斯坦福大学的混合增益单元存储器：CPU 和 GPU 高速缓存设计的飞跃

斯坦福大学的研究人员斯坦福大学的研究人员正在探索一种新技术，它可以升级当今 CPU 和 GPU 的内部缓存。他们正在研究混合增益单元存储器--SRAM 和 DRAM 技术的完美结合，旨在解决 SRAM 缓存目前面临的问题。

该项目负责人、斯坦福大学电子工程系 Philip Wong 教授指出了现代 GPU 设计中的一大挑战："内存墙问题"。这个问题是指将数据从速度较慢的 DRAM 调入速度较快但体积较小的基于 SRAM 的高速缓存所带来的麻烦和高能耗成本。这一瓶颈让研究人员开始寻找能提供更好性能的 SRAM 替代品。

SRAM 另一个令人头疼的问题是它的体积。如今的芯片需要为 SRAM 占用大量空间，每个位需要占用六个晶体管（四个用于存储数据，两个用于管理访问）。另一方面，DRAM 只需一个晶体管和几个额外的元件就能存储数据，但它有一个恼人的怪癖，即需要不断刷新以保持数据的活力。

这就是混合增益单元存储器的优势所在，它有望带来一些显著的优势：

• 提高存储密度：增益单元存储器的主要优势在于其潜在的更高存储容量，这对低级缓存至关重要。
• 性能提升：更大的缓存可减少从系统 DRAM 到 CPU 或 GPU 的数据传输时间，从而提高整体性能并减少延迟。
• 能源效率：该技术有望解决与当前高速缓存架构相关的能耗问题。

研究人员认为，这项技术将彻底改变未来的 CPU 和 GPU 设计，使低级高速缓存容量超越目前的水平。

此外，混合增益单元存储器还能与三维堆叠技术（如 AMD 的三维 V 型高速缓存）很好地配合使用，为更大容量的提升打开了大门。这种组合可以极大地影响处理器在各种计算任务中的性能。

如果结果符合预期，这项研究可能会为计算机架构的新时代铺平道路，解决一些长期以来阻碍现代系统发展的速度和效率问题。