| 研究課題/領域番号 |
17K00090
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
計算機システム
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| 研究機関 | 富山県立大学 (2018-2019)
長野工業高等専門学校 (2017) |
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研究代表者 |
吉河 武文 富山県立大学, 工学部, 教授 (60636702)
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| 研究分担者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 信号伝送 / アナログ回路 / TSV / 3次元実装 / 伝送線路 / 低消費電力 / 電荷再利用 / 半導体チップ / 近接有線通信 / インターコネクト |
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| 研究成果の概要 |
本研究課題は、三次元実装された高密度なLSIチップ間において、その積層方向に延伸するThrough Silicon Via(TSV)で消費する電力を低減させることを目的としている。この消費電力の低減には、電荷再利用型の伝送方式を提案するとともに、その効果について、数式的なアプローチにより定量的に明確化した。このアプローチにより、32～64ビットバスが適切であることを示唆するとともに、このバス幅において特殊な半導体プロセスを使った従来例と同等の電力効率を標準CMOSプロセスで実現できることを示した。そして、該伝送方式を実現する半導体チップを、65nmCMOSプロセスを用いて実際に設計試作した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
IoTやディープラーニングにおいて、膨大なデータを処理するには、ハイパフォーマンスな計算ユニット、すなわち半導体LSIが必要である。このような半導体LSIの高性能化の手段として3次元実装LSIがあり、これは今後のハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）には欠かせないものとなってくる。一方、データサーバーへの膨大な冷却電力需要で分かるように、高性能化と同時に低消費電力化を実施しないと実社会で役立てない。したがって、HPCを実社会で活用し豊かで持続的な高度情報化社会を実現するために、3次元実装LSI内のデータ通信にかかる電力を削減するとともに、その設計メソドロジを示した。
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