Kevin K. Chang：解决了DRAM问题 提出新的架构改进DRAM延迟问题
卡内基梅隆大学的kevin k. chang发表了一篇亮眼、出色的博士论文——《理解和改进基于dram的内存系统的延迟》(understanding and improving the latency of dram-based memory systems)，解决了dram问题，并提出了一些新的架构改进办法，以在dram延迟方面做出实质性的改进。
三个问题
kevin将dram延迟问题分成四个部分，笔者将在这里总结其中三个：
·低效的批量数据移动。
·dram刷新干扰。当dram正在刷新时，它不能全部被访问。
·单元格(cell)潜伏期的变化——由于制造变异性。
至于第四个问题：延迟所带来的影响，有兴趣的朋友可以一起讨论。
1.低效的批量数据移动
在内存和存储代价高昂的时候，数据移动被限制在一个寄存器大小的块中，或者最多是来自磁盘的512字节块。但如今，在存储容量达千兆字节的存储空间和海量内存的情况下，海量数据移动变得越来越普遍。
但数据移动的架构——从内存到cpu，再到有限的内存总线——都没有改变。chang的建议是一种新型的、高带宽的存储器子阵列之间的数据通路，利用几个隔离晶体管在同一存储器中的子阵列之间创建宽——8192位宽——并行总线。
2.dram刷新干扰
dram内存单元需要刷新以保存数据，这就是为什么它被称为动态ram。dram刷新是成队列，而不是一次性刷新的，因为这样做需要太多的能耗。但是，当一个队列被刷新时，它不能被访问，这会造成延迟。
dram的延迟正在变高，因为随着芯片密度的增加，需要更新更多的队列，32gb的芯片上可能降低将近20%的性能。
chang提出了两种机制，即通过对bank和子阵列的内存访问进行并行刷新来隐藏刷新延迟。一个是使用无序的per-bank刷新，使内存控制器可以指定一个空闲的bank来刷新，而不是常规的严格循环顺序。第二种策略是写-刷新操作并行化，使刷新延迟和写延迟重叠。
在他的测试中，使用8核cpu，这些策略提高了超过27%的加权内存性能。
3.单元格延迟变化
得益于制造工艺的提升，记忆单元格可以有大量性能提升，随着密度的增加而增加。但是dram被指定以最慢的单元的速度可靠运行，这意味着如果使用最快的单元格，就会有显著的性能上升。
chang在论文中提出了两种利用这种变化的机制，获得的速度提升从13%提高到了几乎20%。
探索与优化
在系统架构中，探索瓶颈和修复瓶颈的工作是没有终点的。过去20年内，dram一度被认为难有进步，但我们看到，其延迟水平也会被改变。
随着越来越多的晶体管、专业指令集和诸如此类的性能的提高，降低dram延迟也将成为性能改进的主要目标。
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·单元格(cell)潜伏期的变化——由于制造变异性。
至于第四个问题：延迟所带来的影响，有兴趣的朋友可以一起讨论。
1.低效的批量数据移动
在内存和存储代价高昂的时候，数据移动被限制在一个寄存器大小的块中，或者最多是来自磁盘的512字节块。但如今，在存储容量达千兆字节的存储空间和海量内存的情况下，海量数据移动变得越来越普遍。
但数据移动的架构——从内存到cpu，再到有限的内存总线——都没有改变。chang的建议是一种新型的、高带宽的存储器子阵列之间的数据通路，利用几个隔离晶体管在同一存储器中的子阵列之间创建宽——8192位宽——并行总线。
2.dram刷新干扰
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3.单元格延迟变化
得益于制造工艺的提升，记忆单元格可以有大量性能提升，随着密度的增加而增加。但是dram被指定以最慢的单元的速度可靠运行，这意味着如果使用最快的单元格，就会有显著的性能上升。
chang在论文中提出了两种利用这种变化的机制，获得的速度提升从13%提高到了几乎20%。
探索与优化
在系统架构中，探索瓶颈和修复瓶颈的工作是没有终点的。过去20年内，dram一度被认为难有进步，但我们看到，其延迟水平也会被改变。
随着越来越多的晶体管、专业指令集和诸如此类的性能的提高，降低dram延迟也将成为性能改进的主要目标。
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