La memoria ibrida a celle di guadagno di Stanford: Un balzo in avanti per la progettazione della cache di CPU e GPU

I ricercatori di Stanford stanno esplorando una nuova tecnologia che potrebbe aggiornare le cache interne delle CPU e delle GPU di oggi. Stanno lavorando su una memoria ibrida a celle di guadagno - un mix di tecnologia SRAM e DRAM - progettata per affrontare i problemi che le cache SRAM devono attualmente affrontare.

Il professor Philip Wong, che dirige il progetto e insegna Ingegneria Elettrica a Stanford, sottolinea una grande sfida nella progettazione delle GPU moderne: il "problema del muro di memoria" Questo problema riguarda il fastidio e l'elevato costo energetico dell'estrazione dei dati dalla DRAM più lenta alla cache veloce ma più piccola basata su SRAM. Questo collo di bottiglia ha spinto i ricercatori a cercare sostituti della SRAM che offrano prestazioni migliori.

Un altro problema della SRAM è la sua dimensione. I chip di oggi utilizzano molto spazio per la SRAM, che occupa sei transistor per bit (quattro per memorizzare i dati e due per gestire l'accesso). D'altra parte, la DRAM può memorizzare i dati con un solo transistor e pochi componenti aggiuntivi, anche se ha la fastidiosa caratteristica di dover essere costantemente rinfrescata per mantenere i dati vivi.

È qui che entra in gioco la memoria ibrida a celle di guadagno, che promette alcuni vantaggi significativi:

• Aumento della densità di archiviazione: Il vantaggio principale della memoria a celle di guadagno è il suo potenziale di maggiore capacità di archiviazione, che è fondamentale per le cache di basso livello.
• Aumento delle prestazioni: Le cache più grandi riducono il tempo di trasferimento dei dati dalla DRAM del sistema alla CPU o alla GPU, migliorando le prestazioni complessive e riducendo la latenza.
• Efficienza energetica: La tecnologia promette di risolvere i problemi di consumo energetico associati alle attuali architetture di cache.

I ricercatori ritengono che questa tecnologia potrebbe rivoluzionare i progetti futuri di CPU e GPU, spingendo le capacità della cache di basso livello oltre le possibilità attuali.

Inoltre, la memoria ibrida a celle di guadagno funziona bene con le tecniche di impilamento 3D, come la 3D V-Cache di AMD, aprendo la porta a incrementi di capacità ancora maggiori. Questa combinazione potrebbe avere un impatto significativo sulle prestazioni dei processori in una serie di attività di elaborazione.

Se le cose andranno come previsto, questa ricerca potrebbe aprire la strada a una nuova era nell'architettura dei computer, risolvendo alcuni dei problemi di velocità ed efficienza che da tempo frenano i sistemi moderni.