磁阻式隨機(jī)存儲(chǔ)器MRAM是一種新型存儲(chǔ)器,其優(yōu)點(diǎn)有讀取速度快和集成度高及非揮發(fā)性等。目前許多研究主要是致力于將MRAM運(yùn)用于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)中。同時(shí)非易失性MRAM存儲(chǔ)器也應(yīng)用于各級(jí)高速緩存。
 
MRAM替代SRAM做L2高速緩存
首先比較具有同樣面積的MRAM和SRAM。直接用相同面積的MRAM替換SRAM作L2高速緩存能降低錯(cuò)誤率。但是寫入延時(shí)較長(zhǎng)。當(dāng)寫入操作強(qiáng)度高時(shí),錯(cuò)誤率降低的優(yōu)勢(shì)會(huì)被長(zhǎng)延時(shí)所抵消導(dǎo)致性能下降。雖然這種直接替代能大大降低漏功耗,但當(dāng)寫入密集時(shí),動(dòng)態(tài)功耗顯著增加,使減少能耗的效果變差。若直接用相同面積的MRAM替代sram ,在寫入操作較密集時(shí),其寫入長(zhǎng)延時(shí)和高能耗等缺點(diǎn)會(huì)抵消其優(yōu)勢(shì)。
 
MRAM作為L(zhǎng)3高速緩存
L2容量過(guò)大會(huì)增加存取延時(shí)所以不適用。在存儲(chǔ)體系中增加一級(jí)L3高速緩存的可行性。研究者計(jì)算出一個(gè)128MB,4-banks，16-way,256-byte block的高速緩存面積只有161mm2,適合堆疊在目前的處理器上。時(shí)間模型表明其延時(shí)只有15.82ns,遠(yuǎn)少于存儲(chǔ)器平均存取時(shí)間。在不同的情況下的IPC速度增加了0.03%到108%。對(duì)L2高速緩存錯(cuò)誤率較高的情況有很大改進(jìn)。并且這種改進(jìn)只需要增加0.4W的功耗。
 
 MRAM用作主存
有關(guān)研究已證明片上堆疊DRAM存儲(chǔ)器的可行性。與DRAM相比的MRAM不需要周期性刷新。但是目前還是DRAM的集成度最高。目前堆疊DRAM技術(shù)的性能提高為19%(對(duì)于整數(shù)）和40%(對(duì)于浮點(diǎn)數(shù))。我們有理由相信堆疊MRAM技術(shù)因其具有更短的延時(shí)而會(huì)有更好的表現(xiàn)。
 
雖然MRAM低功耗的特點(diǎn)使其能夠?qū)崿F(xiàn)多層堆疊而不用擔(dān)心溫度方面的問(wèn)題,但是延時(shí)會(huì)增加,而且堆疊層數(shù)過(guò)多會(huì)導(dǎo)致成品率下降。因此目前的MRAM技術(shù)要應(yīng)用于主存儲(chǔ)器還不夠成熟(因?yàn)槠淙萘坎粔虼? ,但是可以用于對(duì)低功耗有特殊要求的嵌入式設(shè)備。
 
 
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