在真实硬件上进行每行激活计数：揭开性能开销的神秘面纱

《IEEE Computer Architecture Letters》：Per-Row Activation Counting on Real Hardware: Demystifying Performance Overheads

PRAC通过修改DRAM时序参数减少读干扰，但模拟器显示性能开销高达9.15%。实际测试表明其平均和最大开销仅1.06%和3.28%，关闭页面策略通过隐藏预充电操作进一步降低开销。

　　

摘要：

“每行激活计数”（Per-Row Activation Counting，简称PRAC）是一种用于缓解DRAM读取干扰的方法，它通过修改关键的DRAM时序参数来发挥作用。然而，据报道，在基于模拟器的研究中，这种方法会导致明显的性能开销。鉴于模拟器与实际硬件之间存在差异，因此进行实际机器实验对于准确评估PRAC的性能至关重要。我们首次对PRAC在实际机器上的性能进行了分析。通过在最新的CPU上使用微基准测试验证了时序修改的效果，我们的分析结果显示，在SPEC CPU2017工作负载下，PRAC的平均性能开销仅为1.06%，最大开销为3.28%，远低于基于模拟器的测试结果（最高可达9.15倍）。此外，我们还发现“紧密页面策略”（Close Page Policy）能够通过有效将因PRAC而延长的DRAM行预充电操作从关键路径中隐藏起来，从而进一步降低这种开销。

引言

“每行激活计数”（PRAC）是一种新引入的功能，旨在防止DRAM读取干扰错误。它在修改关键DRAM时序参数的同时，还能实现对DRAM激活情况的全面跟踪。在PRAC模式下，每行DRAM都会携带一个激活计数器。为了更新这个计数器，DRAM在每次预充电时都会执行读取-修改-写入操作，从而导致主要DRAM时序参数的变化。这些时序变化不可避免地会影响一般工作负载的性能。