《多核系統中基於新型存儲器工藝的高能效快取設計研究》是依託北京大學，由孫廣宇擔任負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多核系統中基於新型存儲器工藝的高能效快取設計研究
- 項目負責人：孫廣宇
- 項目類別：青年科學基金項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
新型存儲器工藝（如MRAM和PCM等）作為SRAM的替代工藝受到越來越多的關注和研究。這些存儲工藝具單位面積存儲密度高，靜態功耗低等優點。在多核系統的快取體系中使用這些存儲工藝，有助於提高系統性能並降低功耗。然而，對基於新型工藝快取的訪問操作在性能和功耗等方面存在非對稱性，並且在工藝擾動的影響下顯得更加突出。這一特性已成為採用這些新存儲工藝的一個主要障礙。本課題研究如何在多核系統中，利用這些新型存儲工藝設計高能效的快取。主要研究內容包括：（1）考慮工藝擾動的影響對新型存儲工藝在器件和電路級建模；（2）基於模型開發能夠根據不同系統規格要求最佳化快取電路設計的仿真器（3）針對新型工藝快取的非對稱性提出結構改進和管理策略的最佳化。通過以上研究，本項目可以幫助快取設計者根據多核系統的設計規格快速的選擇合適的存儲工藝和設計參數，同時利用結構級最佳化技術進一步提高快取的性能並降低功耗。
結題摘要
近年來，新型存儲器工藝(如MRAM、PCM等)作為SRAM的替代工藝受到越來越多的關注和研究。新型存儲工藝具單位面積存儲密度高,靜態功耗低等優點。在多核系統的快取體系中使用這些存儲工藝,有助於提高系統性能並降低功耗。然而,基於新型存儲工藝快取的訪問操作在性能和功耗等方面存在非對稱性的特點,工藝擾動使其更加突出。相比傳統存儲，使用新型存儲工藝的快取可靠性和壽命問題較為顯著。這些特性已成為採用這些新型存儲工藝的主要障礙。 本課題研究了如何在多核系統中,利用這些新型存儲工藝設計高能效高可靠的快取。本課題在新型存儲工藝在器件和電路級模型的基礎上，涵蓋了(1)低功耗非易失快取的構建與壽命最佳化，(2) 新型存儲工藝快取的高性能數據讀寫技術，(3) 新型存儲工藝快取高可靠性技術等多個方面。通過壽命最佳化，能夠提高基於新型存儲工藝的快取壽命；通過讀寫技術，快取延遲減少約4%，功耗減少約20%；通過高可靠性技術，系統穩定性得到顯著提升。 通過上述研究,本課題幫助快取設計者根據多核系統的設計規格快速的選擇合適的存儲工藝和設計參數,同時利用結構級最佳化技術，進一步提高快取性能、提高快取可靠性、降低快取功耗。
