NVSim: Um Modelo em Nível de Circuito para Desempenho, Energia e Área de Memória Não Volátil Emergente

Diversas novas tecnologias de memória não volátil (NVM) surgiram recentemente. Entre todas as tecnologias candidatas a NVM investigadas, a memória por transferência de torque de spin (STT-RAM, ou MRAM), memória de acesso aleatório por mudança de fase (PCRAM) e memória resistiva de acesso aleatório (ReRAM) são consideradas as candidatas mais promissoras. Como o objetivo final dessa pesquisa em NVM é implantá-las em múltiplos níveis na hierarquia de memória, é necessário explorar o amplo espaço de projeto de NVM e encontrar a implementação adequada em diferentes níveis da hierarquia de memória, desde caches altamente otimizados para latência até armazenamento secundário altamente otimizado para densidade. Embora existam muitas ferramentas disponíveis como assistentes de projeto para SRAM/DRAM, ferramentas similares para designs de NVM estão atualmente ausentes. Assim, neste artigo, desenvolvemos o NVSim, um modelo em nível de circuito para estimativa de desempenho, energia e área de NVM, que suporta várias tecnologias de NVM, incluindo STT-RAM, PCRAM, ReRAM e NAND Flash legado. O NVSim é validado com sucesso contra protótipos industriais de NVM, e espera-se que ajude a impulsionar estudos relacionados à NVM em nível de arquitetura.