2018 Fiscal Year Research-status Report
A short haul interconnect on 3DICs for neuromorphic computing and deep learning application
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17K00090
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
吉河 武文 富山県立大学, 工学部, 教授 (60636702)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
室賀 翔 秋田大学, 理工学研究科, 特任講師 (60633378)
池田 博明 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 客員教授 (50530200)
上口 光 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (30536925)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 伝送線路 / 低消費電力 / 電荷再利用 / TSV |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳型コンピュータのハードウェアの実現方法として、半導体チップを3次元で実装して上下左右に配したTSV(Through Silicin Via)を通して縦横無尽に高速有線通信を行わせしめることが期待されている。平成29年度は、アレイ状に形成したTSV（TSVアレイ）を用いた低消費電力化が可能な超近接有線通信システムを考案し、多ビットのTSVで通信を行わせしめる場合に電力が削減されることを示したが、平成30年度は、実際のICを設計するために、ビット数の最適値について検討した。数学的な組み合わせと確率から、ランダムなデータストリームを伝送した場合の消費電力量の計算式を導出した。これは、平成29年度の検討事項を基礎としているが、ビット数をいきおい拡張させたものである。そして、その式を用いて2ビットから512ビット幅における消費電力量を計算し、128ビット幅あたりが最適値であることを明確にした。これにより、128ビットを64ビット幅の2つのグループ（総計128ビット）の構成とし、その間で電荷再利用を行わせるのが消費電力を最小化できる。また、半導体回路としては、0.5V程度の低電圧を利用するので、平成29年度はデータのドライバ回路を検討しSimを行ったが、平成30年度は、受信側で使用するデータ捕獲用のラッチ構成を検討している。平成30年度内に間に合わなかったが、上記の事項を論文にして、適切な学会に投稿する予定である。さらに、伝送線路のモデル化については、2つの論文を発表している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究代表者（本人）が平成30年4月に長野高専から富山県立大に異動した。これに伴い、新規で研究室と設計環境を立ち上げないといけない状況になった。また、4月からの新規研究室には学生がアサインされないため、設計研究ができる人材が研究代表者1名になってしまった。また、新しい学校で慣れない授業と業務が多かったため、思うように研究と設計ができなかった。これらのため、平成30年度に予定されていたマスク発注までにICのくみ上げが完成できずテープアウトが出来なかった。他大学や設計会社に応援要請はしたが、他大学の学生の都合や委託設計料の関係で、なかなか思うように援助を得られなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成31年4月から新たに3名の学生が研究室に入ってきたので、現在、IC設計の教育を急ピッチで行っている。早期に学生をたちあげて。平成31年度のマスク発注を行えるようにしている。また、論文について、平成30年度は実ICによる評価結果がないため採択に至らなかったが、上記の理論式をさらに発展させて、理論・解析に重点を置く学会論文誌に投稿し、ICでの評価がなくても採択に至るように取り組む。
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| Causes of Carryover |
チップの発注が昨年度から今年度にずれ込んだため、試作費用が残ってしまった。今年度に執行する予定。
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Research Products
(3 results)
