【摘要】：相變存儲器(Phase Change Memory，以下簡稱PCM)是一種新型計(jì)算機(jī)存儲技術(shù)。近年來的研究主要把它定位為下一代內(nèi)存載體。相比較于傳統(tǒng)的動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(Dynamic Random Access Memory,以下簡稱DRAM)，它具有存儲密度更高、非揮發(fā)性、抗輻射抗干擾、空閑能耗更低等諸多優(yōu)秀特征。但是在存儲寫入操作上，它比DRAM消耗更高的時(shí)間和能量。同時(shí)它非常有限的寫入壽命也限制了當(dāng)前其大規(guī)模地替代DRAM。因此，針對PCM技術(shù)的應(yīng)用更多地是把它和DRAM相結(jié)合，搭建混合內(nèi)存架構(gòu)，以期發(fā)揚(yáng)兩者各自的優(yōu)勢。之前的相關(guān)研究各自提出了他們搭建混合內(nèi)存系統(tǒng)的思路和策略。但是前人的工作中更多地把目標(biāo)集中在減少PCM寫入次數(shù)、提高PCM使用壽命，而并沒有考慮到混合內(nèi)存架構(gòu)的能耗問題。尤其是在混合內(nèi)存中DRAM的空閑能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PCM，占了總能耗中非常大的比例。這個(gè)能耗的瓶頸在前人的工作中基本沒有涉及。本文的主要目標(biāo)就是討論降低混合內(nèi)存架構(gòu)下的能耗策略。我們結(jié)合DRAM技術(shù)提供的多能量狀態(tài)切換，，提出了一個(gè)簡單有效地能量狀態(tài)轉(zhuǎn)移策略，并以此為基礎(chǔ)提出了兩大內(nèi)存頁遷移策略來實(shí)現(xiàn)降低能耗。我們將提出的這些策略整合為一個(gè)系統(tǒng)，并在精確到CPU周期的模擬器上拓展實(shí)現(xiàn)，并選取了大量的應(yīng)用程序?qū)ξ覀兊幕旌蟽?nèi)存架構(gòu)進(jìn)行測試和比較。試驗(yàn)結(jié)果表明我們的內(nèi)存系統(tǒng)設(shè)計(jì)比前人的工作在降低能耗和能耗×?xí)r間2兩大指標(biāo)上都有顯著的提高。
[Abstract]:Phase change memory (Phase Change Memory,) is a new computer storage technology. In recent years, it is mainly targeted as the next generation of memory carrier. Compared with the traditional dynamic random access memory (Dynamic Random Access Memory,), it has many excellent characteristics, such as higher storage density, non-volatile, anti-radiation and anti-interference, lower idle energy consumption and so on. But in storage write operations, it consumes more time and energy than DRAM. At the same time, its very limited write life also limits its current large-scale replacement of DRAM.. Therefore, the application of PCM technology is to combine it with DRAM and build a hybrid memory architecture, in order to carry forward their respective advantages. Previous studies have proposed their ideas and strategies for building hybrid memory systems. However, the goal of previous work is to reduce the number of PCM writes and improve the service life of PCM, without considering the energy consumption of hybrid memory architecture. Especially in mixed memory, the idle energy consumption of DRAM is much higher than that of PCM, which accounts for a very large proportion of the total energy consumption. The bottleneck of energy consumption has not been involved in previous work. The main goal of this paper is to discuss the strategy of reducing energy consumption in hybrid memory architecture. Combined with the multi-energy state switching provided by DRAM, we propose a simple and effective energy state transition strategy. Based on this, we propose two memory page migration strategies to reduce energy consumption. We integrate these strategies into a single system and extend the implementation on a simulator that is accurate to the CPU cycle, and select a large number of applications to test and compare our hybrid memory architecture. The experimental results show that our memory system design has a significant improvement in reducing energy consumption and energy consumption 脳 time compared with the previous work.
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TP333

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本文編號：2470206