකාරී වේ. තවත් අනතුරක් වන්නේ සාමාන්‍යයෙන් අනාවරණය කළ නොහැකි නිහඬ දත්ත විනාශ වීම (silent data corruption) සිදු වීමයි. සාමාන්‍යයෙන් අධි ස්පන්දකරුවන් පවසන්නේ අධි ස්පන්දිත පද්ධතියක ස්ථායීතාව හා නිවැරදි ක්‍රියාකාරීත්වය පර්යේෂණ මඟින් තහවුරු කළ හැකි බවයි. දෘඩාංග ස්ථායීතාව පරීක්ෂා කිරීමට මෘදුකාංග තිබුණත් සාමාන්‍යයෙන් ප්‍රොසෙසරයේ ක්‍රියාකාරීත්වය තදින් පරීක්ෂා කිරීමට කිසිවෙකුටත් (ප්‍රොසෙසර් නිෂ්පාදකයාටවත්) නොහැකිය. විශේෂ “ස්ට්‍රෙස් පරීක්ෂණයක දී” සිදු කළ හැක්කේ දත්ත සමඟ සම්බන්ධිතව යෙදෙන විශේෂිත උපදෙස් අනුක්‍රම පරීක්ෂා කර බැලීම පමණක් අතර එමඟින් අදාල ක්‍රියාවලිවල දෝශ අනාවරණය නොවේ. උදාහරණයක් ලෙස ගණිතමය ක්‍රියාවලියත් නිවැරදි ප්‍රතිඵල ඇති කරන මුත් වැරදි සලකුණු (flags) ඇති කළ හැක. සලකුණු පරීක්ෂා කළේ නැත්නම් දෝශය අනාවරණය නොවී පවතී. හොඳ දෝශ ආවරණයක් ඇති කිරීමට මහත් වූ ඉංජිනේරුමය පරිශ්‍රමයක් අවශ්‍ය වේ. නිෂ්පාදකයන් විසින් වලංගු කිරීම් සඳහා දී ඇති සියලු ප්‍රභව තිබියදීත් අතපසු වීම් සිදු විය හැක. වඩාත් සංකීර්ණ කරුණු වෙත පිය නැඟීමේ දී සිලිකන් වන් ඉන්සියුලේටර් වැනි සැකසුම් තාක්ෂණික ක්‍රමවල දී, උපාංග හිස්ටර්සිස් (hysteresis) තත්වයක් (පරිපථයක ක්‍රියාවලිය අතීත සිදු වීම් නිසා බලපෑමට ලක්වීම) පෙන්නුම් කරයි. එම නිසා වෝල්ටීයතාව හා උෂ්ණත්වය එකම වුව ද, පරෙස්සමෙන් ඉලක්කගත පර්යේෂණවලින් තොරවම විශේෂිත තත්ව අනුක්‍රමයකට එක් අවස්ථාවක දී අධිස්පන්දිත තත්වයේ වැඩ කරන ලෙසත් අනෙක් අවස්ථාවේ එසේ නොවන ලෙසත් වෙනස් විය හැක. බහුලව, ස්ට්‍රෙස් පර්යේෂකයන් සමත් වන අධි ස්පන්දිත පද්ධතියක් අනෙක් ක්‍රමලේඛවලදී ස්ථායී බවත් ප්‍රදර්ශනය කරයි.
අධි ස්පන්දනය කිරීමේ චක්‍රවල දී “ස්ට්‍රෙස් පර්යේෂණ” හෝ “ටෝචර් පර්යේෂණ” භාවිතා වන්නේ උපාංගයක නිවැරදි ක්‍රියාකාරීත්වය පරීක්ෂා කිරීමටය. මෙම වැඩ භාර තෝරාගනු ලබන්නේ ඒවා අදාල උපංගය මත අධික භාරයක් පටවන නිසාය. ප්‍රසිද්ධ ස්ට්‍රෙස් පර්යේෂණ අතරට ප්‍රයිට් 95 , සුපර් PI , සිසොෆ්ට් වෙයාර් සැන්ඩ්‍රා , BOINC , ඉන්ටෙල් තාප විශ්ලේෂණ මෙවලම් හා මෙම්ටෙස්ට් 86 ආදිය අයත් වේ. මෙහි දී බලාපොරොත්තු වන්නේ , අධි ස්පන්දිත උපාංගයේ වූ යම් කිසි නිවැරදි ක්‍රියාකාරීත්වය පිළිබඳ ඕනෑම ගැටළුවක් මෙම පර්යේෂණ තුළින් පෙන්නුම් කරන බවයි. පර්යේෂණය අතරතුර දෝශ අනාවරණය නොවුනි නම් උපාංගය ස්ථායී සලකනු ලැබේ. ස්ථායීතා පර්යේෂණවල දී දෝශ ආවරණය වැදගත් නිසා මෙම පර්යේෂණ අධි කාලාන්තරයක් පුරාවට ධාවනය වේ. සමහරක් විට පැය ගණනක් හෝ නැති නම් දින ගණනක් දක්වා එම කාලාන්තරය දික් විය හැක.
