I ricercatori di Stanford stanno esplorando una nuova tecnologia che potrebbe migliorare le cache interne delle attuali CPU e processori grafici. Stanno lavorando su una memoria a cella di guadagno ibrida, un mix intelligente di tecnologia SRAM e DRAM, progettata per risolvere i problemi che le cache SRAM devono attualmente affrontare.
Il professor Philip Wong, che guida il progetto e insegna ingegneria elettrica a Stanford, evidenzia una delle principali sfide nella progettazione moderna delle GPU: il “problema del muro di memoria”. Questo problema riguarda la difficoltà e l’elevato costo energetico del trasferimento dei dati dalla DRAM più lenta a quella più veloce ma cache SRAM più piccola. Questo collo di bottiglia spinge i ricercatori a cercare sostituti della SRAM con prestazioni migliori.
La dimensione della SRAM è un altro problema. I chip attuali utilizzano molto spazio per la SRAM, che occupa sei transistor per bit (quattro per archiviare i dati e due per gestire l’accesso). Al contrario, la DRAM può archiviare dati con un singolo transistor e alcuni componenti aggiuntivi, ma presenta lo svantaggio di dover essere costantemente aggiornata per mantenere i dati in vita.
È qui che entra in gioco la memoria ibrida a celle a guadagno, che promette notevoli vantaggi:
- Maggiore densità di archiviazione: il vantaggio principale della memoria Gain Cell è che consente una maggiore capacità di archiviazione, che è fondamentale per le cache di basso livello.
- Prestazioni migliorate: cache più grandi riducono il tempo necessario per trasferire i dati dalla DRAM del sistema alla CPU o alla GPU, migliorando così le prestazioni generali e riducendo la latenza.
- Efficienza energetica: la tecnologia promette di risolvere i problemi di consumo energetico associati alle attuali architetture di cache.
I ricercatori ritengono che questa tecnologia potrebbe rivoluzionare i futuri progetti di CPU e GPU, spingendo le capacità della cache di basso livello oltre ciò che è possibile oggi.
Inoltre, la memoria con celle a guadagno ibrido funziona bene con le tecniche di stacking 3D, come la 3D V-Cache di AMD, aprendo la strada ad aumenti di capacità ancora maggiori. Questa combinazione potrebbe avere un impatto significativo sulle prestazioni del processore in una vasta gamma di attività di elaborazione.
Se le cose andranno come previsto, questa ricerca potrebbe inaugurare una nuova era nell’architettura dei computer, risolvendo alcuni dei problemi di velocità ed efficienza che hanno a lungo ostacolato i sistemi moderni.
