自律再構成可能なウェーハ規模超集積コンピュータの研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04805034
• Research Institution: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 堀口 進 北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (60143012)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 下平 博 北陸先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教授 (30206239)
• Keywords: WSIシステム / 自律再構成アーキテクチャ / フォールトトレランス / マルチプロセッサシステム / 自律再構成アルゴリズム

Research Abstract

現在、超並列システム、シストリックアレイ、ニューロチップの研究等がなされており、新たなるコンピュータシステムの挑戦の始まりとしてその実現が期待されている。しかし、システムが巨大化し、専用のハードウェア化が望まれる現在、これらのシステムには自律分散型再構成アーキテクチャが要求される。特に、現在考えられている実用規模のニューロコンピュータでは、膨大な数のニューロ間の結線を従来のチップ間結線で実現することは不可能である。本研究では、WSIにより一枚のウェーハ上に多数プロセッサを構成し、自律再構成可能な処理機構を有するウェーハ規模コンピュータの新しいプロセッサ構成方式と自律再構成方式を中心に研究してきた。
分散・協調を考慮した自律再構成アーキテクチャに関しては、WSI子結合型マルチプロセッサシステムを提案した。冗長構成法と自律再構成アルゴリズムを用いることにより、超並列システムアーキテクチャとして有望であることを明かにした。また、現状の技術では20×20程度のプロセッサアレイが一枚のウェーハ規模超密度集積システムとして実現可能であり、本研究で提案した冗長構成アーキテクチャを用いれば比較的高い構成確率が得られることが分かった。このことは、ウェーハ規模コンピュータの自律的再構成方式に対する動的フォールト・トレランスのシミュレーションによる性能評価により明かになった。しかし、100万個規模のプロセッサからなる超並列システムにおいては、ウェーハ上の集積度を更に200×200程度のプロセッサアレー規模に拡張しなければならない。これらのウェーハ規模超密度集積システムを積層構造にして超並列システムを可能とする超並列ハードウェア・アーキテクチャを確立することが非常に重要な問題である。

Research Products

• [Publications] 沼田 一成、堀口 進: "格子型マルチプロセッサの再構成法" 電子情報通信学会ウェーハスケール集積システム研究会. WSI92-6,No.3. 39-46 (1992)
• [Publications] 堀口 進、福田 大: "巡回型ハイパーキューブ結合マルチプロセッサのWSI構成法" 電子情報通信学会ウェーハスケール集積システム研究会. WSI92-8,No.3. 53-60 (1992)
• [Publications] K.Tanno,T.Takeda,S.Horiguchi: "A Parallel Sorting Algorithm on an Eight-Neighbor Processor Array" IEEE Proc.of Int'l Conf.ASAP. 456-468 (1992)
• [Publications] K.Tanno,T.Takeda,S.Horiguchi: "Parallel Radix 4 FFT Algorithms on an Eight-Neighbor Processor Array" Proc.of IEEE Region 10,TENCON'92. 855-859 (1992)
• [Publications] K.Tanno,T.Takeda,S.Horiguchi: "Parallel 2D-FFT Algorithms on an Eight-Neighbor Processor Array" Proc.of IEEE ICCS/ISITA'92. 621-627 (1992)
• [Publications] 福田 大・堀口 進: "“巡回型ハイパキューブ結合マルチプロセッサシステムのWSI構成法"" 電子情報通信学会論文誌. vol.J76-D-I. 88-98 (1993)