基于不对称性的相变存储器性能优化研究

发布时间：2024-01-22 09:11

　　随着数据规模的爆炸式增长,大数据处理对于主存系统性能、容量、能耗等的要求越来越高。数据密集型应用需要大量的主存空间,有研究表明大规模计算所需要的主存容量将会是现有系统主存容量的1000倍。现有主存系统主要是基于动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)技术,由于DRAM器件特性以及工艺的限制,基于DRAM的主存系统面临存储墙、性能墙以及功耗、可扩展性等方面的挑战,在低工艺制程下很难维持稳定性同时继续保持可扩展性。以相变存储器(Phase Change Memory,PCM)为代表的新型非易失性存储器(Non-Volatile Memory,NVM)为解决上述问题提供了可能。NVM具有非易失性,并且具有更好的可扩展性以及更低的静态功耗,是DRAM技术的有力竞争者。在众多NVM技术中,PCM研究较为成熟,距离产业化也更近,是NVM研究热点之一。然而PCM自身也面临一些问题,尤其是较差的性能与较低的耐久性限制了其在主存系统中的大量应用。如何提升PCM主存访问的并行性以及性能是现有PCM研究中的热点与难点。PCM每比特写入功耗较高,由于电源模块限制,其...

【文章页数】：137 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 PCM研究背景介绍
    1.3 PCM性能优化技术研究现状
    1.4 本文的主要研究内容和组织结构
2 基于写入数据类型不对称性的SLC PCM写优化技术
    2.1 基于写入数据类型不对称性的写优化技术研究动机
    2.2 基于写入数据类型不对称性的写优化策略设计与实现
    2.3 Min-WU实验评估
    2.4 本章小结
3 基于写入功耗不对称性的SLC PCM写优化技术
    3.1 基于写入功耗不对称性的写优化技术研究动机
    3.2 基于写入功耗不对称性的写优化策略设计与实现
    3.3 MaxPB实验评估
    3.4 本章小结
4 基于写入数据数目不对称性的SLC PCM写优化技术
    4.1 基于写入数据数目不对称性的写优化技术研究动机
    4.2 基于写入数据数目不对称性的写优化策略设计与实现
    4.3 Tetris Write性能评价
    4.4 本章小结
5 基于写操作数据分布不对称性的MLC PCM写优化技术
    5.1 基于写操作数据分布不对称性的写优化技术研究动机
    5.2 基于写操作数据分布不对称性的写优化策略设计与实现
    5.3 PCM-2R性能评价
    5.4 本章小结
6 全文总结与展望
    6.1 本文主要成果
    6.2 未来研究展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的学术论文目录
附录2 攻读博士学位期间申请的发明专利和其他成果
附录3 攻读博士学位期间参与的科研项目



本文编号：3882597