Prosessori muistissa

Muistissa oleva prosessori ( eng.  Processor-in-memory, PIM; laskennallinen RAM, C-RAM , laskenta-RAM ) on prosessori , joka on tiukasti integroitu päämuistiin , yleensä tehty yhdelle piisirulle.

Prosessorikomponentin ja muistin yhdistämisen päätavoite tällä tavalla on lyhentää muistin vasteaikaa ja lisätä kaistanleveyttä. Näin saavutettu etäisyyden lyheneminen, jolle dataa on siirrettävä, vähentää järjestelmän tehovaatimuksia. Nykyaikaisten prosessorien monimutkaisuuden (ja näin ollen niiden lisääntyneiden virrankulutusvaatimusten) pääasiallinen syy johtuu tarpeesta vähentää viiveitä tiedonvaihdossa muistin kanssa ja tämän strategian toteuttamisesta piissä.

1980-luvulla Forth -ohjelmia käyttävä pieni prosessori valmistettiin DRAM-sirun avulla PUSH- ja POP-toimintojen nopeuttamiseksi. FORTH on pinosuuntautunut ohjelmointikieli ja tämä on lisännyt sen tehokkuutta. Transputerissa oli myös paljon muistia sirulla, koska nämä sirut valmistettiin 1980-luvun alussa, mikä tekee siitä olennaisesti muistiprosessorin. Merkittäviä PIM-projekteja ovat: IRAM-projekti Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä, projekti Notre Damen yliopistossa.

Laskentamuisti

Compute RAM tai C-RAM on RAM -muistia , jossa prosessorielementit on integroitu yhteen siruun. Tämä mahdollistaa sen käytön SIMD - tietokoneena. Sillä voidaan myös hyödyntää paremmin muistin kaistanleveyttä sirun muistissa.

Ehkä vaikutusvaltaisimmat laskenta-RAM-toteutukset tällä alueella tulivat Berkeleyn IRAM-projektista.

Joissakin äärimmäisen rinnakkaisissa ( kiusallisen rinnakkaisissa ) laskentatehtävissä jo von Neumann -arkkitehtuuri asettaa rajoituksia CPU:n ja DRAM: n välisen rajallisen kaistanleveyden muodossa (von Neumann -arkkitehtuurin pullonkaula ). Jotkut tutkijat uskovat, että samoilla kokonaiskustannuksilla laskennalliseen RAM-muistiin rakennettu kone on suuruusluokkaa nopeampi kuin perinteinen yleiskäyttöinen tietokone tämäntyyppisiin tehtäviin.

Vuodesta 2011 lähtien DRAM-valmistusprosessi (muutama kerros, säännölliset topologiset rakenteet, optimoitu korkealle sähkökapasiteetille) ja suorittimen valmistusprosessi (useita kerroksia, optimoitu korkealle taajuudelle, suhteellisen kallis neliömillimetriä kohti) ovat merkittävästi erilaisia. Tässä suhteessa on kolme lähestymistapaa laskenta-RAM-muistin valmistukseen:

• aloita prosessorista - prosessin optimointi ja laite, joka käyttää paljon sulautettua SRAM-muistia, lisää ylimääräinen prosessivaihe (joka tekee siitä vielä kalliimman neliömillimetriä kohti), jotta sulautettu SRAM voidaan korvata sulautetulla DRAM-muistilla (eDRAM), jolloin saadaan ~3 - Useita tilansäästöjä SRAM-alueilla (ja siten kustannusten aleneminen sirua kohti);
• Aloita järjestelmästä, jossa on erillinen CPU-siru ja DRAM-sirut, lisää DRAM-muistiin pieni määrä "yhteiskäsittely"-laskentatoimintoa, työskentele DRAM-prosessin sisällä ja lisää vain pieniä määriä aluetta DRAM-muistiin tehdäksesi asioita, jotka muuten tekisivät olla pullonkaula CPU:n ja DRAM:n välinen kaula: varattujen muistialueiden nollaus, suurten tietolohkojen kopioiminen paikasta toiseen, etsiminen, missä on (jos on) annettuja tavuja jossakin tietolohkossa ja niin edelleen; tuloksena oleva järjestelmä - ilman CPU-sirujen vaihtoja ja "älykkäillä DRAM-siruilla" - on vähintään yhtä nopea kuin alkuperäinen järjestelmä, ja ehkä hieman halvempi. Ylimääräisen alueen pienen koon kustannusten odotetaan saavan enemmän kuin takaisin säästöinä kalliissa (koska pitkissä) muistitarkistuksissa, koska älykkäässä DRAM-muistissa on nyt tarpeeksi laskentatehoa - DRAM-muistia täynnä olevien piikiekkojen ("kiekkojen") suorituskykyä varten. useimmat muistin tarkistukset sisäisesti ja rinnakkain perinteisen lähestymistavan sijaan, että yksi DRAM-siru testataan kokonaan kerrallaan kalliilla ulkoisilla automatisoiduilla testauslaitteistoilla;
• Aloita DRAM-optimoidusta prosessista, säädä prosessia tehdäksesi siitä hieman enemmän CPU-prosessia ja rakenna (suhteellisen alhaisella taajuudella, mutta alhaisella teholla ja erittäin suurella kaistanleveydellä) yleiskäyttöinen prosessori tässä prosessissa ( IRAM-projekti [1] , TOMI Technology).

Katso myös

• Assosiatiivinen muisti
• Muistin laskenta

Muistiinpanot

1. ↑ Case for IRAM , Computerra, nro 15 (20. huhtikuuta 1998). Arkistoitu alkuperäisestä 5. syyskuuta 2014. Haettu 27. elokuuta 2014.

Linkit

• Duncan Elliott, Michael Stumm, W. Martin Snelgrove, Christian Cojocaru, Robert McKenzie, Computational RAM: Implementing Processors in Memory, IEEE Design and Test of Computers , voi. 16, ei. 1, s. 32-41, tammi-maaliskuu 1999. [1]