【摘要】：多核是當(dāng)前微處理器體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主流,但是目前面臨嚴(yán)重的“存儲(chǔ)墻”問(wèn)題。隨著片上核數(shù)和線程數(shù)的增加,訪存成為芯片性能提高的瓶頸。三維集成電路技術(shù)是一種新的集成工藝,通過(guò)將多層硅片用硅片間通孔連接起來(lái),可以提高芯片的硅片資源,縮短連線,用以降低訪存延遲來(lái)解決“存儲(chǔ)墻”問(wèn)題。 基于三維集成電路技術(shù),本文介紹了片上存儲(chǔ)的邏輯結(jié)構(gòu)、組織結(jié)構(gòu)、電路結(jié)構(gòu)、互連結(jié)構(gòu),深入分析了片上存儲(chǔ)延遲、面積、功耗的建模方法。在總結(jié)目前已有的三維片上存儲(chǔ)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,指出了字線劃分策略(3D DividedWordline,3DWL)和位線劃分策略(3D Divided Bitline,3DBL)兩種三維存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的不足,提出放松工藝約束條件的三維存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)3DSC(3D Subcacheline)。在3D CACTI基礎(chǔ)上擴(kuò)展了3DSC的模擬工具3D SCACTI,對(duì)三種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了評(píng)估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在25nm 8MB的情況下,在不影響性能的前提下,極大拓展了Cache的設(shè)計(jì)空間。 同時(shí)針對(duì)三維片上存儲(chǔ)模型3D CACTI在工藝支持和模型精度方面的不足,在CACTI5的基礎(chǔ)上,提出了新的三維片上存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)延遲、面積、功耗評(píng)估工具3D CACTI5。利用3D CACTI5,分析了不同三維存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的延遲行為特征,并分析出互連結(jié)構(gòu)是性能改善最敏感的部分。提出一種方法用以評(píng)價(jià)不同三維存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的能耗,實(shí)驗(yàn)指出三維集成可以減小動(dòng)態(tài)能耗,但會(huì)惡化靜態(tài)能耗。實(shí)驗(yàn)表明三維集成電路技術(shù)可以用LSTP、LOP替代HP而獲得相同的性能,同時(shí)減小能耗。實(shí)驗(yàn)指出三維集成電路技術(shù)可以降低對(duì)連線工藝發(fā)展的苛刻要求。利用3D CACTI5,可以根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)選擇不同的三維片上存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。 本論文深入分析了三維存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),并建立了三維片上存儲(chǔ)模型。
【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TP333

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 許京軍;新型三維存儲(chǔ)材料及應(yīng)用[J];材料導(dǎo)報(bào);2001年02期

2 馬立軍 ,徐端頤;三維光存儲(chǔ)的研究及發(fā)展[J];光盤(pán)技術(shù);1999年06期

3 ;光學(xué)開(kāi)關(guān)照亮了可重寫(xiě)的三維存儲(chǔ)的道路[J];光電子技術(shù)與信息;1997年02期

4 劉燕之;葉成輝;;詮釋三維存儲(chǔ)——訪IBM存儲(chǔ)系統(tǒng)事業(yè)部亞太區(qū)副總裁葉成輝[J];每周電腦報(bào);2005年34期

5 馬立軍，徐端頤;三維光存儲(chǔ)的讀寫(xiě)方法的研究[J];激光與紅外;1998年06期

6 ;三維存儲(chǔ)使信息隨需應(yīng)變[J];每周電腦報(bào);2006年14期

7 趙曉云,楊華軍,邱昆;三維信息存儲(chǔ)讀出信號(hào)振幅的計(jì)算機(jī)仿真[J];電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2005年05期

8 袁斌;;存儲(chǔ)專家在身邊——IBM存儲(chǔ)系統(tǒng)事業(yè)部談2006年策略[J];每周電腦報(bào);2006年04期

9 李健航,潘孝梅;Pentium體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介[J];微型機(jī)與應(yīng)用;1994年10期

10 梁寶玉;顏軍;侯雄;宋征宇;;多核處理器S698P-SOC的數(shù)據(jù)一致性[J];航天控制;2008年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 李鑫;竇勇;鄧林;張勁;;多核平臺(tái)下事務(wù)處理類應(yīng)用性能分析及評(píng)價(jià)[A];2010年第16屆全國(guó)信息存儲(chǔ)技術(shù)大會(huì)（IST2010）論文集[C];2010年

2 何軍;王飆;;通用多核處理器發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)研究[A];第十五屆計(jì)算機(jī)工程與工藝年會(huì)暨第一屆微處理器技術(shù)論壇論文集（A輯）[C];2011年

3 劉奇;郝守青;沈海華;章隆兵;;一種基于RAM的降低異構(gòu)多核切換開(kāi)銷的方法[A];2010年第16屆全國(guó)信息存儲(chǔ)技術(shù)大會(huì)（IST2010）論文集[C];2010年

4 彭林;張小強(qiáng);劉德峰;謝倫國(guó);田祖?zhèn)?;一種挖掘多核處理器存儲(chǔ)級(jí)并行的算法[A];第15屆全國(guó)信息存儲(chǔ)技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

