如何將DRAM帶寬提高十倍
2017-11-21 14:55:05
DDR DRAM內存控制器要滿足眾多市場競爭的需求，必須要增加存儲器接口的帶寬，滿足圖形處理、CPU、系統(tǒng)實時DRAM的延遲需求，同時符合存儲總線和片上總線標準的規(guī)定。
讀取重排序緩沖器（RRB）是DesignWare uMCTL和uMCTL2 DDR內存控制器IP產品上可用的一項硅驗證的架構增強功能，是對DDR內存控制器架構的進一步完善。本文將解釋讀取重排序緩沖器的概念，并對其如何提升存儲帶寬加以說明。此外，本文還總結了測試結果，展示了不同架構的DRAM控制器（根據(jù)該控制器是帶RRB、帶外部調度的RRB、或是帶內容可尋址內存（CAM）調度的RRB的架構）可從相同輸入數(shù)據(jù)流獲得10%、66%或100%的截然不同的DRAM總線利用率。
DRAM控制器上事務重排序
每個存儲子系統(tǒng)必須符合與之相連的片上總線的DDR DRAM總線標準和數(shù)據(jù)一致性需求。
將系統(tǒng)片上總線事務轉換成存儲事務，最簡單的方法是使用一個協(xié)議控制器。該協(xié)議控制器將按從片上總線收到指令的順序將指令轉換成存儲事務，同時遵循DRAM標準的規(guī)范。典型的協(xié)議控制器還將對輸入的DRAM維護事務（如與存儲讀寫操作相關的激活和預充電指令）進行調度。
很少有系統(tǒng)能夠自然地生成高效的存儲流量；例如，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)生成較長的順序存取存儲器。大多數(shù)系統(tǒng)都有CPU緩存填充、視頻編/解碼或網(wǎng)絡分組數(shù)據(jù)流，這些數(shù)據(jù)流包含發(fā)射到存儲器中隨機位置的短事務。短事務指令對DRAM內部數(shù)據(jù) bank結構的利用率較低，而且通常效率低下。甚至是在包含能夠生成高效存儲流量的存儲請求者（主控）的系統(tǒng)（多請求者系統(tǒng)）中，來自多請求者的數(shù)據(jù)流也可能產生低效率的存儲總線序列。
由于協(xié)議控制器以從片上總線收到指令的順序來執(zhí)行指令，按照高效DRAM執(zhí)行的順序為協(xié)議控制器提供指令是非常重要的。如果不能按此順序，存儲帶寬可能受影響，因為協(xié)議控制器可能需要延遲一些事務來防止違反DRAM協(xié)議。
為處理系統(tǒng)內存儲流量生成低效的問題，通常的方法是對存儲流量重新排序，從而獲得更高效的操作。可以在流量到達協(xié)議控制器之前通過一個存儲調度器，或通過一個帶重排序功能的內存控制器，對存儲流量進行重排序。
重排序有多種策略可用；這些策略通常都會盡力避免DRAM協(xié)議限制所需的指令對指令延遲。有效的內存控制器不僅會防止不正確的指令序列，還會盡力實現(xiàn)正確的指令序列，如有利于高效DRAM執(zhí)行的順序頁面點擊。
本文關鍵詞：
DDR DRAM
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