In modernen GPUs spielen Fehlerkorrekturmechanismen eine entscheidende Rolle, insbesondere im Framebuffer, um Datenintegrität und Bildqualität sicherzustellen. Hier sind die wichtigsten Methoden:
1. Error Correction Code (ECC)
ECC ist ein Mechanismus zur Fehlerkorrektur, der insbesondere in professionellen und High-End-GPUs (z. B. NVIDIA Quadro oder AMD Radeon Pro) verwendet wird. Er schützt vor Speicherfehlern im Framebuffer (VRAM) durch spezielle Codes, die bitweise Fehler erkennen und korrigieren können.
- Single Error Correction, Double Error Detection (SECDED): Erkennt doppelte Bitfehler und korrigiert einzelne Bitfehler.
- Reed-Solomon- oder Hamming-Codes: Werden in einigen Hochleistungs-GPUs für noch robustere Fehlerkorrekturen genutzt.
2. Paritätsprüfung
Einfachere GPUs, insbesondere im Consumer-Bereich, nutzen oft nur eine Paritätsprüfung. Dabei wird ein zusätzliches Paritätsbit gespeichert, das anzeigt, ob die Anzahl der gesetzten Bits gerade oder ungerade ist. Ein einfacher Speicherfehler kann erkannt, aber nicht korrigiert werden.
3. Redundante Speicherung (RAID-ähnliche Systeme)
In Hochleistungsrechenzentren oder GPUs für KI-Anwendungen kann der Framebuffer durch RAID-ähnliche Systeme geschützt werden, bei denen Daten redundant gespeichert und bei Fehlern wiederhergestellt werden können.
4. Watchdog-Timer & Scrubbing
- Watchdog-Timer: Überwacht Speicherzugriffe und erkennt Fehler in Echtzeit.
- Scrubbing: Regelmäßiges Überprüfen und Korrigieren von Speicherinhalten, bevor ein Fehler sich auf das Rendering auswirkt.
5. Speicherspiegelung (Memory Mirroring)
Einige High-End-GPUs nutzen Speicherspiegelung, bei der kritische Daten doppelt gespeichert werden, sodass bei einem Fehler eine korrekte Kopie verwendet werden kann.
6. CRC (Cyclic Redundancy Check) für Datenübertragung
Beim Kopieren von Daten zwischen VRAM und GPU-Prozessoren oder zwischen GPU und Host-Speicher werden CRC-Checks durchgeführt, um sicherzustellen, dass Daten unverändert bleiben.
Diese Fehlerkorrekturmechanismen sind besonders wichtig für industrielle, medizinische oder wissenschaftliche Anwendungen, bei denen höchste Datenintegrität gefordert ist.