経年劣化の緩和と監視に基づく高信頼プロセッサの研究

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K15960
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 新谷 道広 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教 (80748913)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: MOSFET / プロセッサ設計 / 経年劣化 / NBTI / タイミング解析 / 回路シミュレーション

研究実績の概要

昨年度まで検討していた経年劣化見積もり手法は，あるワークロードを仮定して，そこから一意の信号確率を抽出して計算に用いていた．しかし，実際のプロセッサの稼働においては，常に一定ワークロードで動作しているわけではなく，常時刻々と変化している．したがって，単一のワークロードのみを考慮した場合だと，劣化により最悪遅延となるパスを見逃す可能性がある．さらにワークロードの推定はそれ自体が困難な課題である．本研究では，ワークロード依存の最悪ケースの劣化を，稀少事象を模擬する手法の1 つであるSubset simulation アルゴリズムを用いて高速に推定する手法を提案した．モンテカルロ・シミュレーションを適用した場合と比較して，計算時間を36 倍高速化できることを示した．

研究成果

• [雑誌論文] Identification and Application of Invariant Critical Paths under NBTI Degradation (2017)
  • 著者名/発表者名: Song Bian, Shumpei Morita, Michihiro Shintani, Hiromitsu Awano, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E100-A ページ: 2797-2806
  • DOI: 10.1587/transfun.E100.A.2797
  • 査読あり
• [雑誌論文] Utilization of Path-Clustering in Efficient Stress-Control Gate Replacement for NBTI Mitigation (2017)
  • 著者名/発表者名: Shumpei Morita, Song Bian, Michihiro Shintani, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E100-A ページ: 1464-1472
  • DOI: 10.1587/transfun.E100.A.1464
  • 査読あり
• [学会発表] Efficient Worst-case Timing Analysis of Critical-Path Delay under Workload-Dependent Aging Degradation (2018)
  • 著者名/発表者名: Shumpei Morita, Song Bian, Michihiro Shintani, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato
  • 学会等名: IEEE/ACM Asia and South Pacific Design Automation Conference (ASP-DAC)
  • 国際学会
• [学会発表] A Study on NBTI-induced Delay Degradation Considering Stress Frequency Dependence (2018)
  • 著者名/発表者名: Zuitoku Shin, Shumpei Morita, Song Bian, Michihiro Shintani, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato
  • 学会等名: International Symposium on Quality Electronic Design (ISQED)
  • 国際学会
• [学会発表] Efficient Parameter-Extraction of SPICE Compact Model through Automatic Differentiation (2018)
  • 著者名/発表者名: Michihiro Shintani, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato
  • 学会等名: IEEE International Conference on Microelectronic Test Structures (ICMTS)
  • 国際学会
• [学会発表] Comparative Study of Delay Degradation Caused by NBTI Considering Stress Frequency Dependence (2018)
  • 著者名/発表者名: Zuitoku Shin, Shumpei Morita, Song Bian, Michihiro Shintani, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato
  • 学会等名: Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information technologies (SASIMI)
  • 国際学会
• [学会発表] Area-Efficient Memristor-Crossbar-Based Error Correcting Code Circuit (2018)
  • 著者名/発表者名: Mamoru Ishizaka, Michihiro Shintani, and Michiko Inoue
  • 学会等名: Workshop on Security, Reliability, Test, Privacy, Safety and Trust of Future Devices (SURREALIST)
  • 国際学会
• [学会発表] A Golden-Free Hardware Trojan Detection Technique Considering Intra-Die Variation (2018)
  • 著者名/発表者名: Fakir Sharif Hossain, Tomokazu Yoneda, Michihiro Shintani, Michiko Inoue, and Alex Orailoglu
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告(ディペンダブルコンピューティング研究会)
• [学会発表] メモリスタ論理による誤り訂正符号回路の設計と評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石坂守, 新谷道広, 井上美智子
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告(ディペンダブルコンピューティング研究会)
• [学会発表] メモリスタニューラルネットワークにおける縮退故障による識別性能への影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石坂守, 新谷道広, 井上美智子
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
• [学会発表] LSTA: Learning-Based Static Timing Analysis for High-Dimensional Correlated On-Chip Variations (2017)
  • 著者名/発表者名: Song Bian, Michihiro Shintani, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato
  • 学会等名: ACM/IEEE Design Automation Conference (DAC)
  • 国際学会
• [学会発表] Parameter Extraction for MOSFET Current Model Using Backward Propagation of Errors (2017)
  • 著者名/発表者名: Michihiro Shintani, Masayuki Hiromoto, and Takashi Sato
  • 学会等名: IEEE/ACM Workshop on Variability Modeling and Characterization (VMC)
  • 国際学会
• [学会発表] Intra-Die-Variation-Aware Side Channel Analysis for Hardware Trojan Detection (2017)
  • 著者名/発表者名: Fakir Sharif Hossain, Tomokazu Yoneda, Michihiro Shintani, Michiko Inoue, and Alex Orailoglu
  • 学会等名: IEEE Asian Test Symposium (ATS)
  • 国際学会
• [学会発表] トランジスタ劣化の永続・回復可能成分を考慮したしきい値電圧変動の時間依存モデル (2017)
  • 著者名/発表者名: 新瑞徳, 森田俊平, 新谷道広, 廣本正之, 佐藤高史
  • 学会等名: 回路とシステムワークショップ (於 北九州国際会議場)
• [備考] ディペンダブルシステム学研究室
  • URL: http://dslab.naist.jp/
• [備考] 個人ページ
  • URL: https://sites.google.com/view/shintanimichihiro/