[논문]Mobile SoC에서의 Dual Port DRAM을 사용한 Performance 향상

노종호; 정의영

[국내논문] Mobile SoC에서의 Dual Port DRAM을 사용한 Performance 향상
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노종호 (연세대학교 전기전자공학부) , 정의영 (연세대학교 전기전자공학부)

By using Dual Port DRAM to Multi-media SoC, an improved performance is achieved in this paper. The proposed scheme greatly help the multi-media SoC like a application for full HDTV, and it can be extended to the application field which is needed the low access latency with heavy traffic. Additionally, the proposed scheme help to down the BUM cost of system.

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문제 정의

또한, 이러한 System에서 본 논문에서 제안된 방식의 Access Control를 하는 경우 시스템의 성능 향상을 가져올 수 있다. 본 논문에서 제안하는 바는 Dual Port Memory를 사용하는 경우에 필요한 Access Control에 대한 Algorithm이다.

가설 설정

Dual Port DRAM은 어려가지 방식으로 만들어질 수 있으나, 본 논문에서 고려하는 대상은 각각의 포트에 할당되어 있는 Bank가 1개 이상씩 있고, 두개의 포트에서 모두 Access가 가능한 하나의 Bank (Shared Bank)를 갖는 DRAM을 가정한다.

제안 방법

그림 2에서는 제안된 방식의 메모리 Access를 제어하는 방식을 보인다. 여기서 1번 경로 및 3번 경로는 위의 그림 1과 동일한 동작을 수행하고, 2-1번 경로 및 2-2번 경로는 Shared Bank를 Access하는 경로인데, 제안하는 Algorithm을 사용하여 메모리를 Access한다. 제안된 Algorithm은 그림 2에서 보인 메모리 Controller에서 각각의 명령큐의 정보를 사용하여 TrafficCountM0(1)이라는 각 경로의 Traffic수준을 나타내는 정보 생성하여 Access Controller에게 전달하고, 그림 4에서 간략히 보인 Algorithm을 사용하여 Access Controller는 어떤 경로를 사용할지를 결정한다.
여기서 1번 경로 및 3번 경로는 위의 그림 1과 동일한 동작을 수행하고, 2-1번 경로 및 2-2번 경로는 Shared Bank를 Access하는 경로인데, 제안하는 Algorithm을 사용하여 메모리를 Access한다. 제안된 Algorithm은 그림 2에서 보인 메모리 Controller에서 각각의 명령큐의 정보를 사용하여 TrafficCountM0(1)이라는 각 경로의 Traffic수준을 나타내는 정보 생성하여 Access Controller에게 전달하고, 그림 4에서 간략히 보인 Algorithm을 사용하여 Access Controller는 어떤 경로를 사용할지를 결정한다. 즉, 양쪽 포트에서 모두 Access가능한 Shared Bank에 대하여 Traffic이 적은 경로를 사용함으로써 메모리 Access Latency를 줄일 수 있다.

성능/효과

그런데, 두개 이상의 메모리 포트의 필요성은 메모리의 저장량이 아닌 메모리 Bandwidth를 맞추기 위한 점이라는 데서 착안하여, 단순히 두개 이상의 메모리를 사용하는 것이 아니라 한 개의 메모리에 포트를 두개 두어 뱅크단위의 Access를 하는 Dual Port DRAM을 사용하면, 메모리 Bandwidth를 향상시킬 수 있고, 제품 Cost 도 낮출 수 있다. 또한, 이러한 System에서 본 논문에서 제안된 방식의 Access Control를 하는 경우 시스템의 성능 향상을 가져올 수 있다. 본 논문에서 제안하는 바는 Dual Port Memory를 사용하는 경우에 필요한 Access Control에 대한 Algorithm이다.
위 실험 결과를 통해서 Dual Port DRAM 방식을 사용하고 본 논문에서 제안한 Access Control Algorithm을 사용하는 경우 Access Latency를 감소시킴으로써 시스템 성능향상을 가져올 수 있음을 기술하였다. 향후 연구에서는 두개 이상의 Multi Port DRAM을 사용하는 경우 보다 효과적인 Access Control 방법에 대한 알고리듬에 대한 연구 및 Bandwidth를 최적화하기 위한 Low Cost의 Memory 구조에 대한 연구를 하려한다.
위와 같은 HDTV 시나리오에서 버스 Access를 단순화 하여 제안된 Algorithm 사용하여 간략한 simulation 수행 결과 2번 경로의 Access에 대해 약 16 cycle정도의 Access Latency가 감소되는 결과를 확인하였다.

후속연구

위 실험 결과를 통해서 Dual Port DRAM 방식을 사용하고 본 논문에서 제안한 Access Control Algorithm을 사용하는 경우 Access Latency를 감소시킴으로써 시스템 성능향상을 가져올 수 있음을 기술하였다. 향후 연구에서는 두개 이상의 Multi Port DRAM을 사용하는 경우 보다 효과적인 Access Control 방법에 대한 알고리듬에 대한 연구 및 Bandwidth를 최적화하기 위한 Low Cost의 Memory 구조에 대한 연구를 하려한다.

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