අති ස්පන්දකරණයට බලපාන සාධක
සංස්කරණයඅති ස්පන්දකරණ හැකියාවට යම් දුරටකට බලපාන්නේ මධ්‍යම සැකසුම් ඒකක(CPU) නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියේ ඇති ආර්ථික කරුණුය. බොහෝ වේලාවන්හිදී විවිධ ස්පන්ද වේග සීඝ්‍රතා සඳහා ප්‍රමිත මධ්‍යම සැකසුම් ඒකක(CPU) නිපදවන්නේ එකම ක්‍රියාවලියක් මඟිනි. මධ්‍යම සැකසුම් ඒකකයෙහි(CPU) ප්‍රමිත කර ඇති ලෙස ස්පන්ද වේගය මධ්‍යම සැකසුම් ඒකක(CPU) නිෂ්පාදකයාගේ අයහපත් තත්ව යටතේ කරන (උදාහරණ ලෙස උපරිම උෂ්ණත්ව හා අවම සැපයුම් වෝල්ටීයතාව) ක්‍රියාකාරිත්ව පරික්ෂාව සමත් වු වේගයට සමාන හෝ අඩු වේ. නිෂ්පාදකයන් විසින් පහත සඳහන් කර ඇති කරුණු සඳහා ද අතිරේක ඉඩක් තැබිය යුතුය. සමහර අවස්ථාවලදි නිෂ්පාදකයන්ට සමාන උසස් කාර්යය සාධනයක් ඇති කොටස් අතිරික්තයක් ඇති වී ඒවායේ මිලට විකිණිය නොහැකි වු විට මධ්‍ය වේගයක් ඇති ලෙස සලකුණු කර, වඩා අඩු මිලකට විකුණනු ලැබේ. සාමාන්‍යයෙන් එක් මධ්‍යම සැකසුම් ඒකකයක(CPU) අනුවාද අංකයක මධ්‍යම සැකසුම් ඒකක(CPU) වල කාර්ය සාධනය වෙළඳපොලේ ඇති ස්පන්ද මට්ටම් තරම් පුළුල්ව වෙනස් නොවේ.
නිෂ්පාදකයෙක් එක් වේගයකට ප්‍රමිතකරණය කරනවිට එය මඟින් එම චිපය එම වේගයේදී ඇති සියළු මෙහෙයුම් තත්ව වලදී ක්‍රියාකාරි වන බව සහතික කල යුතුය. පද්ධතියක් අතිස්පන්දනය කරන විට මෙහෙයුම් තත්ව දැඩිව පාලනය කරන අතර එවිට නිෂ්පාදකයාගේ ඉඩ සීමාව අතිරේකව ඉතිරිවේ. අනික් පද්ධති කොටස් ද සාමාන්‍යයෙන් සමාන හේතු නිසා ඉඩ සීමා ඇතිව සැලසුම් කරන අතර, අතිස්පන්ද පද්ධති මෙම සැලසුම් කල අතිරේක ඉඩ අන්තර් ග්‍රහණය කර අඩු සහන යටතේ ක්‍රියා කරයි. පෙන්ටියම් නිර්මාණ ශිල්පීයා වන බොබ් කොල්වෙල් අතිස්පන්දකරණය ගැන කියන්නේ, “එය ඉතා අයහපත් නොවුනත් යහපත් ද නොවන තත්වයෙන් පද්ධති මෙහෙයුමකදී කරන පාලනය නොකල පරීක්ෂණයක්” ලෙසයි.
මෙම අතිරේක සීමාවන් ලෙස පෙනෙන ඉඩ සැකසුම් ජීවිත කාලය පුරාවට ක්‍රියා කිරීමට අවශ්‍ය වේ. අර්ධ සන්නායක උපාංග පරණ වන විට උණුසුම් වාහක නික්ෂේපණය(hot carrier injection), ඍනාත්මක පක්ෂපාති තාප අස්ථායිතාව (negative bias thermal instability) සහ ඉලෙක්ට්‍රො සංචරණය (electro migration) වැනි කරුණු නිසා පරිපථ කාර්ය සාධනය අඩු කරයි. අළුත් චිපයක් අතිස්පන්දනය කරන විට මෙම අතිරේක සීමාවෙන් ප්‍රයෝජනය ගත හැකිය. නමුත් චිපය පරණ වන විට වසර ගණනක් අතිස්පන්දනය කල වේගයෙන් ක්‍රියා කල පසුව හදිසියේම එම වේගවල ක්‍රියා නොකරන තත්ව ඇති වේ. අතිස්පන්දකයා විසින් පද්ධතිය සක්‍රීයව, පද්ධති ස්ථායිතාව සඳහා පරීක්ෂා නොකරන්නේ නම් මෙම බලපෑම සැලකිය යුතු මට්ටමකට වැඩි වු විට ඇති වන දෝෂවලට වරද පැටවෙන්නේ අතිස්පන්දකරණයට නොව වෙනත් මූල වලටමය.