Collaborative Research: FoMR: Enabling High Instructions-per-Cycle (IPC) Counts in Future Multi-NUMA (Non Uniform Memory Access) Systems

合作研究:FoMR:在未来的多 NUMA(非均匀内存访问)系统中实现高每周期指令 (IPC) 计数

基本信息

  • 批准号:
    2011212
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 14万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-07-15 至 2024-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Emerging memory technologies, such as three-dimensional die-stacked dynamic random access memory (3D-DRAM) and non-volatile random-access memory (NVRAM), introduce promising opportunities in achieving high performance for computer processors. Computer servers with mixed memory technologies introduce a new multi-dimensional non-uniform memory access (“multi-NUMA”) method, where the computer memory hierarchy has widely varying performance and efficiency characteristics depending on the type of memory and where it resides in the system. Despite the promising benefits, multi-NUMA systems impose significant architecture design challenges due to the level of heterogeneity they introduce. The multi-dimensional heterogeneity, which ranges from access latency, bandwidth, and access granularity to reliability and functionality, makes memory hierarchy performance and access behavior difficult to predict and manipulate. Addressing these issues can influence the architecture design for building efficient multi-NUMA systems and also spawn new applications that can deal with larger volumes of heterogeneous data than what is possible at present.This project aims to improve the performance of future server systems that incorporate mixed memory technologies. To achieve the objective, this project consists of three phases. The first phase seeks to reinvestigate the basic performance models, assumptions, and metrics of memory hierarchy architecture design, across memory system performance, reliability, and scalability, by encompassing the multi-NUMA scenario. Guided by the multi-NUMA-aware architecture design strategies, the second phase will focus on reconsidering the design of memory hierarchy architecture components that are critical to the application’s instructions-per-cycle (IPC) performance. Finally, the third phase seeks to ensure scalable IPC performance in both multi-socket and memory-fabric-based multi-NUMA systems.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
三维芯片堆叠动态随机存取存储器 (3D-DRAM) 和非易失性随机存取存储器 (NVRAM) 等新兴存储器技术为计算机处理器实现高性能带来了广阔的前景。采用混合内存技术的计算机服务器引入了一种新的多维非均匀内存访问(“多 NUMA”)方法,其中计算机内存层次结构具有广泛变化的性能和效率特征,具体取决于内存类型及其在系统中的驻留位置。尽管好处多多,但多 NUMA 系统由于引入的异构性水平而带来了重大的架构设计挑战。多维异构性(从访问延迟、带宽、访问粒度到可靠性和功能)使得内存层次结构性能和访问行为难以预测和操纵。解决这些问题可以影响构建高效多 NUMA 系统的架构设计,还可以催生新的应用程序,这些应用程序可以处理比目前可能处理的异构数据量更大的数据量。该项目旨在提高未来采用混合内存技术的服务器系统的性能。为实现这一目标,该项目分为三个阶段。第一阶段旨在通过涵盖多 NUMA 场景,重新研究内存层次架构设计的基本性能模型、假设和指标,涵盖内存系统性能、可靠性和可扩展性。在多 NUMA 感知架构设计策略的指导下,第二阶段将重点重新考虑对应用程序的每周期指令 (IPC) 性能至关重要的内存层次架构组件的设计。最后,第三阶段旨在确保多插槽和基于内存结构的多 NUMA 系统中的可扩展 IPC 性能。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力优点和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Enabling Efficient Large-Scale Deep Learning Training with Cache Coherent Disaggregated Memory Systems
NVLeak: Off-Chip Side-Channel Attacks via Non-Volatile Memory Systems
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zixuan Wang;Mohammadkazem Taram;D. Moghimi;S. Swanson;D. Tullsen;Jishen Zhao
  • 通讯作者:
    Zixuan Wang;Mohammadkazem Taram;D. Moghimi;S. Swanson;D. Tullsen;Jishen Zhao
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SubZero: zero-copy IO for persistent main memory file systems
SubZero:持久主内存文件系统的零拷贝 IO
Characterizing and Modeling Non-Volatile Memory Systems
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Robotic Reliability Engineering: Experience from Long-Term TritonBot Development
机器人可靠性工程:长期 TritonBot 开发的经验
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    H. Christensen
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zixuan Wang;Jishen Zhao
  • 通讯作者:
    Jishen Zhao
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  • 通讯作者:
    Jishen Zhao

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    2024
  • 资助金额:
    $ 14万
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知道了