एक्टिव मेमोरी क्यूब: एक्सकेल सिस्टम के लिए एक प्रोसेसिंग-इन-मेरी आर्किटेक्चर

कई अध्ययन मौजूदा कंप्यूटर आर्किटेक्चर को एक एक्सकेल सिस्टम (यानी, प्रति सेकंड 10^18 फलोटिंग-पॉइंट संचालन करने में सक्षम) की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए स्केल करने में कठिनाई की ओर इशारा करते हैं, जो लगभग वर्ष 2020 तक 20 मेगावाट से अधिक शक्ति का उपभोग नहीं करते। इस पेपर में एक नया आर्किटेक्चर, एक्टिव मेमोरी क्यूब, का विवरण दिया गया है, जो मेमोरी मॉड्यूल में गणना करके गणना की ऊर्जा को काफी कम करता है, बजाय इसके कि डेटा को प्रोसेसर कोर तक ले जाने के लिए बड़े मेमोरी हाइरार्की के माध्यम से ले जाया जाए। यह आर्किटेक्चर 3डी मेमोरी स्टैक का उपयोग करता है जिसे हाइब्रिड मेमोरी क्यूब कहा जाता है, इसकी डायनेमिक रैंडम-एक्सेस मेमोरी (डीआरएएम) चिप्स के स्टैक के नीचे लॉजिक लेयर पर जटिल गणनात्मक तत्वों को रखता है। इस पेपर में एक एक्टिव मेमोरी क्यूब का भी वर्णन किया गया है, जिसे एक वैज्ञानिक एक्सकेल सिस्टम की आवश्यकताओं के अनुसार ट्यून किया गया है। गणनात्मक तत्वों में एक वेक्टर आर्किटेक्चर है और ये मेमोरी में क्यूब के माध्यम से एक व्यापक सेट के फलोटिंग-पॉइंट और पूर्णांक निर्देश, पूर्वानुमानित ऑपरेशन, और इकट्ठा-फैलाओ पहुंच को करने में सक्षम हैं। इस पेपर में अनुप्रयोगों के विकास और आर्किटेक्चर का आकलन करने के लिए उपयोग की गई सॉफ़्टवेयर बुनियादी ढाँचा को रेखांकित किया गया है, और अनुप्रयोग कर्नेल पर प्रयोगों के परिणामों का वर्णन किया गया है, साथ ही प्रदर्शन और शक्ति की पूर्वानुमान भी दी गई है।