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技术论文

降低现货DRAM芯片的刷新延迟

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ETH Zürich、TOBB经济技术大学和加利西亚超级计算中心(CESGA)的研究人员发表了一篇题为“HiRA:用于降低现成DRAM芯片刷新延迟的隐藏行激活”的新技术论文。

摘要
“DRAM是现代主存系统的基石。为了防止数据丢失,需要定期刷新DRAM单元。刷新操作会干扰内存访问,从而降低系统性能。随着DRAM芯片密度随着技术节点的扩展而增加,刷新操作也会增加,因为:1)芯片中DRAM行数增加;2) DRAM单元需要额外的刷新操作来减轻由RowHammer引起的比特故障,这种故障机制随着技术节点的扩展而变得更糟。因此,以较低的性能开销启用刷新操作至关重要。为此,我们提出了一种新的操作,隐藏行激活(HiRA)和HiRA内存控制器(HiRA- mc)。

HiRA通过在访问或刷新同一银行内的另一行的同时刷新一行来隐藏刷新操作的延迟。与之前的工作不同,HiRA实现这种并行性无需对现有的DRAM芯片进行任何修改。为了做到这一点,它利用了新的观察结果,即如果同一银行中的两行连接到不同的电荷恢复电路,则可以在不丢失数据的情况下激活。我们在56%的实际现货DRAM芯片上实验证明,HiRA可以通过刷新或激活同一银行中32%的行中的任何一行,可靠地并行处理DRAM行的刷新操作。通过这样做,HiRA将两个刷新操作的总延迟降低了51.4%。

HiRA- mc修改内存请求调度器,以便在刷新操作可以与内存访问或另一次刷新同时执行时执行HiRA。我们的系统级评估显示,HiRA-MC将系统性能提高了12.6%和3.73倍,因为它分别减少了由于周期性刷新和RowHammer保护刷新(预防性刷新)而导致的性能下降,用于未来密度增加的DRAM芯片和RowHammer漏洞。”

找到这里是技术文件.2022年9月出版。

作者:Abdullah Giray Yağlıkçı, Ataberk Olgun, Minesh Patel, Haocong Luo, Hasan Hassan, Lois Orosa, ojuz Ergin, Onur Mutlu。
引文:arXiv: 2209.10198 v1。

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