新特性！支持 AI 计算硬件故障检测

2026-03-08 HAO022 BPF 故障

3月5日，十四届全国人大四次会议，国务院总理李强向《政府工作报告》中明确提出，“支持人工智能开源社区建设，促进开源生态繁荣”，中国开源史上悄然翻开新章程。

HUATUO 新版本开源 AI 计算场景下硬件故障检测功能！

业务痛点

大规模分布式模型训练需要在多达数千台机器上协同训练。如此庞大复杂的系统涉及海量的计算、通信、存储资源以及软件支持，因此发生故障的概率很高，可能导致训练任务失败。根据实际经验，每个训练任务平均每天会遇到约两次故障，有时会导致训练整体暂停数小时，故障检测已成为分布式训练的重要挑战。

注：故障数量随着训练规模增长而增长。

根据观察，训练中故障通常起源于单机问题（例如 CUDA 错误、NVLink 错误），但会产生级联效应，最终导致整个任务中断或明显减速。例如通信过程中的硬件 ECC 错误可能触发 NCCL 超时或网络断连，进而导致数百台机器同时停止并空闲。

真实案例 PCIe 降速，某次 128 台机器训练任务因一台机器的 PCIe 链路从 800Mbps 降至 500Mbps，导致通信严重拥堵，数千张 V100 GPU 利用率大幅下降，整整慢了 40 分钟。

故障类型

下列出了常见故障类型、发生频率，以及各类监控指标能够表征该故障的比例。

通过分析上述表格，结论如下：硬件故障占主导（55.8%），其中 ECC 错误占比最高（38.9%）。单一指标无法覆盖所有故障，因此需要一种硬件级故障检测能力，而 HUATUO 华佗正式开源了该能力。

HUATUO 最新版本支持硬件故障类型：

CPU, L1/L2/L3 Cache, TLB
Memory, ECC
PCIe
Network Interface Card Link
PFC/RDMA
ACPI
GPU MetaX

实战应用

HUATUO 通过事件触发实时感知各硬件模块上报的故障信息：故障类型，设备标识，错误信息，时间戳等。

网卡故障，该故障信息被存储在部署华佗组件的服务器，huatuo-local/netdev_event，以及配置的 Elasticsearch 存储服务。其中本地存储的信息格式如下：

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{
    "hostname": "your-host-name",
    "region": "xxx",
    "uploaded_time": "2026-03-05T18:28:39.153438921+08:00",
    "time": "2026-03-05 18:28:39.153 +0800",
    "tracer_name": "netdev_event",
    "tracer_time": "2026-03-05 18:28:39.153 +0800",
    "tracer_type": "auto",
    "tracer_data": {
        "ifname": "eth0",
        "index": 2,
        "linkstatus": "linkstatus_admindown",
        "mac": "5c:6f:11:11:11:11",
        "start": false
    }
}

.linkstatus 数值类型还可能为：

1
2
3
4


linkstatus_adminup # 管理员开启网卡，例如通过 ip link set dev eth0 up
linkstatus_admindown # 管理员关闭网卡，例如通过 ip link set dev eth0 down
linkstatus_carrierup # 物理链路恢复
linkstatus_carrierdown # 物理链路故障

网卡故障，硬件丢包指标：

1

huatuo_bamai_buddyinfo_blocks{host="hostname",region="xxx",device="eth0",driver="ixgbe"} 0