5 劉杰;馬彥;葉維;高劍剛;;多核處理器存儲(chǔ)體系分析[A];第十五屆計(jì)算機(jī)工程與工藝年會(huì)暨第一屆微處理器技術(shù)論壇論文集（A輯）[C];2011年

6 馮佩;鐘誠(chéng);韋偉;;多核多線程并行求解線性方程組[A];全國(guó)第21屆計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議（CACIS·2010）暨全國(guó)第2屆安全關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

7 石文強(qiáng);倪曉強(qiáng);金作霖;張民選;;Cache動(dòng)態(tài)插入策略模型研究[A];第十五屆計(jì)算機(jī)工程與工藝年會(huì)暨第一屆微處理器技術(shù)論壇論文集（B輯）[C];2011年

8 劉濤;季振洲;王慶;朱素霞;;嵌入式多核平臺(tái)大容量高速存儲(chǔ)與增強(qiáng)可靠性研究[A];2010年第16屆全國(guó)信息存儲(chǔ)技術(shù)大會(huì)（IST2010）論文集[C];2010年

9 鄧亞丹;吳京;熊偉;景寧;;基于共享cache多核處理器的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存排序優(yōu)化[A];第26屆中國(guó)數(shù)據(jù)庫(kù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（B輯）[C];2009年

10 鄭涵;吳英;丁曉東;樂(lè)嘉錦;;基于Web的個(gè)性化智能Cache庫(kù)[A];第二十屆全國(guó)數(shù)據(jù)庫(kù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（技術(shù)報(bào)告篇）[C];2003年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 CPW記者 凡妮　;醞釀全面突破 IBM構(gòu)造三維存儲(chǔ)空間[N];電腦商報(bào);2005年

2 侯曉軒;用高價(jià)值解決方案打造三維存儲(chǔ)[N];計(jì)算機(jī)世界;2005年

3 郭濤;IBM存儲(chǔ)：將數(shù)字和概念注入渠道[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2005年

4 張?jiān)迫?并行計(jì)算：迎接多核時(shí)代的挑戰(zhàn)[N];計(jì)算機(jī)世界;2006年

5 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系 教授 汪東升;多核架構(gòu)讓硬件變“軟”[N];計(jì)算機(jī)世界;2007年

6 旭;多核多線程 H3C高端路由器新特點(diǎn)[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2007年

7 本報(bào)記者 李敬;多核催熟UTM[N];計(jì)算機(jī)世界;2008年

8 ;信威McWiLL/SCDMA基站采用TI多核DSP[N];人民郵電;2008年

9 本報(bào)記者 瑜文;“星火燎原”多核大學(xué)擴(kuò)張?jiān)诩碵N];中國(guó)電腦教育報(bào);2007年

10 阿晨;2007年服務(wù)器市場(chǎng)跨進(jìn)多核時(shí)代[N];中華讀書(shū)報(bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 程光華;飛秒激光與透明介質(zhì)相互作用的非線性及應(yīng)用[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2004年

2 賀鋒濤;短波長(zhǎng)與固體浸沒(méi)透鏡高密度光存儲(chǔ)技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2004年

3 所光;面向科學(xué)計(jì)算應(yīng)用的多核處理器Cache劃分策略研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

4 楊帆;基于多核平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測(cè)研究與優(yōu)化[D];北京郵電大學(xué);2011年

5 賈小敏;多核處理器片上Cache訪問(wèn)行為分析與優(yōu)化機(jī)制研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

6 楊帆;基于多核平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測(cè)研究與優(yōu)化[D];北京郵電大學(xué);2011年

7 唐軼軒;面向多線程應(yīng)用的Cache優(yōu)化策略及并行模擬研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

8 郭御風(fēng);面向多核微處理器芯片的高效能I/O體系結(jié)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

9 杜建軍;共享高速緩存多核處理器的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2011年

10 鄧林;單芯片多核處理器存儲(chǔ)優(yōu)化技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王玉;多核處理器下三維片上存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

2 趙曉云;三維信息存儲(chǔ)衍射理論分析及計(jì)算機(jī)仿真[D];電子科技大學(xué);2004年

3 王國(guó)明;橋聯(lián)多核配合物的合成、表征及相關(guān)性能的研究[D];曲阜師范大學(xué);2003年

4 申俊華;中期火電開(kāi)機(jī)優(yōu)化的多核并行算法及其應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2010年

5 寇立濤;Linux多核調(diào)度算法的優(yōu)化與擴(kuò)展[D];西安工業(yè)大學(xué);2010年

6 王雪梅;嵌入式多核處理器的仿真器設(shè)計(jì)[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

7 程丹;NIOS Ⅱ多核通信及在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件實(shí)現(xiàn)中的應(yīng)用研究[D];東北師范大學(xué);2010年

8 喬福明;多核架構(gòu)下LLC很少重用塊的研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2011年

9 奚海波;并行編程技術(shù)在多核處理器上的研究與應(yīng)用[D];東北師范大學(xué);2010年

10 羅s，

本文編號(hào)：2705832