분리형 로우 버퍼를 활용한 메모리 읽기 및 쓰기와 병렬 처리 가능한 DRAM 리프레시 기법

Abstract

현대의 컴퓨터는 Dynamic Random Access Memory (DRAM)을 주기억장치로 주로 사용한다. DRAM 은 하나의 캐패시터와 하나의 트렌지스터로 구성된 메모리 셀에 전하를 저장함으로써 기억장치로 동작한다. 메모리 셀에 저장된 전하는 시간에 따라 누설되어 데이터는 손실이 유발될 수 있다. 따라서, DRAM 은 이러한 데이터 손실을 막기 위해 주기적으로 메모리 셀의 전하를 다시 충전하는 리프레시 (Refresh)를 한다. DRAM 에서 리프레시를 하는 동안에는 DRAM 의 데이터를 사용하지 못하기 때문에 리프레시로 인한 시스템 성능 저하가 발생한다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 리프레시에 의한 시스템 성능 저하를 줄이기 위해 로우 액세스 버퍼와 컬럼 액세스 버퍼로 분리된 로우 버퍼 DRAM (Split Row Buffer DRAM)를 활용한다. 분리형 로우 버퍼 DRAM 에서는 액티베이트 (Activate )와 프리차지 (Precharge)와 같은 로우 레벨 동작과 읽기나 쓰기 같은 컬럼 레벨 동작을 동시에 수행 가능한 점을 활용하여, 본 논문에서는 로우 액세스 버퍼에서 리프레시 수행 중에 컬럼 액세스 버퍼에서 읽기와 쓰기가 가능한 리프레시 기법을 제한함으로써 리프레시로 인한 시스템 성능 저하를 줄인다. 실험 결과, 제안한 리프레시 기법은 평균적으로는 7.2% 시스템 성능 향상을 보였다.