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2017 年度 実績報告書

誘導結合を用いたビルディングブロック型計算システムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 25220002
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

天野 英晴  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (60175932)

研究分担者 並木 美太郎  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10208077)
中村 宏  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (20212102)
宇佐美 公良  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (20365547)
近藤 正章  東京大学, 先端科学技術研究センター, その他 (30376660)
黒田 忠広  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (50327681)
研究期間 (年度) 2013-05-31 – 2018-03-31
キーワードコンピュータアーキテクチャ / System In Package / 性能、電力自動調整
研究実績の概要

ビルディングブロック型計算システムの構成例として、開発してIPを装備するチップを開発し、積層システムを構築した。7月にテープアウトしたチップは、ホストCPUでツインタワー構成に対応するGeyserTT、ニューラルネットワークアクセラレータSNACC、共有メモリシステムSMTT、データベース用アクセラレータKVSチップである。このうち、KVSチップはルネサスによるメモリ抜けのトラブルのため2月のテープアウトとなった。これに2016年度テープアウトして既に検証済のCCSOTB2を合わせて、5種類のチップを組み合わせることができる。個々のチップとしては、それぞれ所定の動作を行うことが確認できた。最後に、これらのチップを数種類のパターンで積層し、転送実験を行った。結果として転送には成功したが、一部の通信で問題が見つかった。

ビルディングブロック型計算システムを構成する上での性能の自動調整システムに関しては、プロトタイプが動作し、実際に与えた周波数に追従して、ボディバイアスを制御できることを確認した。また、2016年度に実装したCCSOTB2の性能と消費電力のバランスを細かいレベルで最適化する手法の研究を行い、実チップ上でその成果を確認した。
ビルディングブロック型のOSに関しては、柔軟なヘテロジーニアスシステムを構築するプログラミング環境を構築し、実チップとFPGAによる上でデモンストレーションを行った。
最終年度に当たり、ISOCC(International SOC Design Conference)でSpecial Sessionを行い、国際的に成果をまとめて発表した。また、国内向けには情報処理学会の全国大会にて2つのセッションを用いて発表を行うと共にデモンストレーションを行った。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 22件、 招待講演 6件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Body Bias Control for Renewable Energy Source with a High Inner Resistance2018

    • 著者名/発表者名
      Keita Azegami, Hayate Okuhara, Hideharu Amano
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Multi-Scale Computing System

      巻: Accepted ページ: 1-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of Body Biasing for Variable Pipelined Coase Grained Reconfigurable Accelerators2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kojima, Naoki Ando, Hayate Okuhara, Anh Vu Doan, Hideharu Amano
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E101-D, No.6 ページ: 1-13

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Digitally Assisted On-Chip Body Bias Tuning Scheme for Ultra Low-Power VLSI Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Okuhara Hayate、Ben Ahmed Akram、Amano Hideharu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers

      巻: Accepted ページ: 1~14

    • DOI

      10.1109/TCSI.2018.2811504

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric Body Bias Control With Low-Power FD-SOI Technologies: Modeling and Power Optimization2018

    • 著者名/発表者名
      Hayate Okuhara, A.Ben Ahmed J.M.Kuehn, Hideharu Amano
    • 雑誌名

      IEEE Transactions. on Very Large Scale Integrated Systems

      巻: Accepted ページ: 1~14

    • DOI

      10.1109/TVLSI.2018.2812893

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Body Bias Control Using Overhead Conditions for Real Time Systems: A Practical Approach2018

    • 著者名/発表者名
      Carlos Torres, Hayate Okuhara, Nobuyuki Yamasaki, Hideharu Amano
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E101-D, No.4 ページ: 1116-1130

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 低消費電力再構成可能アクセラレータの実装と評価2018

    • 著者名/発表者名
      増山滉一郎、藤田悠、奥原颯、天野英晴
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌

      巻: D100 ページ: 1‐14

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Escalator Network for a 3D Chip Stack with Inductive Coupling ThruChip Interface2018

