• 中国精品科技期刊
  • CCF推荐A类中文期刊
  • 计算领域高质量科技期刊T1类
高级检索

赛道存储器移动操作的温度模型及控制策略

张超, 孙广宇, 张学莹, 赵巍胜

张超, 孙广宇, 张学莹, 赵巍胜. 赛道存储器移动操作的温度模型及控制策略[J]. 计算机研究与发展, 2017, 54(1): 154-162. DOI: 10.7544/issn1000-1239.2017.20150903
引用本文: 张超, 孙广宇, 张学莹, 赵巍胜. 赛道存储器移动操作的温度模型及控制策略[J]. 计算机研究与发展, 2017, 54(1): 154-162. DOI: 10.7544/issn1000-1239.2017.20150903
shu
Zhang Chao, Sun Guangyu, Zhang Xueying, Zhao Weisheng. Thermal Modeling and Management for Shift Operations of Racetrack Memory[J]. Journal of Computer Research and Development, 2017, 54(1): 154-162. DOI: 10.7544/issn1000-1239.2017.20150903
Citation: Zhang Chao, Sun Guangyu, Zhang Xueying, Zhao Weisheng. Thermal Modeling and Management for Shift Operations of Racetrack Memory[J]. Journal of Computer Research and Development, 2017, 54(1): 154-162. DOI: 10.7544/issn1000-1239.2017.20150903
shu
张超, 孙广宇, 张学莹, 赵巍胜. 赛道存储器移动操作的温度模型及控制策略[J]. 计算机研究与发展, 2017, 54(1): 154-162. CSTR: 32373.14.issn1000-1239.2017.20150903
引用本文: 张超, 孙广宇, 张学莹, 赵巍胜. 赛道存储器移动操作的温度模型及控制策略[J]. 计算机研究与发展, 2017, 54(1): 154-162. CSTR: 32373.14.issn1000-1239.2017.20150903
shu
Zhang Chao, Sun Guangyu, Zhang Xueying, Zhao Weisheng. Thermal Modeling and Management for Shift Operations of Racetrack Memory[J]. Journal of Computer Research and Development, 2017, 54(1): 154-162. CSTR: 32373.14.issn1000-1239.2017.20150903
Citation: Zhang Chao, Sun Guangyu, Zhang Xueying, Zhao Weisheng. Thermal Modeling and Management for Shift Operations of Racetrack Memory[J]. Journal of Computer Research and Development, 2017, 54(1): 154-162. CSTR: 32373.14.issn1000-1239.2017.20150903
shu

赛道存储器移动操作的温度模型及控制策略

  • 1(北京大学高能效计算与应用中心 北京 100871)

  • 2(北京航空航天大学电子信息工程学院 北京 100191) (gsun@pku.edu.cn)

基金项目: 国家“八六三”高技术研究发展计划基金项目(2013AA013201)；国家自然科学基金项目(61572045)；科技部国际科技合作专项项目(2015DFE12880)；中组部“青年千人”项目 This work was supported by the National High Technology Research and Development Program of China (863 Program) (2013AA013201), the National Natural Science Foundation of China (61572045), Ministry of Science and Technology of China (2015DFE12880), and the Thousand Talents Plan of Organization Department of the Communist Party of China.
详细信息

  • 中图分类号: TP333

Thermal Modeling and Management for Shift Operations of Racetrack Memory

  • 1(Center for Energy-Efficient Computing and Applications, Peking University, Beijing 100871)

  • 2(School of Electronic and Information Engineering, Beihang University, Beijing 100191)

