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2025 article

STAR-PIM: Self-Test and Repair Structure for Processing-in-Memory With Adder Tree-Based MAC

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Rattachement africain : kr. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Processing-in-memory (PIM) architectures alleviate memory bottlenecks and improve latency and energy efficiency for AI and ML workloads by accelerating general matrix-vector multiplication (GEMV) operations in DNNs. However, permanent faults in arithmetic units (AUs) within processing units (PUs) critically impact yield and inference accuracy. Although the hybrid built-in self-test (HBIST) method has been proposed, it has limited capabilities in diagnosing and repairing faulty AUs within PUs. In this study, a novel Self-Test And Repair structure for PIM (STAR-PIM) is proposed to enable both fault diagnosis and repair by incorporating a bypass mechanism. A scan-path-like approach enables the testing and precise localization of faulty AUs, while faulty adders are bypassed using a redundant adder structure integrated within the memory die. Furthermore, faulty multipliers are masked using the weight-swapping logic. Experimental results demonstrate that STAR-PIM achieves high AU-level test coverage, ranging from 98.89% to 100% with reasonable area overhead. Recovery experiments show that STAR-PIM maintains low relative errors under fault rates up to 1% for GPT-2 and preserves inference accuracy under fault rates up to 3% for MNIST-MLP. Power measurements on GDDR6-AiM indicate an average overhead of 7.39% with only a 0.08% latency increase. Consequently, STAR-PIM significantly enhances the yield and reliability of PIM while reducing test costs, making it a highly practical solution.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
STAR-PIM: Self-Test and Repair Structure for Processing-in-Memory With Adder Tree-Based MAC
Date Crossref
01/03/2026
Éditeur
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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