Low energy cache memory implementation with data compression

El consumo de energía en las CPUs ha alcanzado un punto en que dificulta la disipación de calor, y la alta temperatura reduce el rendimiento del procesador. Además, el dispositivo que alimenta la CPU con datos, la memoria caché, está creciendo, y cuanto más crece, más energía consume. Para solventar ese problema, esta tesis propone un nuevo diseño de caché de compresión, la 'Ghost Cache'. Esta propuesta intenta ampliar otros algoritmos de compresión de cachés para comprimir 3 valores distintos (0, 1 y -1) en 2 bits. De esta manera reducimos un banco de datos de 32 bits a uno de 8. También analizamos 5 algoritmos distintos, y los probamos en nuestra caché programada en Verilog para ver en qué casos hay mejoras en nuestra caché y en cuáles no.Energy consumption on CPUs is reaching a point where the heat is becoming hard to dissipate, and the temperature is hindering the overall performance of the processors. In addition, the device that feeds the data to the processor, the cache memory, it is getting larger, and the larger it is, the more power it uses. In order to solve the energy problem, this thesis proposes a new design of compressing cache, the 'Ghost Cache'. The proposal for the 'Ghost Cache' tries to extend another existing cache compressing algorithms in order to compress 3 possible values (0, 1 and -1) in 2 bits. Doing this, we reduced the regular 32-bit data banks of caches, into a 8-bit data bank. We analyzed 5 different algorithms, and we tested them on our cache programmed in Verilog to show which algorithms work better on the cache and which work worse