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CELLA DI MEMORIA CAM PER OTTIMIZZAZIONE CONSUMI ENERGETICI

ASICCAMCMOS 28nmIP blockMemoria

Introduzione

Cella di memoria associativa (CAM – Content Addressable Memory) e loro utilizzo in chips per la risoluzione di problematiche legate al pattern recognition. In particolare l’invenzione fa riferimento ad una cella di memoria implementata per un’ottimizzazione dei consumi energetici rispetto alle tecnologie già sul mercato.

Caratteristiche Tecniche

L’architettura della memoria CAM è stata opportunamente progettata per ridurre la lunghezza delle linee di dati e di conseguenza ridurre il consumo energetico legato alla propagazione dei dati sulle linee stesse. Inoltre, un circuito di matching, consente la riduzione dei consumi legati alla fase di ricerca, garantendo un’ottimizzazione del confronto tra i dati presenti e quelli immessi. Se uno dei bit della parola immessa non trova corrispondenza, la cella invia un segnale di kill che inibisce le commutazioni delle celle a valle. Grazie a questa caratteristica, la matrice di celle richiede meno di 0.4 fJ/bit per comparazione in tecnologie HPC (High Power Computing) e meno di 0.2 fJ/bit per tecnologie HPL (High Power Low-leakage). La cella CAM è stata progettata in due varianti, in tecnologia CMOS a 28 nm  utilizzando un approccio fully-CMOS. Un prototipo contenente queste celle è stato fabbricato e testato, fino a 400 MHz, confermando le performances attese.

Possibili Applicazioni

Riconoscimento di pattern:

  • Immagini;
  • Sequenze genetiche;
  • Immagini o dati biomedici.

Vantaggi

  • Accelerazione dei processi per la risoluzione dei problemi di riconoscimento di pattern;
  • A parità di potenza di calcolo, consumi energetici ridotti rispetto a FPGA e GPU;
  • Facilmente integrabile come IP-block in un ASIC.