光インターモネクションを有する3次元光電子集積回路と超並列演算システム

バス起因の問題やキャッシュ・コヒーレンシからくるシステムのスケーラビリティの問題を解決するために、光インターコネクションを使った実共有メモリ結合型の新しい並列演算処理システムを提案した。このシステムは、従来のLSI技術では実現の難しかったマルチリード/マルチライト方式のマルチポートメモリを光インターコネクションを用いることによって実現させ、これを実共有メモリとして使っている。この並列処理システムは複数のプロセッサと3次元構造をもつメモリシステムから成っている。それぞれのプロセッサはメモリシステムを構成している各メモリ層と接続されている。各メモリ層はキャッシュメモリとして働く交信用メモリとバッファメモリおよびアドレス照合を行うたるの連想メモリからなっている。このうち、バッファメモリと連想メモリが各メモリ層間で自由空間光による光インターコネクションによって結ばれており、それぞれデータバスおよびアドレスバスとして働く。プロセッサ間のデータ転送はデークバスとバッファメモリを介して行う。データ転送が行われた後ではなべてのメモリ層のバッファメモリは同じデータを共有することとなる。データが転送されるメモリ層の層番号とのアドレスデータはアドレスバスを通して各メモリ層の連想メモリに送られる。そのため、共有されるべきデータは必要とされるメモリ層の交信メモリにのみ転送されることとなる。このような光インターコネクションと3次元構造を有する3次元結合メモリの基本動作を評価するためにテストチップを試作した。このテストチップは2チップを上下に重ねることによって、メモリ層間のデータ転送動作と比較検索動作が評価できるように設計されている。今回は積層化したテストチップの最上層にのみ発光素子を塔載してメモリ基本動作の評価を行った。その結果、メモリ1層分ではあるが3次元光結合連想メモリ及び3次元光結合バッファメモリともに良好に動作することが確認できた。

バス起因の問題やキャッシュ・コヒーレンシからくるシステムのスケーラビリティの問題を解決するために、光インターコネクションを使った実共有メモリ結合型の新しい並列演算処理システムを提案した。このシステムは、従来のLSI技術では実現の難しかったマルチリード/マルチライト方式のマルチポートメモリを光インターコネクションを用いることによって実現させ、これを実共有メモリとして使っている。この並列処理システムは複数のプロセッサと3次元構造をもつメモリシステムから成っている。それぞれのプロセッサはメモリシステムを構成している各メモリ層と接続されている。各メモリ層はキャッシュメモリとして働く交信用メモリとバッファメモリおよびアドレス照合を行うたるの連想メモリからなっている。このうち、バッファメモリと連想メモリが各メモリ層間で自由空間光による光インターコネクションによって結ばれており、それぞれデータバスおよびアドレスバスとして働く。プロセッサ間のデータ転送はデークバスとバッファメモリを介して行う。データ転送が行われた後ではなべてのメモリ層のバッファメモリは同じデータを共有することとなる。データが転送されるメモリ層の層番号とのアドレスデータはアドレスバスを通して各メモリ層の連想メモリに送られる。そのため、共有されるべきデータは必要とされるメモリ層の交信メモリにのみ転送されることとなる。このような光インターコネクションと3次元構造を有する3次元結合メモリの基本動作を評価するためにテストチップを試作した。このテストチップは2チップを上下に重ねることによって、メモリ層間のデータ転送動作と比較検索動作が評価できるように設計されている。今回は積層化したテストチップの最上層にのみ発光素子を塔載してメモリ基本動作の評価を行った。その結果、メモリ1層分ではあるが3次元光結合連想メモリ及び3次元光結合バッファメモリともに良好に動作することが確認できた。