東芝提出STT-MRAM存儲器內運算架構
東芝(Toshiba)在2013年12月9~11日的國際電子元件會議(IEDM2013)中,提出一個記憶內運算的架構,以磁性隨機記憶體STT-MRAM執行,可大幅提升性能,并減低耗電,記憶體配置也可更加自由,頗適合智慧型手機等行動裝置應用。
本文引用地址:http://www.104case.com/article/220978.htm目前大部分的電腦負責運算的處理器、與負責存取資料的記憶體是分離的單元,資料由記憶體傳入處理器,運算后再傳入記憶體;近年來處理器與記憶體的時脈快速成長,雙方資料傳輸成為提升處理速度的瓶頸,將記憶體與處理器整合在一起,就是解決問題的方式。
東芝提出使用該公司STT-MRAM的記憶體內運算架構,適合智慧型手機等行動裝置應用。
東芝在2004年時,曾提出將記憶體分散在處理器內的技術,資料不須透過傳輸埠,但這只適合需要少量記憶體的用途,當設備需要大量記憶體時,這種架構效果不大;因此,新的架構便是直接在記憶體內運算。
記憶體內運算的優點,首先便是資料不需透過較低速的資料埠來回傳輸資料,運算速度可以增加。而且運算過程的處理周期,也可大幅減少,原本需要50個周期的方程式,可以減為16個周期;而需要408個周期的2次方程式,可以減為44個周期,運算速度可增為10倍。
記憶體內運算架構,以現有的SRAM也可執行,但因SRAM斷電時資料會消失,因此待機時將消耗大量電力。東芝提出STT-MRAM的記憶體內運算架構,利用STT-MRAM斷電也可保留資料的優點,將可減低耗電。
東芝研發的STT-MRAM,在同樣容量下,占用基板面積小于SRAM;雖然寫入速度低于SRAM,但讀取速度與SRAM相當,進行記憶體內運算時,考慮STT-MRAM的低耗電,這將成為有效的高速低耗電運算架構。
而目前的電腦架構,為提升運算速度,常將記憶體分為高速的多個階層快取記憶體,與低速的主記憶體,彼此不能通用;采用記憶體內運算架構,不需要將記憶體分割成數階層,將可更有效的應用記憶體。
評論