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Three-dimensional Reconfigurable Switch Device for Large-Scale Chiplet Systems

用于大规模 Chiplet 系统的三维可重构开关器件

基本信息

批准号：
20K19772
负责人：
趙謙
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では数百を超える異なるプロセッサを含む大規模チップレットシステムに向けて，リコンフィギャラブル技術と3次元積層技術に基づき高性能で小型のスイッチチップの探索を行う．令和２年度では，汎用FPGA構造に組み込めるスイッチ機能に特化したハードウェアモジュールの設計，および3次元FPGA設計ツールの研究開発を行った．特に3次元FPGAにおける論理の空間的配置問題が従来の2次元FPGAと異なり，高品質な配置案を生成するため層間配線の接続構造を考慮しなければならない．この問題に対して，深層学習を用いた層間配線の構造を自動的に学習可能なコスト関数生成手法を提案し，複数の3次元FPGA構造を用いた性能評価を行い，その有効性を示した．深層学習を利用して配線構造の特徴を自動的に学習する手法は国際的にも初めての試みであり，今後様々な複雑な配線構造を持つFPGAへの適用が期待できる．令和３年度では，初年度で開発したスイッチ機能に特化したハードウェアモジュールと３次元FPGA設計ツールに基づき，再構成可能なスイッチの研究実装に対応可能なCADフローを開発し，デバイスアーキテクチャの探索・評価を行った．初期実験の結果により，リングやトーラスなどの基本的なトポロジーのスイッチ回路の実装に対して，提案した再構成可能なスイッチは汎用FPGAと比べ，大幅な実装性能の向上が実現でき，大規模なチップレットシステムの高速ネットワークへの適用の可能性を示した．これまでの研究実績として，国際会議論文４件と国内研究会論文１件の成果発表があった．

This study では hundreds of を super える different なるプロセッサを containing む large-scale チップレットシステムに to けて, リコンフィギャラブルと three yuan horizon technology に base づき high-performance で small のスイッチチップの explore うを line. Make and 2 year では, universal FPGA constructed に group み込めるスイッチ function に specialized したハードウェアモジュールの design, および 3 dimensional FPGA design ツールの research open 発を line った. Special に 3 dimensional FPGA における logical の space configuration problems が従の 2 yuan to FPGA と different なり, high-quality なを configuration case generated するため interlaminar wiring の meet を続 structure considering しなければならない. この problem にし seaborne て, deep learning を with いた interlaminar wiring の tectonic を automatic に learning may なコスト masato number を proposal し, formed a plural の 3 dimensional を FPGA structure with いた performance evaluation 価をい, その have sharper sex を shown した. Deep learning を using して wiring tectonic の徴を automatic に learning する technique は international にも early めての try みであり, future others 々な complex 雑な wiring structure を hold つ FPGA への applicable が expect できる. Make and 3 year では, early annual で open 発したスイッチ function に specialized したハードウェアモジュールと 3 dimensional FPGA design ツールに base づき, reconstitution may なスイッチの research be loaded に応 seaborne may な CAD フローを open 発し, デバイスアーキテクチャの exploration, evaluation of 価を line った. Early be 験の results により, リングやトーラスなどの basic なトポロジーのスイッチ loop の be loaded にし seaborne て, proposal した reconstitution may なスイッチは universal FPGA と than べ, sharp な loading performance be のが up be presently でき, The possibility of large-scale なチップレットシステム, <s:1>, high-speed ネットワ, ネットワ, へ, へ application を indicates that た. Youdaoplaceholder0 れまで research achievements とてて, 4 papers at international conferences と, 1 paper at domestic research conferences <e:1> results published があった.