    • 著者名/発表者名
      Akio Nomura, Yusuke Matsushita, Junichiro Kadomoto, Hiroki Matsutani, Tadahiro Kuroda, Hideharu Amano
    • 雑誌名

      International Journal of Network and Computing

      巻: Vol.8 No.1 ページ: 124‐139

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Power Optimization Methodology for Ultralow Power Microcontroller With Silicon on Thin BOX MOSFET2017

    • 著者名/発表者名
      Okuhara Hayate、Fujita Yu、Usami Kimiyoshi、Amano Hideharu
    • 雑誌名

      IEEE Transaction on VLSI systems

      巻: 25 ページ: 1578~1582

    • DOI

      10.1109/TVLSI.2016.2635675

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scalable Networks-on-Chip with Elastic Links Demarcated by Decentralized Routers2017

    • 著者名/発表者名
      Yasudo Ryota、Matsutani Hiroki、Koibuchi Michihiro、Amano Hideharu、Nakamura Tadao
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Computers

      巻: 66 ページ: 702~716

    • DOI

      10.1109/TC.2016.2606597

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Body Bias Domain Partitioning Size Exploration for a Coarse Grained Reconfigurable Accelerator2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Matsushita, Hayate Okuhara, Koichiro Masuyama, Yu Fujita, Ryuta Kawano, Hideharu Amano
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E100-D.No.12 ページ: 2828~2836

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A Shared Memory Chips for Twin-Tower of Chips2018

    • 著者名/発表者名
      S.Terashima, T.Kojima, H.Okuhara, Y.Matsushita, N.Ando, M.Namiki, H.Amano
    • 学会等名
      The 21th Workshop on Synthesis and System Integration Technologies
    • 国際学会
  • [学会発表] A building block computing system for AI applications2017

    • 著者名/発表者名
      Hideharu Amano
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Embedded Multi-core System on Chips
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Building Block multi-chip systems using inductive coupling through chip interface2017

    • 著者名/発表者名
      H.Amano, T.Kuroda, H.Nakamura, K.Usami, M.Kondo, H.Matsutani, M.Namiki
    • 学会等名
      International SoC Design Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] An Inductive Coupting Link for 3-D network-on-Chips2017

    • 著者名/発表者名
      J.Kadomoto, H.Amano, T.Kuroda
    • 学会等名
      International SoC Design Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Scalable Deep Neural Network Accelerator Cores with Cubic Integration using Through Chip Interface2017

    • 著者名/発表者名
      R.Sakamoto, R.Takata, J.Ishi, M.Kondo, H.Nakamura, T.Ohkubo, T.Kojima, H.Amano
    • 学会等名
      International SoC Design Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Building Clock Operating System for 3D Stacked Computer Systems with Inductive Coupling Interconnect2017

    • 著者名/発表者名
      S.Hamada, A.Koshiba, M.Namiki, H.Amano
    • 学会等名
      International SoC Design Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Digital Embedded Memory Scheme using Voltage Scaling and Body Bias Separation for Low-Power System2017

    • 著者名/発表者名
      Y.Yoshida, K.Usami, H.Amano
    • 学会等名
      International SoC Design Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Leveraging Asymmetric Body Bias Control for Low Power LSI Design2017

    • 著者名/発表者名
      H.Okuhara, A.B.Ahmed, J.M.Kuehn, H.Amano,
    • 学会等名
      IEEE international symposium on Low Power and High Speed Chips
    • 国際学会
  • [学会発表] Body Bias Control for Renewable Energy Source with a High Inner Resistance2017

    • 著者名/発表者名
      K.Azegami, H.Okuhara, H.Amano,
    • 学会等名
      IEEE international symposium on Low Power and High Speed Chips
    • 国際学会
  • [学会発表] Order/Radix Problem: Toward Low End-to-End Latency Interconnection Network2017

