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OpenDRAM: A Modular, High-performance Soft Memory Controller for DDR4 DRAM
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AI
DOI：10.1145/3772724.png)
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摘要
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我们提出OpenDRAM，一种可用于FPGA的可综合高性能DDR4 DRAM软内存控制器（MC）。由于DRAM通常以比MC（通常是4倍）更高的频率运行，为了充分利用DRAM的带宽，硬化的DDR4物理接口期望控制器在一个时钟周期内发出四个DRAM命令。OpenDRAM是一个模块化、可扩展的MC，实现了高性能的并行银行调度器。我们详细介绍了OpenDRAM逻辑块的RTL设计和与现有AMD的内存接口生成器（MIG）模块的集成，用于初始化、维护和接口。该集成项目已在AMD Virtex UltraScale+ FPGA上进行了全面验证。我们使用合成和加速器内核评估并比较了OpenDRAM与AMD的MIG控制器和另一个开源控制器OPRECOMP的性能。结果表明，OpenDRAM超越了商业和开源的对比方案，与AMD的MIG相比性能提升高达157%，与OPRECOMP相比提升267%，这主要归功于其重排序和调度机制。为了展示其研究用途，我们原型化了五种不同的命令调度器，探索了调度激进性与最大频率之间的权衡，并展示了FPGA感知设计如何提高时序收敛。最后，我们发布OpenDRAM作为第一个高性能、可扩展、开源的MC，供研究人员使用、扩展和构建。
Keyword:
DRAM
Memory Controller
High-performance Memory
FPGA
Open-source
期刊
IF:
2.8
论文数:
598
被引数:
810
机构
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