Mecanismos de compensación de variabilidad en memorias a nivel de sistema

Resumen

A lo largo del tiempo la mejora de la tecnología, especialmente con tecnologías por debajo de la micra, ha permitido una continua mejora de las características presentes tanto en SoC como en SiP, tales como el rendimiento, el área, la capacidad de me moria y la potencia. Sin embargo, a pesar de los claros beneficios del escalado, nuevos desafíos se han hecho presentes. A lo largo de esta tesis nos hemos centrado en dos de ellos, cada uno de diferente naturaleza: variabilidad y dinamismo. La v ariabilidad, un fenómeno asociado a la falta de control de los parámetros tecnológicos, viene siendo tratada desde hace tiempo por los diseñadores. Sin embargo, a consecuencia del extremo escalado tecnológico llevado a cabo en la última década, su im pacto se ha incrementado de forma muy significativa. El dinamismo, sin embargo, es una característica reciente de las aplicaciones, que afecta sobre todo a aquellas que se ejecutan en entornos empotrados basados en SoC y SiP. Estos dispositivos, tra dicionalmente caracterizados por restricciones relacionadas normalmente con la energía, tienen que hacer frente a aplicaciones cuyo comportamiento en tiempo de ejecución es altamente variable y difícilmente predecible. Ambos problemas implican un comportamiento incierto en tiempo de ejecución, tanto a nivel de plataforma como de aplicación, que tradicionalmente se ha manejado mediante diferentes técnicas de diseño para asegurar el rendimiento aunque a expensas de un mayor consumo de energía. En esta trabajo hemos desarrollado una metodología para afrontar ambas fuentes de incertidumbre de manera coordinada, de forma que los requerimientos temporales se cumplen con un gasto de energía significativamente inferior a las técnicas tradicio nales. Hemos centrado este trabajo en el sistema de memoria, dado que es uno de los componentes más afectados por la variabilidad. Además, nuestra metodología se centra más en dominios específicos, tales como las aplicaciones multimedia, que en s istemas generales o aplicaciones específicas dado que las características de estos dominios están bien definidos y pueden ser explotados de forma satisfactoria. Los pilares de la metodología presentada son las memorias configurables y el concepto de escenarios. Las memorias configurables permiten mitigar la variabilidad y evitar estimaciones pesimistas mediante el uso de un número variable de modos de trabajo. Los escenarios nos permiten describir las aplicaciones como colecciones de diferen