    • 著者名/発表者名
      R.Yasudo, M.Koibuchi, K.Nakano, H.Matsutani, H.Amano
    • 学会等名
      48th Internaional Conference on Parallel Processing
    • 国際学会
  • [学会発表] Break Even Time Analysis Using Empirical Overhead Parameters for Embedded Systems on SOTB Technology2017

    • 著者名/発表者名
      C.Cortes, H.Amano
    • 学会等名
      Design of Circuits and Integrated Systems Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] XYZ-Randomization using TSVs for Low-Latency Energy Efficient 3D-NoCs2017

    • 著者名/発表者名
      H.Nakahara, N.A.V.Doan, R.Yasudo, H.Amano
    • 学会等名
      11th International Symposium on Networks-on-Chip
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D layout of Spindergon, Flattened Butterfly and Dragonfly on a chip stack with inductive coupling through chip interface2017

    • 著者名/発表者名
      H.Nakahara, R.Yasudo, H.Matsutani, H.Amano, H.Koibuchi
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Pervasive Systems, Algorithms and Networks
    • 国際学会
  • [学会発表] Switching Region Analysis for SOTB Technology2017

    • 著者名/発表者名
      C.Cortes, H.Amano
    • 学会等名
      10th International Caribbean Conference on Devices Circuits and Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic Design of OS Scheduler for SOTB CPU "GC-SOTB" to reduce power consumption2017

    • 著者名/発表者名
      S.Hamada, A.Koshiba, M.Namiki
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Embedded Multi-core System on Chips
    • 国際学会
  • [学会発表] Level Shifter Free Approach for Multi-VDD SOTB employing Adaptive Vt Modulation for pMOSFET2017

    • 著者名/発表者名
      K.Usami, K.Kogure, Y.Yoshida, R.Magasaki, H.Amano
    • 学会等名
      IEEE SOI-3D-Subthreshold Microelectronics Technology Unified Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] The design and implementation of Scalable Deep Neural Network Accelerator Cores2017

    • 著者名/発表者名
      R.Sakamoto, R.Takata, J.Ishii, M.Kondo, H.Nakamura, T.Ohkubo, T.Kojima, H.Amano
    • 学会等名
      IEEE international symposium on Embedded Multicore/Many-core Systems-on Chip
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-Objective Optimization for Application Mapping and Body Bias Control on a CGRA2017

    • 著者名/発表者名
      N.A.V.Doan, Y.Matsushita, N.Ando, H.Okuhara, H.Amano
    • 学会等名
      IEEE international symposium on Embedded Multicore/Many-core Systems-on Chip
    • 国際学会
  • [学会発表] Body bias optimization for variable pipelined CGRA2017

    • 著者名/発表者名
      T.Kojima, N.Ando, H.Okuhara, N.A.V.Doan, H.Amano
    • 学会等名
      27th International Conference on Field Programmable Logic and Applications
    • 国際学会
  • [学会発表] A practical collision avoidance method for an inter-chip bus with wireless inductive through chip interface2017

    • 著者名/発表者名
      A.Nomura, J.Kadomoto, TKuroda, H.Amano
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Computing and Networking
    • 国際学会
  • [学会発表] Glitch-aware variable pipeline optimization for GCRAs2017

    • 著者名/発表者名
      T.Kojima, N.Ando, H.Okuhara, H.Amano
    • 学会等名
      International Conference on Reconfigurable Computing and FPGAs
    • 国際学会
  • [学会発表] HiRy: An advanced theory on design of deadlock-free adaptive routing for arbitrary toplogies2017

    • 著者名/発表者名
      R.Kawano, R.Yasudo, H.Matsutani, M.Koibuchi, H.Amano
    • 学会等名
      IEEE 23rd International Conference on Parallel and Distributed Systems
    • 国際学会
  • [備考] A Study on Building Block Computing Systems

    • URL

      http;//www.am.ics.keio.ac.jp/kaken_s

  • [学会・シンポジウム開催] Special Session in International SoC Design Conference2017

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公開日: 2018-12-17  

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