HTML全文

    摘要
  • 摘要: 赛道存储器(racetrack memory, RM)作为一种新型的非易失存储器件，对于未来存储结构设计具备很高的竞争力.RM通过将多个位信息存储在一个条带状的磁材料纳米线上，从而达到很高的存储密度.同时，又能够提供很快的读写访问速度.为了能够访问RM条带上不同位置的位信息，需要引入一种特有的“移动”操作.然而，研究人员观察到移动操作需要较高驱动电流并产生大量热量，从而引起性能和稳定性的下降，甚至由于温度过高引起存储单元的损坏.现在仍缺乏一个关于RM移动的热力模型来估算运行中的温度.更重要的是，RM急需一个体系结构级的管理策略来避免温度过高带来的稳定性问题.针对这些问题，首先提出了一个热力模型来研究RM使用时温度与设计参数的关系.同时，为了提高RM的稳定性，一种基于“配额制度”的移动操作管理策略被讨论，以保证单位时间内的移动强度被限定在特定阈值下.实验结果表明，该方法能够以3.5%的性能代价将温度升高控制在20℃之内.
    Abstract: Racetrack memory (RM) is a competitive emerging non-volatile memory technology for future memory designs. It achieves ultra-high storage density by integrating multiple bits into a tape-like nanowire (called racetrack) and provides fast access speed. In order to access required bits in RM, a unique shift operation is introduced. However, it has been observed that the shift operation requires higher current than read and write operations and causes significant amount of energy dissipation, which degrades reliability and performance or even destroys RM cells. However, there still lacks an analytical thermal model to estimate run-time temperature of RM. More important, corresponding architecture level management schemes are needed to avoid thermal emergency that violates the constraint of peak temperature. In this work, we first propose a thermal model to explore relationship between temperature and design parameters. At the same time, in order to improve thermal reliability, we propose a quota-based shift management scheme to ensure the intensity of shift operations which is constrained under a specific threshold. Experiments show that the temperature increase is limited in 20℃ with only 3.5% performance degradation.
    • HTML全文
    • 参考文献(0)
    • 相关文章
    • 施引文献(35)

  • 期刊类型引用(12)

    1. 郭锋，刘飞洋，刘鸽. LoongArch处理器存储管理技术研究与实现. 电脑编程技巧与维护. 2025(03): 82-84 . 百度学术
    2. 邢世远，张见齐，王焕东，吴学智，吴瑞阳. 片间互连总线协议层关键技术研究. 高技术通讯. 2025(02): 113-123 . 百度学术
    3. 舒燕君，郑翔宇，徐成华，黄沛，王永琪，周凡，张展，左德承. 面向LoongArch边界检查访存指令的GCC优化. 计算机研究与发展. 2025(05): 1136-1150 . 本站查看
    4. 孙东华，刘亚冬. 基于龙芯3A5000的全国产化EtherCAT主站控制器设计. 现代信息科技. 2025(08): 16-19+24 . 百度学术
    5. 谢汶兵，田雪，漆锋滨，武成岗，王俊，罗巧玲. 二进制翻译技术综述. 软件学报. 2024(06): 2687-2723 . 百度学术
    6. 谢君，陈汉云，袁璐，张梦娇，王增，石锐. 基于信创的医院自助服务系统建设探索. 中国数字医学. 2024(07): 41-45+69 . 百度学术
    7. 谭弘泽，王剑. 基于动态压缩的高存储效率末级分支目标缓冲. 高技术通讯. 2024(07): 671-680 . 百度学术
    8. 刘登峰，李东亚，柴志雷，周浩杰，丁海峰. 基于QEMU的SIMD指令替换浮点指令框架. 湖南大学学报(自然科学版). 2024(08): 70-77 . 百度学术
    9. 陈国良，汤晓宇，尤帅，姚小良，梅超君，林时俊，刘尚东，吴少刚，孙雅薇，王汝传，季一木. 基于国产处理器的智能大数据一体机架构及应用研究. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2024(04): 1-16 . 百度学术
    10. 贾金成，朱家鑫，唐震，王志鹏，王伟. 映射字典导向的64位ARM到RISC-V汇编翻译. 小型微型计算机系统. 2024(08): 2041-2048 . 百度学术
    11. 游英杰，刘宣佑，唐文武，张统兵，王岩. 基于CPU的PCIe驱动及与DSP和FPGA的交互设计. 火控雷达技术. 2024(04): 88-93+123 . 百度学术
    12. 王一泠，吴琦，安军社. 支持MIPS架构的轻量型开源鸿蒙系统移植. 计算机工程. 2023(12): 25-34+45 . 百度学术

    其他类型引用(23)

    • 资源附件(0)
计量
  • 文章访问数:  1064
  • HTML全文浏览量:  2
  • PDF下载量:  445
  • 被引次数: 35
出版历程
  • 发布日期:  2016-12-31

目录

摘要
HTML全文
    参考文献(0)
    相关文章
    施引文献(35)
    资源附件(0)

    /

    返回文章
    返回
    邮件订阅 RSS
    微信订阅号<br/>（实时资讯）

    微信订阅号
    （实时资讯）

    微信服务号<br/>（同步网站）

    微信服务号
    （同步网站）

    微信视频号<br/>（视频分享）

    微信视频号
    （视频分享）

    CCF<br/>（扫码入会）

    CCF
    （扫码入会）

    版权所有 © 《计算机研究与发展》编辑部

    本系统由北京仁和汇智信息技术有限公司开发  百度统计