Chronus：理解与加固 DRAM 读取扰动的行业级解决方案
摘要
我们 1) 首次对当代 on-DRAM-die 读取扰动缓解方法 Per Row Activation Counting (PRAC) 进行严格的安全、性能、能源与成本分析，并 2) 提出 Chronus 以解决 PRAC 的两个主要弱点。我们的分析表明，PRAC 对良好应用的系统性能开销在现代 DRAM 芯片上不容小觑，并且在未来更易受读取扰动影响的 DRAM 芯片上将变得不可接受。我们识别出 PRAC 的两个弱点导致了这些开销：其一，PRAC 由于需要递增激活计数器的额外时间而增加关键 DRAM 访问延迟参数；其二，PRAC 执行固定数量的预防性刷新 operations，受波动攻击（wave attack）威胁，导致需要配置显著减小的激活阈值。为解决 PRAC 的这两个弱点，我们提出一种新的 on-DRAM-die RowHammer 缓解机制 Chronus。Chronus 1) 通过将计数器与数据分离来并行更新行激活计数器，同时服务访问请求；2) 通过动态控制预防性刷新数量来防止波动攻击。我们的性能分析表明，Chronus 的系统性能开销在现代 DRAM 芯片上几乎为零，在未来 DRAM 芯片上性能开销非常低。Chronus 在三个 PRAC 变体和三个其他最新读取扰动解决方案中均表现出优势。我们讨论了 Chronus 和 PRAC 对未来系统的影响，并阐述了未来研究方向。为促进未来研究，我们在 https://github.com/CMU-SAFARI/Chronus 上开源了 Chronus 实现。
引用
@article{arxiv.2502.12650,
title = {Chronus: Understanding and Securing the Cutting-Edge Industry Solutions to DRAM Read Disturbance},
author = {Oğuzhan Canpolat and A. Giray Yağlıkçı and Geraldo F. Oliveira and Ataberk Olgun and Nisa Bostancı and İsmail Emir Yüksel and Haocong Luo and Oğuz Ergin and Onur Mutlu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.12650},
year = {2025}
}
备注
To appear in HPCA'25. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2406.19094. Appendix E added that describe the errata and new results