การรวม RAM เข้ากับโปรเซสเซอร์มีส่วนช่วยอะไร?

ในปี 2003 มีการปรับปรุงที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งเท่าที่โปรเซสเซอร์ที่สำคัญเกี่ยวข้องคือการนำ Northbridge ไปใช้ภายในโปรเซสเซอร์ซึ่งก่อนหน้านี้ได้มีการปรับปรุงภายนอก Northbridge เป็นชิ้นส่วนที่สื่อสาร CPU และโปรเซสเซอร์อื่น ๆ บนเมนบอร์ดด้วย RAM

ก้าวต่อไปสู่การบูรณาการ? อาจรวม RAM หรืออย่างน้อยบางส่วนไว้ใน CPU

ระยะห่างของข้อมูลมีผลต่อประสิทธิภาพ

หลักการพื้นฐานอย่างหนึ่งเกี่ยวกับประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์คือระยะห่างระหว่างหน่วยความจำที่เก็บข้อมูลและหน่วยที่ประมวลผลข้อมูลซึ่งยิ่งสั้นยิ่งดีเนื่องจากสัญญาณไฟฟ้าต้องเดินทางในระยะทางที่สั้นกว่ามาก ซึ่งแปลว่าเวลาดำเนินการคำสั่งน้อยลง

นั่นคือเหตุผลที่ข้อมูลที่สามารถเข้าถึงได้ในแคชระดับแรกจะทำงานได้เร็วกว่าข้อมูลที่อยู่ใน RAM ตามหลักการแล้วคุณสามารถวางหน่วยความจำจำนวนมากไว้ใกล้กับโปรเซสเซอร์ได้

แต่เป็นไปไม่ได้ที่จะทำเช่นนั้นเนื่องจากพื้นที่มี จำกัด และการวาง RAM ไว้ข้างๆโปรเซสเซอร์จะส่งผลเสียต่อทั้งสองอย่างทำให้ทั้งสองอย่างรวมกันถึงอุณหภูมิที่สูงอย่างมหาศาลซึ่งอาจทำให้ประสิทธิภาพการทำงานรวมของทั้งสองต่ำกว่า กับทั้งสองแยกกัน

การใช้เทคโนโลยี 3DIC เพื่อรวม RAM เข้ากับโปรเซสเซอร์

เราได้เห็นเทคโนโลยี 3DIC ที่รวมชิปหน่วยความจำหลายสแต็ค แต่ไม่รวม CPU เข้ากับหน่วยความจำโดยเฉพาะในพีซี ตัวอย่างเช่นในตอนแรกหน่วยความจำ HBM ได้รับการออกแบบมาให้ติดตั้งที่ด้านบนของโปรเซสเซอร์ แต่อุณหภูมิที่ถึงนั้นสูงมากจนต้องลดความเร็วสัญญาณนาฬิกาของทั้งสองฝ่าย

ในสมาร์ทโฟน Samsung ฉันพยายามใช้มาตรฐาน Wide I / O ซึ่งประกอบด้วยอินเทอร์เฟซแนวตั้งผ่านช่องซิลิกอน 512 บิตที่ 200 Mhz และประเภท SDR ถึงเพียง 12.8 GB / s แต่ถือเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่มีเวลาแฝงและการใช้พลังงานต่ำกว่าเมื่อเทียบกับความทรงจำของ LPDDR ในเวลานั้น ปัญหา? มันเพิ่มต้นทุนดังนั้นจึงถูกปฏิเสธโดยอุตสาหกรรม

วิธีแก้ปัญหานี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเข้าใจยาก แต่ข้อดีอย่างหนึ่งของระบบ 3DIC คือการแก้ปัญหาเรื่องความหนาแน่นของหน่วยความจำในตัว

ปัญหาของความจุหน่วยความจำฝังตัว

หน่วยความจำ DRAM มีความหนาแน่นมากกว่า SRAM 3 เท่าปัญหาคือเกิน 40 นาโนเมตรไม่สามารถใช้หน่วยความจำ DRAM ภายในโปรเซสเซอร์ได้ดังนั้นจึงถึงเวลาที่ต้องใช้หน่วยความจำ SRAM ปัญหาคือหน่วยความจำ SRAM แม้จะมีความหนาแน่นสูงทำให้เราไม่สามารถใส่ความหนาแน่นของ RAM ภายในโปรเซสเซอร์ได้เพียงพอ

ตรรกะที่ง่ายที่สุดบอกเราว่าหากเราวางชิปที่มีแรมเพียงอย่างเดียวบนโปรเซสเซอร์ที่มีเทคโนโลยี 3DIC เราควรเพิ่มความหนาแน่นปัญหาคือเพื่อเพิ่มความหนาแน่นของหน่วยความจำเราจะต้องใช้หน่วยความจำขนาดใหญ่ซึ่งจะทำให้หน่วยความจำ แพงมาก. โปรเซสเซอร์และจะไม่สามารถทำงานได้

แต่มีวิธีแก้ปัญหาคือแบ่ง RAM ออกเป็นสองหลุมหน่วยความจำที่แตกต่างกันในลำดับชั้นที่ต่างกัน

หลุม RAM สองหลุมหนึ่งรวมอยู่ในโปรเซสเซอร์และอีกหลุมหนึ่งใน DIMM

แนวคิดนี้จะประกอบไปด้วยในแง่หนึ่งเราจะมีหน่วยความจำ RAM ที่เชื่อมต่อกับโปรเซสเซอร์ซึ่งมีเวลาแฝงต่ำมากและมีแบนด์วิดท์ที่เร็วกว่ามาก ในทางกลับกันเราจะมีหน่วยความจำ RAM แบบคลาสสิกในโมดูลหน่วยความจำ RAM แบบคลาสสิกตลอดชีวิต

แนวคิดคือการกำหนดผ่านระบบปฏิบัติการให้ใช้หลุม RAM ที่แตกต่างกันในระบบสิ่งเหล่านี้จะไม่มีหลุมหน่วยความจำสองหลุมในมุมมอง แต่มีเพียงแห่งเดียวที่ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวในการกำหนดแอดเดรสคือที่อยู่หน่วยความจำที่ฉันจะเขียน ลงแต่ละโปรแกรม