Defesa de Dissertação de Mestrado – Lisandro Luiz da Silva

DEFESA DE DISSERTAÇÃO DE MESTRADO – PPGC

Título: Exploração de Arquiteturas de Memórias Híbridas para Sistemas Embarcados utilizando Memórias Não Voláteis

Autor: Lisandro Luiz da Silva

Orientação:

• Prof. Dr. Júlio Carlos Balzano de Mattos (UFPel/Orientador)
• Profª. Drª. Lisane Brisolara de Brisolara (UFPel/Coorientadora)

Banca Examinadora:

• Prof. Dr. Bruno Zatt (UFPel)
• Prof. Dr. Felipe de Souza Marques (UFPel)
• Prof. Dr. Mateus Beck Rutzig (UFSM)

Data: 02 de maio de 2017

Hora: 18:00h

Local: Lab. 1 (Sala 445), 4º andar do Campus Porto.

Resumo: O consumo de energia é tão importante quanto o desempenho em sistemas embarcados alimentados a bateria pois cada vez mais estes sistemas precisam processar computação intensiva com um baixo consumo energético. Devido à alta contribuição do acesso à memória no consumo total de energia de sistemas embarcados, a arquitetura de memória influencia fortemente os objetivos dos projetos dos dispositivos embarcados. Existem, na literatura, diversas técnicas de otimização do acesso à memória para sistemas embarcados, possibilitando por parte do projetista do sistema, uma exploração do espaço de projeto abrangente para a arquitetura de memória. Muitas dessas técnicas são propostas devido aos problemas enfrentados com o avanço da tecnologia, como por exemplo, a memória tradicional baseada em SRAM (Static Random Access Memory) on-chip tornou-se um gargalo em desempenho e consumo energético para o projeto de sistemas embarcados, devido ao seu alto leakage e latência de leitura. As tecnologias emergentes de memórias não voláteis (NVM, Non-Volatile Memories), tal como STTRAM (Spin-Transfer Torque RAM) e PCRAM (Phase Change RAM), são soluções candidatas para os futuros sistemas de memória, pois elas possuem algumas vantagens sobre a memória SRAM tradicional, como por exemplo, o consumo energético menor. Este trabalho apresenta um estudo de exploração realizadas em memórias híbridas utilizando memórias não voláteis em sistemas embarcados. O trabalho apresenta a investigação do acesso à memória do processador embarcado ARM, a análise dos acessos realizados, juntamente com os impactos dos acessos à memória no consumo e no desempenho para diferentes modelos híbridos de memórias com tecnologias emergentes, para um determinado conjunto de benchmarks retirados do MiBench. Os resultados são significativos, pois, por exemplo, conseguiu-se aumentar o número de acessos da memória scratchpad (SPM) híbrida utilizando memória SRAM de 16KB, STT-RAM 32KB e PCM de 8KB (SPM 4) em cerca de 0,99% quando comparada com uma memória SPM tradicional utilizando SRAM de 32KB (SPM 1), além de reduzir em média 23,81% a latência e 49,24% o consumo energético e diminuir o leakage em 46,65% e a área em 16.29%