論文の概要: ColumnDisturb: Understanding Column-based Read Disturbance in Real DRAM Chips and Implications for Future Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.14750v1
• Date: Thu, 16 Oct 2025 14:52:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-17 21:15:14.908209
• Title: ColumnDisturb: Understanding Column-based Read Disturbance in Real DRAM Chips and Implications for Future Systems
• Title（参考訳）: ColumnDisturb:リアルDRAMチップにおけるカラムベースの読み取り外乱の理解と今後のシステムへの応用
• Authors: İsmail Emir Yüksel, Ataberk Olgun, F. Nisa Bostancı, Haocong Luo, A. Giray Yağlıkçı, Onur Mutlu,
• Abstract要約: 実商品DRAMチップにおいて,新しい広汎な読み出し障害現象であるColumnDisturbを実験的に実証した。 我々は,DRAMカラムを介してDRAMセルを乱し,攻撃列と同じ列を共有するセルにビットフリップを誘導できることを示した。 ColumnDisturbでは、単一行の活性化が、最大3つのサブアレイにわたる細胞を同時に妨害する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.783563455660762
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We experimentally demonstrate a new widespread read disturbance phenomenon, ColumnDisturb, in real commodity DRAM chips. By repeatedly opening or keeping a DRAM row (aggressor row) open, we show that it is possible to disturb DRAM cells through a DRAM column (i.e., bitline) and induce bitflips in DRAM cells sharing the same columns as the aggressor row (across multiple DRAM subarrays). With ColumnDisturb, the activation of a single row concurrently disturbs cells across as many as three subarrays (e.g., 3072 rows) as opposed to RowHammer/RowPress, which affect only a few neighboring rows of the aggressor row in a single subarray. We rigorously characterize ColumnDisturb and its characteristics under various operational conditions using 216 DDR4 and 4 HBM2 chips from three major manufacturers. Among our 27 key experimental observations, we highlight two major results and their implications. First, ColumnDisturb affects chips from all three major manufacturers and worsens as DRAM technology scales down to smaller node sizes (e.g., the minimum time to induce the first ColumnDisturb bitflip reduces by up to 5.06x). We observe that, in existing DRAM chips, ColumnDisturb induces bitflips within a standard DDR4 refresh window (e.g., in 63.6 ms) in multiple cells. We predict that, as DRAM technology node size reduces, ColumnDisturb would worsen in future DRAM chips, likely causing many more bitflips in the standard refresh window. Second, ColumnDisturb induces bitflips in many (up to 198x) more rows than retention failures. Therefore, ColumnDisturb has strong implications for retention-aware refresh mechanisms that leverage the heterogeneity in cell retention times: our detailed analyses show that ColumnDisturb greatly reduces the benefits of such mechanisms.
• Abstract（参考訳）: 実商品DRAMチップにおいて,新しい広汎な読み出し障害現象であるColumnDisturbを実験的に実証した。 繰り返しDRAM行(アグレシタ行)を開くことで、DRAM列(ビットライン)を介してDRAMセルを妨害し、アグレシタ行と同じ列(複数のDRAMサブアレイ)を共有するDRAMセルにビットフリップを誘導できることを示す。 ColumnDisturbでは、単一行のアクティベートは、RowHammer/RowPressとは対照的に、最大3つのサブアレイ(例えば3072行)にわたる細胞を同時に妨害する。 主要メーカー3社の216個のDDR4および4個のHBM2チップを用いて,コロンディスターブとその特性を厳格に評価した。 27個の重要な実験結果のうち,2つの主要な結果とその意義を強調した。 まず、ClumnDisturbは3つの主要メーカーのチップに影響を与え、DRAM技術がより小さなノードサイズにスケールダウンするにつれて悪化する(例えば、最初のClumnDisturbビットフリップを最大5.06倍まで減少させる最小時間)。 既存のDRAMチップでは、ColumnDisturbは複数のセルで標準のDDR4リフレッシュウィンドウ(例:63.6ms)内でビットフリップを誘導する。 DRAM技術のノードサイズが小さくなるにつれて、将来のDRAMチップではColumnDisturbが悪化し、標準的なリフレッシュウィンドウで多くのビットフリップが発生するだろうと予測している。 次に、ColumnDisturbは保持障害よりも多くの(最大198倍)行でビットフリップを誘導する。 そこで,ClumnDisturbは,細胞保持時間の均一性を生かし,保持を意識したリフレッシュ機構に強い影響を与えている。

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