基于SRAM和STT-RAM的混合指令Cache设计

发布时间：2018-09-16 19:28

【摘要】：随着工艺尺寸减小,传统基于SRAM的片上Cache的漏电流功耗成指数增长,阻碍了片上Cache容量的增加。基于牺牲者Cache的原理,利用SRAM写速度快,STT-RAM的非易失性、高密度、极低漏电流功耗等特性设计了一种基于SRAM和STT-RAM的混合型指令Cache。通过实验证明,该混合型指令Cache与传统基于SRAM的指令Cache相比,在不增加指令Cache面积的情况下,增加了指令Cache容量,并显著提高了指令Cache的命中率。
[Abstract]:With the decrease of process size, the leakage current power consumption of traditional Cache based on SRAM increases exponentially, which hinders the increase of on-chip Cache capacity. Based on the principle of victim Cache, a hybrid instruction Cache. based on SRAM and STT-RAM is designed based on the characteristics of SRAM writing speed and STT-RAM, such as non-volatile, high density and extremely low leakage current consumption. Experimental results show that compared with the traditional instruction Cache based on SRAM, the hybrid instruction Cache increases the instruction Cache capacity without increasing the instruction Cache area, and improves the hit ratio of the instruction Cache significantly.
【作者单位】： 西北工业大学计算机学院;
【基金】：国家自然科学基金(No.60773223,No.61003037,No.60736012,No.61173047) 西北工业大学基础研究基金(No.JC20110224,No.JC201212)
【分类号】：TP333

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 黄如;黎明;安霞;王润声;蔡一茂;;后摩尔时代集成电路的新器件技术[J];中国科学:信息科学;2012年12期

2 高贺;;人的尺度,人的城市——评《人性化的城市》[J];设计;2011年04期

【共引文献】

相关期刊论文 前2条

1 陈占龙;张丁文;吴亮;臧英;;面向多核处理器的共享cache优化研究进展[J];计算机应用研究;2014年10期

2 章铁飞;陈天洲;吴剑钟;;基于程序访存模式的低功耗存储技术[J];软件学报;2014年02期

相关博士学位论文 前3条

1 张帆;认知可重构的高效能Web服务体系结构研究[D];解放军信息工程大学;2013年

2 李清安;面向非易失性片上存储的编译技术研究[D];武汉大学;2013年

3 章铁飞;基于程序访存模式的存储系统节能技术研究[D];浙江大学;2013年

相关硕士学位论文 前2条

1 姚君;STT-RAM缓存优化策略的研究[D];浙江工业大学;2014年

2 刘爽;WLCSP器件的板级跌落可靠性研究[D];大连理工大学;2014年

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 沈庆伟;微型计算机系统中Cache的结构及性能分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2001年03期

2 洁儿;;想一步海阔天空——Cache设置与超频[J];电脑自做;2001年09期

3 林柏双;Cache性能和优化的研究[J];引进与咨询;2002年06期

4 舒辉,康绯;循环Cache命中率分析方法的研究与实现[J];计算机工程与应用;2002年01期

5 ;台式机CPU:AMD ATHIONXP 3000+ L2Cache 的威力[J];新电脑;2003年03期

6 史文崇,屈艳华;利用Cache技术加快网络响应速度[J];河北理工学院学报;2003年04期

7 冯建文,章复嘉;Cache实验设计与实现[J];实验技术与管理;2004年01期

8 刘方爱;程序的cache使用效率分析[J];计算机工程与应用;2004年05期

9 张震,饶光,唐戎;Web Cache技术及其在电信运营商中的应用[J];电信建设;2004年02期

10 孙元超,邵时;嵌入式移动数据库的客户机端Cache管理[J];计算机工程;2004年09期

相关会议论文 前10条

1 所光;杨学军;;双核处理器性能最优的共享Cache划分[A];2008年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(上册)[C];2008年

2 石文强;倪晓强;金作霖;张民选;;Cache动态插入策略模型研究[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集（B辑）[C];2011年

3 汪腾;杨少军;;一种高效的指令Cache的结构[A];中国声学学会2001年青年学术会议[CYCA'01]论文集[C];2001年

4 ;Application of cache in Data Access Performance Optimization[A];2011年全国电子信息技术与应用学术会议论文集[C];2011年

