Design und Optimierung von nichtflüchtigen Einspeicherarchitekturen

• Antragsteller: Professor Dr. Jian-Jia Chen; Professor Dr.-Ing. Jörg Henkel
• Fachliche Zuordnung: Rechnerarchitektur, eingebettete und massiv parallele Systeme
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 405422836

Die andauernde Entwicklung im Bereich der nicht flüchtigen Speicher (engl. Non-volatile memory – NVM) macht Systeme mit NVM als Hauptspeicher zunehmend realistischer und erlaubt eine konkrete Betrachtung und Untersuchung dieser Systeme und ihrer Eigenschaften. In der ersten Phase dieses Projekts haben wir erfolgreich die einheitliche Nutzung von NVM als Hauptspeicher und als Datenspeicher erarbeitet. Dabei kamen wir zu dem Schluss, dass es unerlässlich ist die Heterogenität von aufstrebenden NVM Systemen zu betrachten und deren Eigenschaften einheitlich zu verwalten.Daher werden wir in der zweiten Phase dieses Projekts den Aufbau einer vereinheitlichten Einspeicherarchitektur (engl. One memory architecture – OMA) untersuchen, die ein einheitlich und strukturiertes Vorgehen in der Verwaltung von Systemen mit NVM ermöglichen soll. Diese Architektur soll dabei nicht nur die Effizienz optimieren, sondern auch die Heterogenität der Speichernutzung einbeziehen. Neben Heterogenität in der Speicher Hardware, konzentrieren wir uns vor allem auf Heterogentität der Speichernutzung durch Applikationen. Die typische Speicherunterteilung in Heap, Stack, Data und Text erzeugt heterogene Zugriffe, so ist das Text Segment beispielsweise nur lesbar, während das Stack Segment eine große Anzahl von Schreibzugriffen erzeugen kann. Unser Ziel ist es solche Heterogenität explizit in unserer Architektur zu berücksichtigen.Die Projektleiter setzen sich dabei aus 2 Personen der TU Dortmund und des KIT in Deutschland zusammen, zusätzlich 3 weitere Personen der Academia Sinica, der National Taiwan University und der Chang Guang University in Taiwan. Die jeweiligen Arbeitsgruppen sind fachliche Experten im Bereich des Hardware-Software Codesign, der eingebetteten Systeme, nichtflüchtiger Speicher, energieeffizienten Designs, aufstrebenden Technologien, und Echtzeitsystemen.In dieser zweiten Projektphase werden wir unkonventionelle Ansätze entwickeln, um die klassische Nutzung von Hauptspeicher zu verändern und somit eine bessere Ausführung auf NVM zu ermöglichen. Dabei werden wir neuartige Lösungen für Eigenschaften entwickeln, die bisher vernachlässigt wurden.Als übergeordnetes Ziel werden wir die Heterogenität von NVM Systemen für alle in dieser Projektphase entwickelten Methoden zu Grunde legen und die Methoden adaptiv zu verschiedenen Speichern, Granularitäten und Positionen in der Speicherhierarchie gestalten. Darüber hinaus werden wir die Designmöglichkeiten für verschiedene Speichertypen an verschiedenen Stellen des Systems untersuchen und Methoden entwickeln, die eine optimale Verwendung von Speicher realisieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Taiwan
• Partnerorganisation: National Science and Technology Council (NSTC)
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Yuan-Hao Chang; Professor Dr. Che-Wei Chang; Professorin Dr. Chia-Lin Yang