Compute-in-memory (PIM) mitigates the memory wall by performing computation within memory, reducing data movement and improving energy efficiency. DRAM-based PIM is particularly attractive due to its high density, mature manufacturing ecosystem, and compatibility with existing systems. Recent works exploit multiple levels of the DRAM hierarchy - including subarrays, banks, and 3D-stacked organizations - to enable in-memory computation using mechanisms such as multi-row activation, row-buffer operations, and near-bank compute units. However, these approaches introduce non-traditional current demand patterns that challenge the power delivery network (PDN). This paper surveys PDN challenges in DRAM-based PIM systems and proposes a unified taxonomy that characterizes PIM-induced current behavior along temporal (burst vs. sustained) and spatial (localized vs. distributed) dimensions. Using this framework, we analyze how representative PIM techniques stress the PDN through bursty activations, multi-row concurrency, and large-scale parallel execution, leading to voltage droop, IR drop, and thermal hotspots. We further discuss DRAM-specific mitigation strategies leveraging existing architectural and circuit-level mechanisms, including timing constraints, memory controller scheduling, data placement, and bank- and vault-level power management. This survey highlights the importance of PDN-aware design for scalable and reliable DRAM-based PIM systems and outlines key future research directions.


翻译:存内计算(PIM)通过在存储器内部执行计算来缓解"存储墙"问题,从而减少数据搬运并提升能效。基于DRAM的存内计算因其高密度、成熟的制造生态以及与现有系统的兼容性而尤为引人注目。近期研究利用DRAM层次结构的多个层级(包括子阵列、存储体和三维堆叠组织),通过多行激活、行缓冲操作和近存储体计算单元等机制实现存内计算。然而,这些方法引入了非传统的电流需求模式,对供电网络构成挑战。本文综述了基于DRAM的PIM系统中的供电网络挑战,并提出统一分类体系,从时间维度(突发型与持续型)和空间维度(局部化与分布化)刻画PIM诱导的电流行为。基于该框架,我们分析了代表性PIM技术如何通过突发激活、多行并发和大规模并行执行对供电网络造成压力,进而导致电压跌落、IR压降和热热点问题。进一步讨论了利用现有架构和电路级机制(包括时序约束、内存控制器调度、数据布局以及存储体和存储栈级电源管理)的DRAM特定缓解策略。本综述强调了面向可扩展、高可靠DRAM基PIM系统的供电网络感知设计的重要性,并指出了未来关键研究方向。

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