5 李凡;李建中;何震瀛;;XML数据Cache策略研究[A];第二十二届中国数据库学术会议论文集（技术报告篇）[C];2005年

6 ;Research on WEB Cache Prediction Recommend Mechanism Based on Usage Pattern[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集（上册）[C];2008年

7 宋杰;栾影;王广奇;于戈;王大玲;;OR-Cache:一种有效的对象-关系映射模型[A];第二十三届中国数据库学术会议论文集（技术报告篇）[C];2006年

8 张承义;郭维;周宏伟;;Cache漏流功耗的自适应优化:动态容量调整[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集（B辑）[C];2011年

9 郑涵;吴英;丁晓东;乐嘉锦;;基于Web的个性化智能Cache库[A];第二十届全国数据库学术会议论文集（技术报告篇）[C];2003年

10 周旋;冯玉才;李碧波;孙小薇;;多服务器DBMS的Cache管理[A];数据库研究与进展95——第十三届全国数据库学术会议论文集[C];1995年

相关重要报纸文章 前10条

1 上海 李超;什么是Cache[N];电脑报;2001年

2 徐春梅;国际品牌进入中国：适应是关键[N];中国经营报;2006年

3 刘昌勇;小缓存里的大学问[N];中国电脑教育报;2004年

4 超频者;K7-650（0015）最新实超报告[N];大众科技报;2000年

5 ;阿萌小辞典[N];电脑报;2004年

6 山东 黄家贞;富有个性的离线浏览器——CacheX[N];电脑报;2001年

7 中国计算机报测试实验室 王炳晨;Duron抵京，Thunderbird争宏[N];中国计算机报;2000年

8 广东 李锋;妙用 Cache 优化 Windows 2000[N];电脑报;2001年

9 岩公;电信网加速不难[N];中国计算机报;2003年

10 北京共创开源软件股份有限公司 董孝峰;共创NC的设计与实现[N];中国计算机报;2004年

相关博士学位论文 前10条

1 周宏伟;微处理器中Cache漏流功耗的体系结构级优化技术研究[D];国防科学技术大学;2007年

2 田新华;面向性能优化的压缩cache技术研究[D];国防科学技术大学;2007年

3 陈黎明;嵌入式微处理器中动态可配置Cache结构的研究[D];华中科技大学;2009年

4 付雄;利用程序分析和优化提高Cache性能[D];中国科学技术大学;2007年

5 贾小敏;多核处理器片上Cache访问行为分析与优化机制研究[D];国防科学技术大学;2011年

6 唐轶轩;面向多线程应用的Cache优化策略及并行模拟研究[D];中国科学技术大学;2012年

7 项晓燕;体系结构级Cache功耗优化技术研究[D];浙江大学;2013年

8 所光;面向科学计算应用的多核处理器Cache划分策略研究[D];国防科学技术大学;2009年

9 彭蔓蔓;体系结构级低能耗Cache和动态电压缩放技术研究[D];湖南大学;2007年

10 晏沛湘;片上多核处理器二级Cache结构及资源管理技术研究[D];国防科学技术大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘彬;基于路暂停方法的高性能低功耗Cache研究[D];湖南大学;2007年

2 李冬妮;嵌入式系统中低功耗Cache的重构技术研究[D];湖南大学;2012年

3 冯颖;可重构Cache体系结构和算法研究[D];西安电子科技大学;2008年

4 李黎;嵌入式系统中低功耗可重构Cache的分析与研究[D];上海交通大学;2006年

5 陈淑玉;低功耗高速片上缓冲存储器（Cache）设计[D];复旦大学;2009年

6 曹飞;高性能DSP一级数据Cache控制器的设计与实现[D];国防科学技术大学;2009年

7 李晓丽;基于目录协议的Cache结构设计[D];哈尔滨工程大学;2008年

8 姜难难;嵌入式处理器中Cache的研究与设计[D];哈尔滨工业大学;2009年

9 刘文佳;多核处理器Cache一致性研究与设计[D];哈尔滨工程大学;2010年

10 薛燕;Cache预测技术的研究[D];西北工业大学;2005年

，

本文编号：2244556