ウェーハ積層構造型・超並列ハードウェア構成方式に関する研究

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近年、最先端科学技術分野では高性能コンピュータを用いて新しい研究成果を得るようになってきた。しかしながら、大規模な問題に対しては膨大な計算時間と巨大なメモリ空間が必要となり、多数のプロセッサで構成される超並列コンピュータが最先端科学技術の基盤技術の1つとして注目されている。>本研究では、100万個規模のプロセッサより構成される超並列コンピュータを大口径ウェーハの積層構造化により実現する超並列ハードウェア構成方式について研究してきた。100万個規模のプロセッサ間結合は、実用的には局所情報のみを用いた分散・協調メカニズムにより自律再構成されなければならない。そこで、プロセッサ結合方式として格子型結合を採用し、WSI技術による2次元マルチプロセッサアレーの自律的再構成方について詳しく検討した。その結果、20×20程度規模のシステムに対して高い自律再構成率が得られることが明かになった。しかしながら、それ以上の規模では、冗長プロセッサを有するシステムをウェーハ上に構成してもシステムとして動作しないことも明かになった、そこで、階層構造の冗長方式を提案し、大規模アレイプロセッサの再構成の実現の可能性を示した。>また、100万個規模のプロセッサからなる超並列コンピュータをウェーハ積層構造に拡張したウェーハ積層構造型超並列ハードウェア構成方式について研究を行った。10×10×10程度の3次元構造アレイプロセッサまでは、冗長構成アーキテクチャにより実現の可能性を示した。しかしながら、超並列システムでのウェーハ間結合、自律故障診断法やプロセッサ間のスイッチ制御などの実用上の問題に対する検討が十分でなく、実装方式も考慮した研究が非常に重要である。