ruby: handle llsc accesses through CacheEntry, not CacheMemory
[gem5.git] / src / mem / DRAMCtrl.py
index 74fb7c7be8cc0558c0537ae6e6d7d4405c7912be..d0201152611d2549512eedbce19bed12f9281d48 100644 (file)
@@ -11,6 +11,7 @@
 # modified or unmodified, in source code or in binary form.
 #
 # Copyright (c) 2013 Amin Farmahini-Farahani
+# Copyright (c) 2015 University of Kaiserslautern
 # All rights reserved.
 #
 # Redistribution and use in source and binary forms, with or without
@@ -38,6 +39,8 @@
 #
 # Authors: Andreas Hansson
 #          Ani Udipi
+#          Omar Naji
+#          Matthias Jung
 
 from m5.params import *
 from AbstractMemory import *
@@ -92,7 +95,7 @@ class DRAMCtrl(AbstractMemory):
 
     # scheduler, address map and page policy
     mem_sched_policy = Param.MemSched('frfcfs', "Memory scheduling policy")
-    addr_mapping = Param.AddrMap('RoRaBaChCo', "Address mapping policy")
+    addr_mapping = Param.AddrMap('RoRaBaCoCh', "Address mapping policy")
     page_policy = Param.PageManage('open_adaptive', "Page management policy")
 
     # enforce a limit on the number of accesses per row
@@ -374,6 +377,92 @@ class DDR3_1600_x64(DRAMCtrl):
     IDD5 = '220mA'
     VDD = '1.5V'
 
+# A single HMC-2500 x32 model based on:
+# [1] DRAMSpec: a high-level DRAM bank modelling tool
+# developed at the University of Kaiserslautern. This high level tool
+# uses RC (resistance-capacitance) and CV (capacitance-voltage) models to
+# estimate the DRAM bank latency and power numbers.
+# [2] A Logic-base Interconnect for Supporting Near Memory Computation in the
+# Hybrid Memory Cube (E. Azarkhish et. al)
+# Assumed for the HMC model is a 30 nm technology node.
+# The modelled HMC consists of 4 Gbit layers which sum up to 2GB of memory (4
+# layers).
+# Each layer has 16 vaults and each vault consists of 2 banks per layer.
+# In order to be able to use the same controller used for 2D DRAM generations
+# for HMC, the following analogy is done:
+# Channel (DDR) => Vault (HMC)
+# device_size (DDR) => size of a single layer in a vault
+# ranks per channel (DDR) => number of layers
+# banks per rank (DDR) => banks per layer
+# devices per rank (DDR) => devices per layer ( 1 for HMC).
+# The parameters for which no input is available are inherited from the DDR3
+# configuration.
+# This configuration includes the latencies from the DRAM to the logic layer of
+# the HMC
+class HMC_2500_x32(DDR3_1600_x64):
+    # size of device
+    # two banks per device with each bank 4MB [2]
+    device_size = '8MB'
+
+    # 1x32 configuration, 1 device with 32 TSVs [2]
+    device_bus_width = 32
+
+    # HMC is a BL8 device [2]
+    burst_length = 8
+
+    # Each device has a page (row buffer) size of 256 bytes [2]
+    device_rowbuffer_size = '256B'
+
+    # 1x32 configuration, so 1 device [2]
+    devices_per_rank = 1
+
+    # 4 layers so 4 ranks [2]
+    ranks_per_channel = 4
+
+    # HMC has 2 banks per layer [2]
+    # Each layer represents a rank. With 4 layers and 8 banks in total, each
+    # layer has 2 banks; thus 2 banks per rank.
+    banks_per_rank = 2
+
+    # 1250 MHz [2]
+    tCK = '0.8ns'
+
+    # 8 beats across an x32 interface translates to 4 clocks @ 1250 MHz
+    tBURST = '3.2ns'
+
+    # Values using DRAMSpec HMC model [1]
+    tRCD = '10.2ns'
+    tCL = '9.9ns'
+    tRP = '7.7ns'
+    tRAS = '21.6ns'
+
+    # tRRD depends on the power supply network for each vendor.
+    # We assume a tRRD of a double bank approach to be equal to 4 clock
+    # cycles (Assumption)
+    tRRD = '3.2ns'
+
+    # activation limit is set to 0 since there are only 2 banks per vault layer.
+    activation_limit = 0
+
+    # Values using DRAMSpec HMC model [1]
+    tRFC = '59ns'
+    tWR = '8ns'
+    tRTP = '4.9ns'
+
+    # Default different rank bus delay assumed to 1 CK for TSVs, @1250 MHz = 0.8
+    # ns (Assumption)
+    tCS = '0.8ns'
+
+    # Value using DRAMSpec HMC model [1]
+    tREFI = '3.9us'
+
+    # Set default controller parameters
+    page_policy = 'close'
+    write_buffer_size = 8
+    read_buffer_size = 8
+    addr_mapping = 'RoCoRaBaCh'
+    min_writes_per_switch = 8
+
 # A single DDR3-2133 x64 channel refining a selected subset of the
 # options for the DDR-1600 configuration, based on the same DDR3-1600
 # 4 Gbit datasheet (Micron MT41J512M8). Most parameters are kept
@@ -433,6 +522,11 @@ class DDR4_2400_x64(DRAMCtrl):
     # constraints incurred by the bank groups
     banks_per_rank = 16
 