网卡 RDMA PFC 网络拥塞：

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# HELP huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_received_total count of the received pfc frames
# TYPE huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_received_total counter
huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_received_total{device="enp6s0f0np0",host="hostname",prio="0",region="xxx"} 0
huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_received_total{device="enp6s0f0np0",host="hostname",prio="1",region="xxx"} 0
huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_received_total{device="enp6s0f0np0",host="hostname",prio="2",region="xxx"} 0
huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_received_total{device="enp6s0f0np0",host="hostname",prio="3",region="xxx"} 0
huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_received_total{device="enp6s0f0np0",host="hostname",prio="4",region="xxx"} 0
huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_received_total{device="enp6s0f0np0",host="hostname",prio="5",region="xxx"} 0
huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_received_total{device="enp6s0f0np0",host="hostname",prio="6",region="xxx"} 0
huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_received_total{device="enp6s0f0np0",host="hostname",prio="7",region="xxx"} 0
# HELP huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_send_total count of the sent pfc frames
# TYPE huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_send_total counter
huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_send_total{device="enp6s0f0np0",host="hostname",prio="0",region="xxx"} 0
huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_send_total{device="enp6s0f0np0",host="hostname",prio="1",region="xxx"} 0
huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_send_total{device="enp6s0f0np0",host="hostname",prio="2",region="xxx"} 0
huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_send_total{device="enp6s0f0np0",host="hostname",prio="3",region="xxx"} 0
huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_send_total{device="enp6s0f0np0",host="hostname",prio="4",region="xxx"} 0
huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_send_total{device="enp6s0f0np0",host="hostname",prio="5",region="xxx"} 0
huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_send_total{device="enp6s0f0np0",host="hostname",prio="6",region="xxx"} 0
huatuo_bamai_netdev_dcb_pfc_send_total{device="enp6s0f0np0",host="hostname",prio="7",region="xxx"} 0

Linux 内核 RAS 硬件故障指标：

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huatuo_bamai_ras_hw_total{host="hostname",region="xxx"} 0

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{
    "hostname": "your-host-name",
    "region": "xxx",
    "uploaded_time": "2026-03-01T15:41:13.027353585+08:00",
    "time": "2026-03-01 15:41:13.027 +0800",
    "tracer_name": "ras",
    "tracer_time": "2026-03-01 15:41:13.027 +0800",
    "tracer_type": "auto",
    "tracer_data": {
        "dev": "MEM",
        "event": "EDAC",
        "type": "CORRECTED",
        "timestamp": 26870134986481080,
        "info": "1 CORRECTED err: memory read error on CPU_SrcID#0_MC#1_Chan#0_DIMM#0 (mc: 1 location:0:0:-1 address: 0x3ddc84140 grain:32 syndrome:0x0  err_code:0x0101:0x0090 ProcessorSocketId:0x0 MemoryControllerId:0x1 PhysicalRankId:0x0 Row:0x15da Column:0x100 Bank:0x3 BankGroup:0x1 retry_rd_err_log[0001a209 00000000 00800000 0440d001 000015da] correrrcnt[0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000])"
    }
}

内存故障

如下是线上机器内存故障监控，以及详细故障信息。

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触发故障的设备：MEM
故障类型：CORRECTED
tracer触发时间：2026-03-01 15:41:13.027
触发源：EDAC
具体设备反馈信息：
memory read error on CPU_SrcID#0_MC#1_Chan#0_DIMM#0 (mc: 1 location:0:0:-1 address: 0x3ddc84140 grain:32 syndrome:0x0  err_code:0x0101:0x0090 ProcessorSocketId:0x0 MemoryControllerId:0x1 PhysicalRankId:0x0 Row:0x15da Column:0x100 Bank:0x3 BankGroup:0x1 retry_rd_err_log[0001a209 00000000 00800000 0440d001 000015da] correrrcnt[0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000])

网卡故障

如下是HUATUO 华佗捕获的线上服务器的网卡物理链路不可用事件（最终确认光模块弱导致），该故障导致使线上业务应用指标抖动。

交换机侧确认光模块问题

原理剖析

HUATUO 华佗总体架构如下，支持各种硬件类型故障检查。

HUATUO 基于 Linux 内核 MCE 和 RAS 技术，通过 eBPF 捕获关键硬件事件，获取硬件设备信息。RAS 在 Linux 内核一直在不断演进发展，从内核 2.6 版本开始逐步的引入更多 tracepoint 点。这种轻量级，事件驱动的实现方式能够覆盖绝大多数高频硬件故障场景。此外 HUATUO 还支持 PFC/RDMA，网卡物理链路状态的检查。

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