随着工艺制程的不断微缩,动态随机存储器(dynamic random access memory,DRAM)的集成度持续提高,单颗芯片上存储单元的数目呈指数增长,随之带来的是芯片发热严重和泄漏电流增大等问题,为了实时监测内部温度并控制相应的刷新操作,DRAM需...随着工艺制程的不断微缩,动态随机存储器(dynamic random access memory,DRAM)的集成度持续提高,单颗芯片上存储单元的数目呈指数增长,随之带来的是芯片发热严重和泄漏电流增大等问题,为了实时监测内部温度并控制相应的刷新操作,DRAM需要在内部集成温度传感器。文章从DRAM的基本结构、工作原理和实际工作中对内置温度传感器的需求出发,研究不同读出架构的集成式温度传感器的优缺点,考虑到感温精度、感温范围、功耗和成本等因素以及DRAM产品规格说明书中对内置温度传感器的要求,设计出一款基于时域读出架构的免校准低功耗温度传感器。采用19 nm的互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)工艺进行仿真验证,结果表明,免校准的前提下,该温度传感器在0~110℃的感温范围内具有3℃的仿真精度,版图面积为0.189 mm^(2),平均功耗为340.31μW,感温时间为550μs。文章设计的温度传感器满足DRAM对于内置温度传感器的要求,且大大降低了DRAM的生产成本。展开更多
随着大数据应用的涌现,计算机系统需要更大容量的内存以满足大数据处理的高时效性需求.新型非易失性存储器(non-volatile memory,NVM)结合传统动态随机存储器(dynamic random access memory,DRAM)组成的混合内存系统具有内存容量大、功...随着大数据应用的涌现,计算机系统需要更大容量的内存以满足大数据处理的高时效性需求.新型非易失性存储器(non-volatile memory,NVM)结合传统动态随机存储器(dynamic random access memory,DRAM)组成的混合内存系统具有内存容量大、功耗低的优势,因而得到了广泛关注.大数据应用同时也面临着旁路转换缓冲器(translation lookaside buffer,TLB)缺失率过高的性能瓶颈.大页可以有效降低TLB缺失率,然而,在混合内存中支持大页面临着大页迁移开销过大的问题.因此,设计了一种支持大页和大容量缓存的层次化混合内存系统:DRAM和NVM分别使用4KB和2MB粒度的页面分别进行管理,同时在DRAM和NVM之间实现直接映射.设计了基于访存频率的DRAM缓存数据过滤机制,减轻了带宽压力.提出了基于内存实时信息的动态热度阈值调整策略,灵活适应应用访存特征的变化.实验显示:与使用大页的全NVM内存系统和缓存热页(caching hot page,CHOP)系统相比平均有69.9%和15.2%的性能提升,而与使用大页的全DRAM内存系统相比平均只有8.8%的性能差距.展开更多
半导体技术快速发展,双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data Rata Synchronous Dynamic Random Access Memory,DDR SDRAM)的信号完整性问题已成为设计难点。文中提出了一种基于ANSYS软件和IBIS 5.0模型的DDR4 SDRAM信号完整...半导体技术快速发展,双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data Rata Synchronous Dynamic Random Access Memory,DDR SDRAM)的信号完整性问题已成为设计难点。文中提出了一种基于ANSYS软件和IBIS 5.0模型的DDR4 SDRAM信号完整性仿真方法。利用IBIS 5.0模型中增加的复合电流(Composite Current)、同步开关输出电流等数据,对DDR4 SDRAM高速电路板的信号完整性进行更准确的仿真分析。仿真结果表明:高速信号在经过印制板走线和器件封装后,信号摆幅和眼图都有明显恶化;在仿真电路的电源上增加去耦电容后,信号抖动和收发端同步开关噪声(Synchronous Switching Noise,SSN)都得到明显改善;在不加去耦电容的情况下,将输入信号由PRBS码换成DBI信号,接收端的同步开关噪声有所改善,器件功耗可以降为原来的一半。展开更多
文摘随着工艺制程的不断微缩,动态随机存储器(dynamic random access memory,DRAM)的集成度持续提高,单颗芯片上存储单元的数目呈指数增长,随之带来的是芯片发热严重和泄漏电流增大等问题,为了实时监测内部温度并控制相应的刷新操作,DRAM需要在内部集成温度传感器。文章从DRAM的基本结构、工作原理和实际工作中对内置温度传感器的需求出发,研究不同读出架构的集成式温度传感器的优缺点,考虑到感温精度、感温范围、功耗和成本等因素以及DRAM产品规格说明书中对内置温度传感器的要求,设计出一款基于时域读出架构的免校准低功耗温度传感器。采用19 nm的互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)工艺进行仿真验证,结果表明,免校准的前提下,该温度传感器在0~110℃的感温范围内具有3℃的仿真精度,版图面积为0.189 mm^(2),平均功耗为340.31μW,感温时间为550μs。文章设计的温度传感器满足DRAM对于内置温度传感器的要求,且大大降低了DRAM的生产成本。
文摘随着大数据应用的涌现,计算机系统需要更大容量的内存以满足大数据处理的高时效性需求.新型非易失性存储器(non-volatile memory,NVM)结合传统动态随机存储器(dynamic random access memory,DRAM)组成的混合内存系统具有内存容量大、功耗低的优势,因而得到了广泛关注.大数据应用同时也面临着旁路转换缓冲器(translation lookaside buffer,TLB)缺失率过高的性能瓶颈.大页可以有效降低TLB缺失率,然而,在混合内存中支持大页面临着大页迁移开销过大的问题.因此,设计了一种支持大页和大容量缓存的层次化混合内存系统:DRAM和NVM分别使用4KB和2MB粒度的页面分别进行管理,同时在DRAM和NVM之间实现直接映射.设计了基于访存频率的DRAM缓存数据过滤机制,减轻了带宽压力.提出了基于内存实时信息的动态热度阈值调整策略,灵活适应应用访存特征的变化.实验显示:与使用大页的全NVM内存系统和缓存热页(caching hot page,CHOP)系统相比平均有69.9%和15.2%的性能提升,而与使用大页的全DRAM内存系统相比平均只有8.8%的性能差距.
