بهبود تحمل پذيري اشكال در حافظه هاي نهان مبتني بر STT-MRAM

كارشناسي ارشد

با افزايش روند كوچك سازي ادوات نيمه هادي، حافظه هاي نهان مبتني بر فناوري حافظه¬هاي با دستيابي تصادفي ايستا (SRAM) به دليل مشكلاتي از قبيل چگالي نامناسب براي مجتمع¬سازي، توان نشتي بالا و آسيب¬پذيري در برابر خطاهاي نرم، با چالش رو به رو مي¬شوند¬. در ميان حافظه¬هاي نوظهور، فناوري حافظه¬ي مغناطيسي با دست¬يابي تصادفي-انتقال گشتاور اسپيني (STT-MRAM) به دليل ويژگي¬هايي از قبيل چگالي بالا براي مجتمع‌سازي و توان نشتي بسيار پايين نسبت به فناوري SRAM به عنوان بهترين جايگزين حافظه¬هاي نهان مبتني SRAM معرفي شده است. با وجود مزاياي اين فناوري، بالا بودن نرخ خطا در سلول¬هاي STT-MRAM¬ها يك تهديد براي قابليت اطمينان حافظه¬هاي نهاني كه مبتني بر STT-MRAMها هستند، به حساب مي¬آيد. با افزايش دما، نرخ خطاي اين فناوري به طور چشمگيري افزايش مي¬يابد. از منابع اصلي توليد گرما در حافظه¬هاي مبتني بر STT-MRAM مي¬توان به عمليات خواندن و نوشن اشاره كرد. در اين پژوهش، ما ابتدا رفتار حافظه¬هاي نهان را با توجه به سياست¬هاي جايگزيني سنتي، مورد بررسي قرار داديم و متوجه شديم كه بخش زيادي از عمليات نوشتن¬هاي متوالي در بلوك-هاي مجاور در حافظه¬ي نهان نوشته مي¬شوند. سپس براي پخش كردن گرماي انباشته شده در بلوك¬هاي مجاور، يك سياست جايگزيني مبتني بر يادگيري تقويتي ارائه داديم. نتايج شبيه¬سازي نشان مي¬دهد كه روش WiSE توانسته است گرمايي را كه بر اثر عمليات نوشتن ايجاد مي¬شود، به خوبي در سطح تراشه پخش كند و بطور ميانگين 30 درجه كلوين دما را در سطح تراشه كاهش دهد. همچنين خطاي مانايي، اغتشاش خواندن و خطاي نوشتن به ترتيب 20، 17.8 و 4.15 برابر نسبت به ميانگين روش¬هاي LRU، MRU، FIFO و Random بهبود يافته¬اند. اين در حالي است كه انرژي مصرفي روش WiSE، نزديك به روش LRU و سربار كارآيي كمتر از 1 درصد است.

195453

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر اميرمهدي حسيني منزه

معماري سيستم‌هاي كامپيوتري

دكتر حاكم بيت الهي - دكتر مهدي فاضلي