메모리 인터리빙

개념
메모리 접근시간을 최소화하기 위해 메모리를 복수개의 모듈로 나누고 각 모듈에 연속적인 주소를 부여하여 동시에 접근이 가능하게 하는 기법 버스의 경합이나 기억장치의 충돌 회피를 위하여 기억장치를 여러 개의 독립적인 모듈들로 나누고 그 모듈들에서 동시에 엑세스 동작이 일어날 수 있도록 하는 기법

I. 메모리 접근시간 최소화 기법, 메모리 인터리빙의 개요
    가. 메모리 인터리빙(Memory Interleaving)의 정의

  • 메모리 접근시간을 최소화하기 위해 메모리를 복수개의 모듈로 나누고 각 모듈에 연속적인 주소를 부여하여 동시에 접근이 가능하게 하는 기법
  • 버스의 경합이나 기억장치의 충돌 회피를 위하여 기억장치를 여러 개의 독립적인 모듈들로 나누고 그 모듈들에서 동시에 엑세스 동작이 일어날 수 있도록 하는 기법

 

    나. 메모리 인터리빙의 개념도
 

  • CPU가 Bank#0에 어드레스#0를 보냄, CPU가 어드레스 #1을 Bank#1에 보내고 Data#0을 Bank#0에서 수신하는 동작을 반복하여, 한 개의 뱅크가 Refresh하고 있는 동안 다른 뱅크를 엑세스하여 병렬
  • 메모리 인터리빙의 활용 방식은, 데이터들을 기억장치에 분산 저장하는 방식에 따라 상위, 하위, 혼합 인터리빙으로 구분될 수 있음.

 

II. 메모리 인터리빙의 활용방식 설명
    가. 상위 인터리빙 방식 설명
 

  • 일반적인 기억장치 주소지정 방식으로 기억장치 주소를 모듈들에 순차적으로 지정하는 방식
  • 상위 비트들: 모듈 선택 신호로 사용
  • 하위 비트들: 모듈 내 기억장소 선택
  • 장점: 한 모듈 에러시 해당 모듈만 영향을 받아 결함 허용 효과
  • 단점: 하위 인터리빙과 같은 모듈의 동시 엑세스를 통한 성능 향상 어려움
  • 이 방식은 각 프로세서들이 실행하는 명령어들과 사용되는 데이터들이 독립적으로, 각 기억장치 모듈에 나누어 저장하는 것이 더 효과적일 때 활용

    나. 하위 인터리빙 방식 설명
 

  • 기억장치 주소가 모듈 단위로 인터리빙 됨
  • 하위 비트들: 모듈 선택 신호로 사용
  • 상위 비트들: 모듈 내 기억장소 선택
  • 장점: 연속된 주소가 연속된 모듈로 다수의 모듈이 동시 동작 (엑세스향상)
  • 단점: 1개 새로운 모듈 추가시, 하드웨어 구조 변경 불가, 한 모듈의 오류가 메모리 전체에 영향을 줌.

 

    다. 혼합 인터리빙 방식 설명
 

  • 기억장치 모듈을 뱅크로 그룹화함
  • 하위 인터리빙 방식의 단점인 결함 허용도 문제와, 상위 인터리빙의 단점인 동시 엑세스가 어려운 점을 극복하기 위해 전체 모듈들을 몇개 그룹으로 나눔
  • 그룹(뱅킹) 선택시 상위 인터리빙 활용
  • 그룹(뱅킹) 내 모듈간에는 하위 인터리빙을 활용하는 방식을 취함

 

III. 메모리 인터리빙의 엑세스 활용 방식
    가. 메모리 인터리빙의 엑세스 활용방식

엑세스 방식

설명

C-엑세스

방식

 

* 액세스 시간 : T = Ta + (M x tb)

(Ta = 기억장치 액세스 시간, tb = 버스 클럭의 주기, M = 기억장치 모듈의 수)

  • C-엑세스(Concurrent-access)방식은 주소들이 프로세서-기억장치간 버스를 통해 순차적으로 기억장치 모듈에 도착함.
  • 따라서 모듈들에서의 엑세스 동작들이 시간적으로 중첩되지만 실제 엑세스 시간은 약간씩 다르게 됨
  • 이 때 주소들이 버스를 통해 각 기억장치 모듈들로 전송되는 과정에서 버스의 경합으로 일정 시간 간격으로 주소들이 각 모듈에 도착하지 못할 수 있음
  • 그럴 경우 읽기 동작의 동시성이 줄어들고, 결과적으로 데이터 전송도 연속적으로 이루어지지 못하게 됨

S-엑세스

방식

 

* 액세스 시간 : T = Ta + (M x tb)

(Ta = 기억장치 액세스 시간, tb = 버스 클럭의 주기, M = 기억장치 모듈의 수)

  • S-엑세스(Simultaneous-access) 방식은 모든 기억장치 모듈들에서 읽기 동작들이 동시에 시작되도록 하고, 읽혀진 데이터들을 순차적으로 전송하게 됨
  • DDR DRAM 등에 적용되고 있으며 연속적인 입력 데이터 흐름이 필요한 파이프라인 컴퓨터에서 많이 사용
  • 메모리상에 인터리빙 된 데이터를 가져올 경우에도 순차적인 엑세스 방식인 C-엑세스 방식과 동시에 엑세스 가능한 S-엑세스 방식이 존재하며, S-엑세스 방식이 일기 동작의 동시성 확보를 통한 높은 성능 제공 가능.

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