由于其许多优点，MRAM有潜力取代SRAM和DRAM。由MTJ存储单元构成的MRAM存储器可用作高速缓存。但是，MRAM写入操作的长延迟和高功耗成为其瓶颈，这阻碍了其性能的进一步提高。先读先写缓冲区和SRAM-MRAM混合结构这两种策略可以提高MRAM的性能并降低其功耗。读取优先级和SRAM-MRAM混合结构直接用MRAM代替SRAM可能会导致性能下降。因此，提出了两种缓解这种矛盾的策略：一种是引入读先写缓冲器；另一种是引入先读后写缓冲器。另一种是引入SRAM-MRAM混合结构。可以将两者结合起来以提高MRAM缓存的性能。读取优先级写入缓冲区因为L2高速缓存从上层存储器和写入缓冲区获取命令，所以必须有一个优先级策略来解决读取和写入命令之间的冲突。对于MRAM缓存，写延迟远大于读延迟，因此应防止写操作阻塞读操作。为了确保读取操作的优先级，提出了两个规则：（1）读取操作始终比写入操作具有更高的优先级。 （2）当写操作阻止读操作并且写缓冲区未满时，读命令会导致当前的写操作在某些优先级条件下被挂起。然后读取命令以获得执行权。中止的写操作将在以后重试。将完成度α作为优先条件。当完成度小于α时，读取命令将不会获得优先级。通过仿真确定α为50％，可以满足各种工作条件。需要一个计数器来实现此策略，该策略在写入开始时从0开始计数。高速缓存控制器检查计数器，然后决定是否中止当前的写操作以执行读操作。与直接用MRAM代替SRAM的方案相比，该策略可以消除性能下降，但是功耗增加，因为部分写入操作需要重新执行。 SRAM-MRAM混合结构L2缓存研究人员提议用SRAM-MRAM混合结构替换纯MRAM存储器，其中SRAM仅占一小部分。其主要目的是将写操作尽可能集中在SRAM上，并减少MRAM中的写操作次数。图1 SRAM-MRAM混合结构如图1所示。研究人员缩小了MRAM的一部分，用sram代替，然后将所有SRAM单元聚集在一起，在处理器层上构建了几个完整的SRAM组。 SRAM组放置在处理器层的中心而不是分散在中间，因此处理器层的面积将增加而缓存层的面积将减少。给出了几种混合结构的管理策略：（1）缓存控制器需要知道SRAM和MRAM的位置。发生写错误时，控制器优先考虑将数据放入SRAM。 （2）考虑到处理器重复将数据写入某些单元的可能性，如果这些数据位于MRAM中，则需要将其移入SRAM。如果数据经历了两个连续的写操作，则需要将这些数据移入SRAM。 （3）注意，处理器的读取操作也可能导致数据传输，并且次数可能大于写入操作。因此，引入了一种新的数据移动策略。对于传统的管理策略，数据将移至主机组，而适应混合结构的策略会将数据移至SRAM。 （4）结果表明，混合结构平均将性能提高了5.65％，并将平均总功耗降低了12.45％。 q