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Verso tecnologie di memoria ad alta efficienza energetica

La crescente richiesta di energia per i sistemi di calcolo, a causa dei requisiti di memoria, sta avendo un effetto negativo su tutta la linea, dai dispositivi mobili ai supercomputer. Un’iniziativa UE mira a fornire efficienti soluzioni per consumi di energia e memoria.
Verso tecnologie di memoria ad alta efficienza energetica
Le emergenti tecnologie con memorie non volatili (MNV), come la memoria a cambiamento di fase e la memoria di accesso casuale resistiva, vantano varie proprietà che contribuiscono a un minor consumo di energia. Tuttavia, consumano più energia per ogni accesso di memoria rispetto alla tecnologia DRAM esistente.

Per affrontare il problema, il progetto NOVOSOFT (Software management of non-volatile memory hierarchies), finanziato dall’UE, è nato con l’obiettivo di ridurre il consumo di energia nei sistemi di memoria. Per raggiungere tale obiettivo, il team ha esaminato il modo in cui le tecnologie MNV possono essere utilizzate per migliorare l’efficienza energetica attraverso la potenziale sostituzione dei chip MNV con equivalenti DRAM utilizzati nei sistemi informatici.

I partner del progetto hanno studiato e analizzato i parametri energetici e prestazionali delle potenziali tecnologie MNV. Hanno successivamente integrato i parametri in un modello di tecnologia MNV analitico che predice se i dati sono meglio memorizzati nella tecnologia DRAM o MNV con l’accesso da parte di un particolare programma. I ricercatori hanno impiegato il modello per valutare il potenziale di rendimento e l’efficienza energetica dei sistemi di memoria ibridi.

Un’interfaccia di programmazione per l’applicazione è stata sviluppata allo scopo di affrontare il posizionamento dei dati nei sistemi ibridi. Inoltre, un linguaggio di programmazione parallelo per il task dataflow è stato esteso al fine di determinare il posizionamento e la migrazione dei dati in un sistema di memoria DRAM/MNV ibrido.

Il team del progetto ha valutato diversi carichi di lavoro integrati in termini di calcolo e alta intensità di dati. Inoltre ha dimostrato un risparmio energetico del 50-90 %, con tale intervallo dipendente dai parametri delle tecnologie MNV.

Il progetto NOVOSOFT ha studiato dei metodi di gestione software per far funzionare sistemi di memoria ibridi che contengono DRAM tradizionale e tecnologie MNV emergenti. Sfruttando entrambe le tecnologie, i sistemi di elaborazione impiegheranno meno energia durante l’utilizzo di memoria. Ciò fa ben sperare per i dispositivi mobili alimentati a batteria, le infrastrutture informatiche ad alte prestazioni e i centri dati di tutto il mondo.

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Keywords

Sistemi informatici, memoria non volatile, memoria di accesso casuale, DRAM, gestione prodotti software