Исследователи из Стэнфорда изучают новую технологию, которая могла бы модернизировать внутренние кэши в современных ЦП и ГП. Они работают над гибридной ячейковой памятью усиления — аккуратным сочетанием технологий SRAM и DRAM — разработанной для решения проблем, с которыми в настоящее время сталкиваются кэши SRAM.

Профессор Филип Вонг, который возглавляет проект и преподает электротехнику в Стэнфорде, указывает на большую проблему в современном проектировании графических процессоров: «проблему стены памяти». Эта проблема касается хлопот и высоких затрат энергии на извлечение данных из более медленной DRAM в быстрый, но меньший кэш на основе SRAM. Это узкое место заставляет исследователей искать замену SRAM, которая обеспечивает лучшую производительность.

Еще одна головная боль SRAM — ее размер. Современные чипы используют много места для SRAM, которая занимает шесть транзисторов на бит (четыре для хранения данных и два для управления доступом). С другой стороны, DRAM может хранить данные всего с одним транзистором и несколькими дополнительными компонентами, хотя у нее есть раздражающая особенность — необходимость постоянного обновления для сохранения данных.

Вот тут-то и вступает в дело гибридная ячейковая память, обещающая ряд существенных преимуществ:

• Повышенная плотность хранения: основным преимуществом памяти с ячейками усиления является ее потенциальная возможность увеличения емкости хранения, что имеет решающее значение для кэшей низкого уровня.
• Повышение производительности: больший объем кэша сокращает время передачи данных из системной памяти DRAM в центральный или графический процессор, повышая общую производительность и сокращая задержки.
• Энергоэффективность: технология обещает решить проблемы энергопотребления, связанные с текущими архитектурами кэш-памяти.

Исследователи полагают, что эта технология может произвести революцию в конструкциях будущих центральных и графических процессоров, выведя емкость низкоуровневого кэша за пределы того, что возможно сегодня.

Кроме того, гибридная память с ячейками усиления хорошо работает с 3D-методами стекирования, такими как 3D V-Cache от AMD, открывая двери для еще большего увеличения емкости. Эта комбинация может существенно повлиять на производительность процессора в ряде вычислительных задач.

Если все пойдет так, как ожидается, это исследование может проложить путь к новой эре в компьютерной архитектуре, решив некоторые давние проблемы скорости и эффективности, сдерживающие развитие современных систем.