1、引言
  当代计算机系统越来越受存储性能的限制。处理器性能每年以60％的速率增长，存储器芯片每年仅仅增加10％的带宽，本文就如何设计一种符合当代DRAM结构的高效存储器控制器进行研究。
本文第二部分介绍当代DRAM结构特点；第三部分介绍存储器控制器结构以及调度算法；第四部分介绍模拟环境以及性能表现。
2、当代DRAM结构
  为了提高存储器的性能，存储器控制器的设计必须充分利用当代DRAM的特点。DRAM是3D的存储器（体行列），每个体独立于其他体操作并且一次存取整行。当存储阵列的一行被存取（行激活），存储阵列的整行被传输到这个体的行缓冲。当一行在行缓冲中处于激活态，任何的读写（列存取）可以执行。当完成所有可利用的列存取，被缓冲的行必须依靠外在的操作（体预充电）写回存储阵列，为后来的行激活操作做准备。
  存储器存取调度者必须满足DRAM时序和资源限制。共享的地址和数据线资源使存取串行化到不同的DRAM体，但是每个体的状态机是独立的。因此，调度者必须仲裁要使用单一资源的预充电、行、列操作。要充分利用存储带宽，必须每次行激活下有足够的列存取并且隐藏其他体的预充电/激活延迟。
3、存储器控制器结构及调度算法
  存储器存取调度是排序DRAM操作（体预充电，行激活，列存取）完成当前挂起的存储器存取的过程。操作表示一个命令（如行激活、列存取），被存储器控制器发射到DRAM。访问表示由处理器产生的存储器访问（如读访问或者写访问）。一个访问产生一个或者多个存储器操作。
 
图1.存储器控制器结构
图1显示采用存取调度算法的控制器结构。每个体有预充电管理器，行仲裁器。预充电管理器决定什么时候对与他相关的体预充电。每个体的行仲裁器决定哪一行被激活。列仲裁器被所有体共享，授权共享的数据线资源给来自所有挂起的访问的列存取。最后，预充电管理器、行仲裁器、列仲裁器发射选择的操作给单一的地址仲裁器，地址仲裁器授予共享地址资源给一个或者多个操作。
    预充电管理器，行仲裁器，列仲裁器可以使用多个不同的策略选择DRAM操作。由于地址线资源的是共享的，地址仲裁器策略决定哪个预充电、激活、列操作被执行。跟其他调度策略一样，按序或者优先权策略可用来作为地址仲裁器策略。列优先调度策略可以减少到激活行的访问延迟，然而预充电优先或者行优先调度策略会增加体并行性。
下面介绍几种预充电管理器，行仲裁器，列仲裁器可能使用的调度策略：
In order：DRAM操作只会执行最早请求挂起的访问；
Ordered：越老的访问优先级越高；
Open：只有在其他行有挂起的访问而激活行没有挂起的访问才进行体预充电。当有显著的行局部性使得后来的访问命中前面访问的行，Open策略应该采用；
Closed：只要激活行没有挂起的访问体就预充电。后来的访问不太会命中前面访问的行，closed策略应该采用。
4、控制器性能表现
  传输带宽而不是访问延迟驱动流处理器性能。因此流媒体处理系统是首要的需要存储器存取调度。为了评价存储器存取调度对于媒体处理器的性能影响，通过模拟运行典型的基准程序。