Un team di ricercatori dell'Università di Stanford sta sviluppando una nuova tecnologia di memoria ibrida chiamata "hybrid gain cell memory", che potrebbe migliorare significativamente le prestazioni delle cache interne di CPU e GPU moderne. La ricerca, guidata dal Professor Philip Wong, mira a superare i limiti delle attuali memorie SRAM e DRAM.
Il principale vantaggio di questa tecnologia ibrida è la sua maggiore densità di archiviazione rispetto alla SRAM tradizionale. Secondo Wong, a capo della ricerca, esiste un "problema del muro di memoria" nelle GPU attuali, dove il caricamento dei dati dalla DRAM alla cache SRAM richiede troppo tempo ed energia. La nuova memoria ibrida potrebbe risolvere questo collo di bottiglia.
La SRAM occupa una grande area sui chip moderni, richiedendo sei transistor per memorizzare e accedere a un bit di dati. La DRAM usa un solo transistor ma necessita di continui aggiornamenti. La tecnologia a cella di guadagno ibrida combina i vantaggi di entrambe, utilizzando transistor separati per lettura e scrittura senza bisogno di un condensatore aggiuntivo.
Prestazioni promettenti
Nei test, la memoria a cella di guadagno ha mostrato risultati eccellenti. Può mantenere i dati per oltre un'ora, molto più a lungo della DRAM che richiede aggiornamenti ogni 64 millisecondi. La velocità di lettura è fino a 50 volte superiore alla DRAM, con tempi di accesso tra 1 e 10 nanosecondi.
Tuttavia, in alcune configurazioni ad alta densità, potrebbe essere più lenta della SRAM. Il principale vantaggio resta la maggiore capacità di archiviazione, cruciale per le cache di basso livello. Cache più grandi riducono i trasferimenti di dati dalla DRAM di sistema, migliorando prestazioni e latenza.
Questa tecnologia potrebbe essere implementata nelle future CPU e GPU per aumentare significativamente le capacità delle cache. Non ci sono ostacoli all'utilizzo di varianti 3D per incrementare ulteriormente la densità, sulla scia della tecnologia 3D V-Cache di AMD.
Il Professor Wong ha dichiarato:
C'è un problema di muro di memoria con la cache SRAM integrata di una GPU che deve essere caricata con dati dalla DRAM relativamente lenta. Questa transizione richiede troppo tempo ed energia elettrica.
La ricerca dell'Università di Stanford apre nuove prospettive per superare i limiti delle attuali tecnologie di memoria nei processori. Se i risultati saranno confermati, potremmo assistere a un notevole balzo in avanti nelle prestazioni di CPU e GPU nei prossimi anni.