La memoria de célula de ganancia híbrida de Stanford: Un salto adelante para el diseño de cachés de CPU y GPU

Investigadores de Stanford están explorando una nueva tecnología que podría mejorar las memorias caché internas de las CPU y GPU actuales. Están trabajando en una memoria de célula de ganancia híbrida -una ingeniosa mezcla de tecnología SRAM y DRAM- diseñada para resolver los problemas a los que se enfrentan actualmente las memorias caché SRAM.

El profesor Philip Wong, que dirige el proyecto y enseña Ingeniería Eléctrica en Stanford, señala un gran reto en el diseño de las GPU modernas: el "problema del muro de memoria" Este problema tiene que ver con la molestia y el elevado coste energético que supone extraer datos de la DRAM, más lenta, para introducirlos en la caché basada en SRAM, más rápida pero más pequeña. Este cuello de botella tiene a los investigadores a la caza de sustitutos de la SRAM que ofrezcan mejor rendimiento.

Otro quebradero de cabeza de la SRAM es su tamaño. Los chips actuales utilizan mucho espacio para la SRAM, que ocupa seis transistores por bit (cuatro para almacenar los datos y dos para gestionar el acceso). Por otro lado, la DRAM puede almacenar datos con un solo transistor y unos pocos componentes adicionales, aunque tiene la molesta peculiaridad de necesitar un refresco constante para mantener vivos los datos.

Ahí es donde entra en juego la memoria híbrida de célula ganadora, que promete algunas ventajas significativas:

• Mayor densidad de almacenamiento: La principal ventaja de la memoria de celda de ganancia es su potencial para una mayor capacidad de almacenamiento, lo que resulta crucial para las cachés de bajo nivel.
• Aumento del rendimiento: Las cachés más grandes reducen el tiempo de transferencia de datos desde la DRAM del sistema a la CPU o la GPU, lo que mejora el rendimiento general y reduce la latencia.
• Eficiencia energética: La tecnología promete resolver los problemas de consumo de energía asociados a las actuales arquitecturas de caché.

Los investigadores creen que esta tecnología podría revolucionar los futuros diseños de CPU y GPU, impulsando las capacidades de caché de bajo nivel más allá de lo que es posible hoy en día.

Además, la memoria híbrida de celdas de ganancia funciona bien con técnicas de apilamiento 3D -como la 3D V-Cache de AMD- abriendo la puerta a aumentos de capacidad aún mayores. Este combo podría repercutir significativamente en el rendimiento de los procesadores en toda una serie de tareas informáticas.

Si todo sale como se espera, esta investigación podría allanar el camino hacia una nueva era en la arquitectura informática, resolviendo algunos de los antiguos problemas de velocidad y eficiencia que han venido frenando a los sistemas modernos.