Est-il possible d'intégrer de la RAM dans un CPU? Quels avantages cela apporterait-il? Est-il possible que nous le voyions dans le futur? L'une des idées les plus intéressantes est de placer la RAM le plus près possible du processeur. Nous expliquerons comment cela va être possible et dans le cas où cela est réalisé, comment cela affectera le matériel du PC et les programmes qu'il exécute.
En 2003, l'une des améliorations les plus importantes a été apportée en ce qui concerne les processeurs importants, la mise en œuvre du Northbridge à l'intérieur du processeur, qui jusque-là était en dehors de celui-ci. Le Northbridge est la pièce qui communique le CPU et les autres processeurs de la carte mère avec la RAM.
La prochaine étape vers l'intégration? Intégrez éventuellement la RAM ou au moins une partie de celle-ci à l'intérieur du CPU.
La distance aux données affecte les performances
L'un des principes de base concernant les performances d'un processeur est la distance entre la mémoire qui stocke les données et l'unité qui traite les données, qui est la plus courte, mieux c'est du fait que le signal électrique doit parcourir une distance beaucoup plus courte, ce qui se traduit par moins de temps d'exécution des instructions.
C'est pourquoi une donnée accessible dans le cache de premier niveau s'exécutera plus rapidement qu'une donnée en RAM. Idéalement, vous pouvez placer d'énormes quantités de mémoire à proximité du processeur.
Mais il n'est pas possible de le faire car l'espace est limité et le fait de placer la RAM à côté du processeur finirait par affecter négativement les deux, les amenant ensemble à atteindre des températures extrêmement élevées qui peuvent conduire à des performances combinées des deux étant inférieures à avec les deux séparément.
Utilisation de la technologie 3DIC pour intégrer la RAM dans le processeur
Nous avons vu la technologie 3DIC combinant plusieurs piles de puces mémoire, mais ne combinant pas le processeur avec la mémoire, en particulier dans les PC. Par exemple, la mémoire HBM a été initialement conçue pour être montée sur un processeur, mais les températures atteintes étaient si élevées qu'elles ont dû réduire la vitesse d'horloge des deux parties.
Dans les smartphones Samsung, j'essaie d'utiliser la norme Wide I / O, qui consiste en une interface verticale via des canaux silicium 512 bits, à 200 Mhz et de type SDR. Il n'atteignait que 12.8 Go / s mais était considéré comme une alternative avec une latence et une consommation d'énergie plus faibles par rapport aux mémoires LPDDR de l'époque. Le problème? Cela a augmenté les coûts et a donc été rejeté par l'industrie.
La solution s'est avérée insaisissable, mais l'un des avantages d'un système 3DIC est qu'il rompt le problème de la densité de la mémoire embarquée.
Le problème de la capacité de la mémoire embarquée
La mémoire DRAM a une densité 3 fois supérieure à celle de la SRAM, le problème est qu'au-delà de 40 nm, il n'est pas possible d'implémenter une mémoire DRAM à l'intérieur d'un processeur, il était donc temps d'utiliser la mémoire SRAM. Le problème est que la mémoire SRAM, même à haute densité, nous empêche de placer une densité de RAM suffisante dans un processeur.
La logique la plus simple nous dit que si nous plaçons une puce avec seulement de la RAM sur un processeur avec la technologie 3DIC, nous devrions augmenter la densité, le problème est que pour augmenter la densité de la mémoire, nous aurions besoin d'une énorme pile de mémoire, ce qui ferait de la mémoire plus cher. processeur et ne serait pas viable.
Mais il existe une solution, diviser la RAM en deux puits de mémoire différents, dans une hiérarchie différente.
Deux puits de RAM, l'un intégré au processeur, l'autre aux modules DIMM
Le concept consisterait en ce que d'une part nous aurions un puits de mémoire RAM connecté au processeur, avec une latence très faible et une bande passante beaucoup plus rapide. D'autre part, nous aurions la mémoire RAM classique dans les modules de mémoire RAM classiques de toute une vie.
L'idée serait d'attribuer via le système d'exploitation l'utilisation des différents puits de RAM du système, ceux-ci n'auraient pas deux puits de mémoire en vue mais un seul où la seule différence d'adressage serait précisément l'adresse mémoire à laquelle j'écrirais dans chaque programme.
