Проект Berkeley IRAM - Berkeley IRAM project

Исследовательский проект 1996–2004 гг. В Отделе компьютерных наук Калифорнийского университета в Беркли. Проект Berkeley IRAM исследовал компьютерная архитектура обеспечивается благодаря широкой полосе пропускания между памятью и процессором, что стало возможным, когда оба они разработаны на одном и том же Интегральная схема (чип).[1] Поскольку предполагалось, что такой чип будет состоять в основном из оперативная память (RAM), с меньшей частью, необходимой для центральное процессорное устройство (CPU) исследовательская группа использовала термин «интеллектуальная RAM» (или IRAM) для описания микросхемы с этой архитектурой.[2][3] Словно J – Machine в Массачусетском технологическом институте, основная цель исследования заключалась в том, чтобы избежать Узкое место фон Неймана что происходит, когда связь между памятью и ЦП относительно узкая шина памяти между отдельными интегральными схемами.

Теория

Основная статья: вычислительная память

В условиях сильного конкурентного давления технология, используемая для каждого компонента компьютерной системы - в основном ЦП, памяти и автономного хранилища, - обычно выбирается так, чтобы минимизировать затраты, необходимые для достижения заданного уровня производительности. Хотя и микропроцессор, и память реализованы в виде интегральных схем, преобладающая технология, используемая для каждого из них, отличается; микропроцессорная технология оптимизирует скорость, а технология памяти оптимизирует плотность. По этой причине интеграция памяти и процессора в один и тот же чип (по большей части) была ограничена статическая оперативная память (SRAM), который может быть реализован с использованием схемотехники, оптимизированной для логической производительности, а не более плотного и недорогого динамическая память с произвольным доступом (DRAM), чего нет. Доступ микропроцессора к внешней памяти требует времени и энергии, однако значительно ограничивает производительность процессора. По этой причине была разработана компьютерная архитектура, использующая иерархию систем памяти, в которой статическая память интегрирована с микропроцессором для временного, легкодоступного хранения (или кэша) данных, которые также хранятся вне кристалла в DRAM.[4] Поскольку встроенная кэш-память избыточна, ее наличие увеличивает стоимость и мощность. Целью исследовательского проекта IRAM было выяснить, можно ли (в некоторых вычислительных приложениях) достичь лучшего компромисса между стоимостью и производительностью с помощью архитектуры, в которой DRAM интегрирована на кристалле с процессором, что устраняет необходимость в избыточный кэш статической памяти - даже несмотря на то, что использованная технология не была оптимальной для реализации DRAM.

Вклад

Хотя будет справедливо сказать, что Berkeley IRAM не добился признания того, что Berkeley RISC получив, проект IRAM, тем не менее, имел большое влияние. Хотя первоначальные предложения IRAM были сосредоточены на компромиссе между ЦП и DRAM, исследования IRAM сконцентрировались на наборах векторных инструкций. Его публикации были ранними сторонниками включения векторной обработки и наборов векторных инструкций в микропроцессоры и несколько коммерческих микропроцессоров, таких как Intel AVX, впоследствии были приняты расширения набора команд векторной обработки.

Примечания

  1. ^ История проекта. Проверено 30 марта 2011.
  2. ^ Паттерсон и др. (1997) IEEE Micro, 17 (2), стр. 34.
  3. ^ «Интеллектуальная RAM (IRAM)» (PDF).
  4. ^ Хеннеси и Паттерсон (2007) гл. 5

Рекомендации

  • Боумен, Н., Кардуэлл, Н., Козыракис, К., Ромер, К., Ван, Х. (1997). «Оценка существующих архитектур в системах IRAM» Первый семинар по смешиванию логики и DRAM, 24-й Международный симпозиум по компьютерной архитектуре
  • Хеннесси, Дж. Л. и Паттерсон, Д. А. (2007) Компьютерная архитектура: количественный подход, четвертое издание, Эльзевир.
  • Козыракис, К.Е., Периссакис, С., Паттерсон, Д., Андерсон, Т., Асанович, К., Кардуэлл, Н., Фромм, Р., Голбус, Дж., Грибстад, Б., Китон, К., Томас , Р., Треухафт, Н., Йелик, К. (1997) "Масштабируемые процессоры в эпоху миллиарда транзисторов: IRAM" Компьютер 30 (9) С. 75–78. [1] Дои:10.1109/2.612252.
  • Козыракис, Ц .; Паттерсон, Д. (1998). «Новое направление в исследованиях компьютерной архитектуры» Компьютер, 31 (11), стр. 24–32. [2] Дои:10.1109/2.730733.
  • Козыракис, К.Е., Паттерсон, Д.А. (2003). «Масштабируемые векторные процессоры для встраиваемых систем» IEEE Micro '23 (6) п. 36. Дои:10.1109 / MM.2003.1261385.
  • Паттерсон, Д. (1995). «Микропроцессоры в 2020 году» Век твердого тела: представляет журнал Scientific American, С. 62–67.
  • Паттерсон, Д., Андерсон, Т., Кардуэлл, Н., Фромм, Р., Китон, К., Козыракис, К., Томас, Р., и Йелик, К. (1997). «Дело в пользу интеллектуальной оперативной памяти», IEEE Micro, 17 (2), стр. 34–44. Дои:10.1109/40.592312
  • Паттерсон, Д., Асанович, К., Браун, А., Фромм, Р., Голбус, Дж., Грибстад, Б., Китон, К., Козыракис, К., Мартин, Д., Периссакис, С., Томас, Р., Треухафт, Н., Йелик, К. (1997). «Интеллектуальная оперативная память (IRAM): промышленные установки, приложения и архитектуры» Труды 1997 IEEE International Conference on Computer Design: VLSI in Computers and Processors (ICCD '97), С. 2–7. [3] Дои:10.1109 / ICCD.1997.628842.

внешняя ссылка