18、HMC与DDR内存性能对比分析

HMC与DDR内存性能对比分析

在计算机系统中，内存性能对整体性能有着至关重要的影响。DDR和HMC作为两种不同的内存架构，它们各自有着独特的特点和适用场景。下面将详细介绍这两种内存架构的特点、评估方法以及实验结果。

1. 主要贡献

• HMC模拟器 ：扩展了一个周期精确的模拟器，实现了详细的HMC模型，考虑了内部存储库、DRAM信号延迟和链路带宽。
• DDR和HMC比较 ：使用29个单线程和7个多线程基准应用程序，对HMC和DDR 3内存进行了分析，以了解DDR 3通道数量和HMC链路数量的限制，以及每个应用程序从每种内存系统中获益的特性。
• 应用行为关联 ：实验表明，低内存压力的应用程序在HMC和DDR 3内存之间切换时性能保持不变。高内存压力（即内存压力高于0.5 GB/s）且低空间内存局部性的应用程序从HMC中获益更多，因为其采用了闭行策略和高存储体并行性。而高内存局部性的应用程序在DDR 3内存上表现更好，主要是因为其8 KB的行缓冲区。

2. 内存设计的技术限制

2.1 DRAM和DDR架构

传统的主内存模块由多个设备协同工作组成。最高级别的内存结构是模块，模块可能有多个秩，每个秩由多个设备组成，这些设备同步运行。设备由一组存储体组成，给定秩中的所有设备对操作信号做出反应，始终在同一存储体中操作。这些存储体由子阵列组成，子阵列由按列访问的行构成。

DRAM协议使用以下5个基本简化操作来管理这些阵列：
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