大容量DRAM的刷新开销问题及优化技术综述

摘要：

动态随机存储器(DRAM)具有速度快、密度高、成本低的优势,被广泛应用于计算机的主存.DRAM采用电容作为存储单元,电容电荷的多少表示数字“0”或“1”.由于存在漏电现象,电容里的电荷会缓慢流失,造成数据丢失,为保证数据正确性,DRAM采用周期性的刷新操作,在数据丢失前,把数据读出然后重新写入存储单元.刷新操作会阻碍正常访存的执行,造成性能上的开销;同时刷新操作会消耗额外的功耗,带来功耗上的开销.刷新的开销与DRAM密度相关:在过去,当DRAM密度较小时,需要刷新的存储单元数较少,刷新开销很小,并未引起关注;但是,随着摩尔定律的发展,DRAM密度越来越大,目前已发展到千兆比特级别,其刷新周期并没有改善,单位时间内需要刷新的存储单元数越来越多,从而使刷新带来的性能和功耗开销越来越严重.刷新问题目前得到了工业界和学术界的广泛关注.首先介绍了目前DRAM的刷新方式和开销,以及工业界已经实现的一些改进;然后把工业界和学术界提出的众多优化方法分为“减轻刷新操作对访存的阻塞”和“减少不必要的刷新操作”两大类,分别进行了分析和总结;最后给出了关于智能刷新管理的总结和展望.

关键词：主存、动态随机存储器、刷新、性能、功耗、保持时间、不必要刷新

所属期刊栏目：53

分类号：TP333.1(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金项目61221062,61272132,61331008;国家“九七三”重点基础研究发展计划基金项目2011CB302502;中国科学院战略性先导专项课题XDA06010401This work was supported by the National Natural Science Foundation of China61221062,61272132,61331008;the National Basic Research Program of China 973 Program2011CB302502;the State Priority Research Program of the Chinese Academy of SciencesXDA06010401

在线出版日期：2016-06-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：416-430