你的 DRAM 功耗模型没有告诉你的事：一项详细实验研究的教训
硬件体系结构
2018-07-16 v1
摘要
主存（DRAM）在当今计算机中消耗高达系统总功耗的一半，导致对开发低功耗新型 DRAM 架构与系统的需求日益增长。研究人员长期依赖基于供应商提供的标准化电流测量值（称为 IDD 值）的 DRAM 功耗模型。遗憾的是，我们发现这些模型极不准确，且不能反映真实 DRAM 器件的实际功耗。我们对现代真实世界 DRAM 模块消耗的功耗进行了首次全面实验表征。我们对来自三家主要供应商的 50 个 DDR3L DRAM 模块的广泛表征得出了关于 DRAM 功耗的四个关键新观察：（1）在我们测得的所有 IDD 值中，真实 DRAM 模块消耗的电流与供应商规定的电流存在显著偏差；（2）DRAM 功耗强烈依赖于所读或所写的数据值；（3）存在显著的结构性差异，即同一型号多个 DRAM 模块中相同的存储体与行比其他存储体或行消耗更多功耗；（4）在连续的工艺技术代际中，DRAM 功耗的下降幅度不及供应商规格所示。基于我们的详细分析与表征数据，我们开发了由真实实验告知的变异感知内存功耗模型（VAMPIRE）。我们展示 VAMPIRE 相较实际测得的 DRAM 功耗仅有 6.8% 的平均绝对百分比误差。VAMPIRE 支持使用先前 DRAM 功耗模型无法实现的广泛研究。作为一个示例，我们使用 VAMPIRE 评估了一种新的功耗感知数据编码机制，其可平均降低 12.2% 的 DRAM 能耗。我们计划开源 VAMPIRE 及实验表征期间收集的大量原始数据。
引用
@article{arxiv.1807.05102,
title = {What Your DRAM Power Models Are Not Telling You: Lessons from a Detailed Experimental Study},
author = {Saugata Ghose and Abdullah Giray Yağlıkçı and Raghav Gupta and Donghyuk Lee and Kais Kudrolli and William X. Liu and Hasan Hassan and Kevin K. Chang and Niladrish Chatterjee and Aditya Agrawal and Mike O'Connor and Onur Mutlu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.05102},
year = {2018}
}
备注
presented at SIGMETRICS 2018