Välimuistin DRAM-käsite käsittää välimuistin lisäämisen prosessorin ja RAM muistia edellisen suorituskyvyn parantamiseksi. Mutta mitä muutoksia se tarkoittaa prosessorin arkkitehtuurissa ja miten tämä konsepti toimii? Selitämme sen sinulle ja muuten prosessorit, jotka käyttävät tätä arkkitehtuuria.
Muutama päivä sitten omena ilmestyi patentti, jossa mainittiin välimuistin DRAM-muistin käyttö yhdessä sen tulevista prosessoreista, mutta vaikka se saattaa tuntua eksoottiselta, se ei ole, joten aiomme selvittää sen.
DRAM-muisti välimuistina, ristiriita
Kaikki nykyiset prosessorin ulkopuolella käytettävät RAM-muistit ovat DRAM- tai Dynamic RAM -tyyppiä, kun taas prosessorien sisällä käytettävät muistit ovat staattista RAM- tai SRAM-muistia. Molemmat toimivat melkein samalla tavalla tietojen käyttämisessä, mutta ne, jotka eivät ole samoja, on tapa, jolla he tallentavat vähän muistia.
DRAM-muisti on paljon halvempi, mutta luonteeltaan se vaatii jatkuvaa päivitystä ja sen pääsynopeus on hitaampi kuin SRAM, joten sitä ei yleensä käytetä prosessoreissa. Toisaalta se skaalautuu huonommin kuin DRAM, joten huolimatta siitä, että IBM on käyttänyt DRAM-muistia viimeisen tason välimuistina suorittimissaan korkean suorituskyvyn tietojenkäsittelyyn, POWER, seuraavassa sukupolvessaan he käyttävät SRAMia muisti.
Joten välimuistin käsite, joka liittyy SRAM-tyyppiseen muistiin, ja DRAM-käsite eivät periaatteessa vastaa toisiaan, ja vaikka meillä on IBM-suorittimien tapaus, emme aio puhua DRAM-muistin käyttämisestä välimuistina sisällä prosessori.
DRAM-välimuisti ja HBM-muisti esimerkkinä
Välimuisti DRAM on lisäkerroksen lisääminen muistihierarkiaan prosessorin viimeisen tason välimuistin ja pääjärjestelmän muistin välille, mutta se on rakennettu DRAM-muistin kautta, jolla on suurempi pääsynopeus ja vähemmän viivettä kuin päämuistina käytetyllä DRAM-muistilla.
Yksi tapa saavuttaa tämä on käyttää HBM-tyyppistä muistia DRAM-välimuistina, joka on DRAM-muistityyppi, jossa erilaiset muistisirut on pinottu ja yhdistetty pystysuunnassa käyttämällä tietyntyyppistä kaapelointityyppiä nimeltä TSV tai läpireitit. piitä sillä, että ne kulkevat lastujen läpi. Tämän tyyppistä yhteyttä käytetään myös 3D-NAND-muistin rakentamiseen.
Koska yhteys on pystysuora, tarvitaan välilevy, joka on elektroniikkakappale levyn muodossa, joka on vastuussa prosessorin ja HBM-muistin kommunikoinnista. Sekä prosessori, onko prosessori or GPU, on asennettu mainittuun välikappaleeseen, mikä lyhyen etäisyyden takia antaa HBM-muistille mahdollisuuden toimia DRAM-muistityypinä, jolla on pienempi viive kuin perinteisillä DDR- ja GDDR-muisteilla.
Olisi selvitettävä, että jos DRAM olisi lähempänä prosessoria, koska 3DIC-kokoonpano asettaa sen hieman sen yläpuolelle, latenssitaso verrattuna HBM-muistiin olisi matalampi ja siksi pääsynopeus suurempi, koska elektronit ovat matkustaa lyhyemmän matkan.
Olemme todella käyttäneet HBM-muistia antamaan sinulle idean, mutta mikä tahansa muisti 2.5DIC-kokoonpanossa toimii esimerkkinä.
Mutta tavallinen välikytkin ei riitä
Seuraava ongelma on, että välimuisti ei toimi samalla tavalla kuin RAM-muisti, koska prosessorin tiedonhakujärjestelmä ei kopioi komentorivejä RAM-muistista yksitellen, vaan pikemminkin muistijärjestelmän. Välimuisti tekee kopion muistiosasta, jossa nykyinen koodirivi sijaitsee välimuistin viimeisellä tasolla.
Viimeinen taso tallentaa prosessorin välimuistin jakamaan kaikki ytimet, mutta kun lähestymme ensimmäistä tasoa, nämä ovat yksityisempiä. On selvennettävä, että kukin välimuistitaso sisältää laskevassa järjestyksessä osan edellisestä välimuistista. Kun prosessori etsii tietoja, se etsii sitä välimuistitasojen nousevassa järjestyksessä, jossa jokaisella tasolla on enemmän kapasiteettia kuin edellisellä.
Mutta, jotta HBM-muisti käyttäytyy välimuistin tavoin, tarvitsemme elementin, joka viestii prosessorista mainitun muistin kanssa, välittäjän kanssa, että sillä on tarvittavat piirit toimiakseen välimuistin tavoin. Joten tavanomaista välilevylaitetta ei voida käyttää, ja on välttämätöntä lisätä ylimääräinen piiri piiriin, joka sallii HBM-muistin käyttäytyä kuin ylimääräinen muistivälimuisti.