+    # override the default buffer sizes and go for something larger to
+    # accommodate the larger bank count
+    write_buffer_size = 128
+    read_buffer_size = 64
+
     # 1200 MHz
     tCK = '0.833ns'
 
@@ -736,3 +830,88 @@ class LPDDR3_1600_x32(DRAMCtrl):
     IDD52 = '150mA'
     VDD = '1.8V'
     VDD2 = '1.2V'
+
+# A single GDDR5 x64 interface, with
+# default timings based on a GDDR5-4000 1 Gbit part (SK Hynix
+# H5GQ1H24AFR) in a 2x32 configuration.
+class GDDR5_4000_x64(DRAMCtrl):
+    # size of device
+    device_size = '128MB'
+
+    # 2x32 configuration, 1 device with a 32-bit interface
+    device_bus_width = 32
+
+    # GDDR5 is a BL8 device
+    burst_length = 8
+
+    # Each device has a page (row buffer) size of 2Kbits (256Bytes)
+    device_rowbuffer_size = '256B'
+
+    # 2x32 configuration, so 2 devices
+    devices_per_rank = 2
+
+    # assume single rank
+    ranks_per_channel = 1
+
+    # GDDR5 has 4 bank groups
+    bank_groups_per_rank = 4
+
+    # GDDR5 has 16 banks with 4 bank groups
+    banks_per_rank = 16
+
+    # 1000 MHz
+    tCK = '1ns'
+
+    # 8 beats across an x64 interface translates to 2 clocks @ 1000 MHz
+    # Data bus runs @2000 Mhz => DDR ( data runs at 4000 MHz )
+    # 8 beats at 4000 MHz = 2 beats at 1000 MHz
+    # tBURST is equivalent to the CAS-to-CAS delay (tCCD)
+    # With bank group architectures, tBURST represents the CAS-to-CAS
+    # delay for bursts to different bank groups (tCCD_S)
+    tBURST = '2ns'
+
+    # @1000MHz data rate, tCCD_L is 3 CK
+    # CAS-to-CAS delay for bursts to the same bank group
+    # tBURST is equivalent to tCCD_S; no explicit parameter required
+    # for CAS-to-CAS delay for bursts to different bank groups
+    tCCD_L = '3ns';
+
+    tRCD = '12ns'
+
+    # tCL is not directly found in datasheet and assumed equal tRCD
+    tCL = '12ns'
+
+    tRP = '12ns'
+    tRAS = '28ns'
+
+    # RRD_S (different bank group)
+    # RRD_S is 5.5 ns in datasheet.
+    # rounded to the next multiple of tCK
+    tRRD = '6ns'
+
+    # RRD_L (same bank group)
+    # RRD_L is 5.5 ns in datasheet.
+    # rounded to the next multiple of tCK
+    tRRD_L = '6ns'
+
+    tXAW = '23ns'
+
+    # tXAW < 4 x tRRD.
+    # Therefore, activation limit is set to 0
+    activation_limit = 0
+
+    tRFC = '65ns'
+    tWR = '12ns'
+
+    # Here using the average of WTR_S and WTR_L
+    tWTR = '5ns'
+
+    # Read-to-Precharge 2 CK
+    tRTP = '2ns'
+
+    # Assume 2 cycles
+    tRTW = '2ns'
+
+    # Default different rank bus delay to 2 CK, @1000 MHz = 2 ns
+    tCS = '2ns'
+    tREFI = '3.9us'