session 2a: memory and storage (monday 2:00 pm at north ... · minesh patel jeremie s. kim a. giray...
TRANSCRIPT
CROWA Low-Cost Substrate for Improving
DRAM Performance, Energy Efficiency, and Reliability
Hasan HassanMinesh Patel Jeremie S. Kim A. Giray Yaglikci Nandita Vijaykumar
Nika Mansouri Ghiasi Saugata Ghose Onur Mutlu
Session 2A: Memory and Storage (Monday 2:00 pm at North 221 ABC)
2
Challenges of DRAM Scaling
DRAM
3
Challenges of DRAM Scaling
DRAM
access latency1
4
Challenges of DRAM Scaling
DRAM
access latency
refresh overhead
1
2
5
Challenges of DRAM Scaling
DRAM
access latency
refresh overhead
exposure to vulnerabilities
1
2
3
6
Conventional DRAM
7SA SA SA SA SASA
row
dec
od
er
Conventional DRAM
DRAM Subarray
DRAM
sense amplifier
8SA SA SA SA SASA
row
dec
od
er
Conventional DRAM
DRAM Subarray
DRAM
sense amplifier
SA
SA SA
SA SA
SA
9
Copy Row DRAM (CROW)
DRAM Subarray
DRAM
sense amplifier
regular rows
SA SA SA SA SA
SA
CR
OW
d
eco
der copy rows
reg
ula
r ro
w
de
cod
er
10
Row copy
Copy Row DRAM (CROW)
DRAM Subarray
DRAM
sense amplifier
regular rows
SA SA SA SA SA
SA
CR
OW
d
eco
der copy rows
reg
ula
r ro
w
de
cod
er
SA
SA SA
SA SA
SA
11
Row copy
Multiple row activation
Copy Row DRAM (CROW)
DRAM Subarray
DRAM
sense amplifier
regular rows
SA SA SA SA SA
SA
CR
OW
d
eco
der copy rows
reg
ula
r ro
w
de
cod
er
SA
SA
SA
SA
SA
SA
12
Use Cases of CROW
13
➢CROW-cache ✓reduces access latency
Use Cases of CROW
14
➢CROW-cache ✓reduces access latency
Use Cases of CROW
SA SA SA SA SASA SA
SA SA
SA SA
SA
15
➢CROW-cache ✓reduces access latency
Use Cases of CROW
SA SA SA SA SASA SA
SA
SA
SA
SA
SA
16
➢CROW-cache ✓reduces access latency
➢CROW-ref ✓reduces DRAM refresh overhead
Use Cases of CROW
SA SA SA SA SASA
weak
strong
17
➢CROW-cache ✓reduces access latency
➢CROW-ref ✓reduces DRAM refresh overhead
Use Cases of CROW
SA SA SA SA SASA SA
SA SA
SA SA
SA
weak
strong
18
➢CROW-cache ✓reduces access latency
➢CROW-ref ✓reduces DRAM refresh overhead
➢A mechanism for protecting against RowHammer
Use Cases of CROW
SA SA SA SA SASA SA
SA SA
SA SA
SA
weak
strong
19
Key Results
20
CROW-cache + CROW-ref•20% speedup•22% less DRAM energy
Key Results
21
CROW-cache + CROW-ref•20% speedup•22% less DRAM energy
Hardware Overhead•0.5% DRAM chip area•1.6% DRAM capacity•11.3 KiB memory controller storage
Key Results
CROWA Low-Cost Substrate for Improving
DRAM Performance, Energy Efficiency, and Reliability
Hasan HassanMinesh Patel Jeremie S. Kim A. Giray Yaglikci Nandita Vijaykumar
Nika Mansouri Ghiasi Saugata Ghose Onur Mutlu
Session 2A: Memory and Storage (Monday 2:00 pm at North 221 ABC)