Increasing memory access efficiency through a two-level memory controller

Abstract

Acessos simultâneos gerados por múltiplos clientes para um único dispositivo de memória em um Sistema-em-Chip (SoC) impõe desafios que requerem atenção extra devido ao gargalo gerado na performance. Considerando estes clientes como processadores, este problema torna-se mais evidente, pois a taxa de crescimento de velocidade para processadores excede a de dispositivos de memória, criando uma lacuna de desempenho. Neste cenário, estratégias de controle de memória são necessárias para aumentar o desempenho do sistema. Estudos provam que a comunicação com a memória é a maior causa de atrasos durante a execução de programas em processadores. Portanto, a maior contribuição deste trabalho é a implementação de uma arquitetura de controlador de memória composta por dois níveis: prioridade e memória. O nível de prioridade é responsável por interagir com os clientes e escalonar requisições de memória de acordo com um algoritmo de prioridade fixa. O nível de memória é responsável por reordenar as requisições e garantir o isolamento de acesso à memória para clientes de alta prioridade. O principal objetivo deste trabalho é apresentar um modelo que reduza as latências de acesso à memória para clientes de alta prioridade em um sistema altamente escalável. Os experimentos neste trabalho foram realizados através de uma simulação comportamental da estrutura proposta utilizando um programa de simulação. A análise dos resultados é dividida em quatro partes: análise de latência, análise de row-hit, análise de tempo de execução e análise de escalabilidade.