High Performance Parallel Processor System Using Three-Dimensional Processor Chip

采用三维处理器芯片的高性能并行处理器系统

基本信息

  • 批准号:
    15106006
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 73.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2007
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A new parallel processing system with shared memories was proposed. We designed a prototype system and evaluated its performance. Data to be shared are transferred to processor elements (PE's) through a high-speed multiport ring bus in this system. An optical interconnection is used as the high-speed multiport ring bus. The system performance was improved by using node-shared cache memories with three-dimensional structure which decreases the cache miss-hit rate. The performance increased almost in proportion to the number of PE.We developed two key technologies of optical interconnection and three-dimensional integration to realize the proposed system. We succeeded in fabricating the optical waveguide with an extremely low signal propagation loss of 0.029dB/cm. We achieved a high-speed data transfer rate of 10Gbps using this optical waveguide with the length of 5cm. We also developed a new beam-lead bonding technology to directly integrate photodetectors and VCSEL's on LSI chip. We fabricated a test module using these technologies in which SRAM cache memories were connected by this optical waveguide and confirmed the optical data transfer among these SRAM cache memories.Furthermore, we developed a three-dimensional integration technology based on wafer bonding. We succeeded in fabricating a three-dimensionally stacked microprocessor test chip for the first time in the world. We also fabricated a three-dimensionally stacked memory test chip with ten memory layers. In addition, we developed a new three-dimensional integration technology called a super-chip integration technology aiming to realize a further advanced system with stacked microprocessor and memory chips. We could stack various kinds of chips with different chip size and thickness by the super-chip integration.
提出了一个具有共同记忆的新的并行处理系统。我们设计了一个原型系统并评估了其性能。要共享的数据通过该系统中的高速多层环总线传输到处理器元素(PE)。光学互连用作高速多层环总线。使用节点共享的缓存记忆具有三维结构,从而提高了系统性能,从而降低了缓存失误率。该性能几乎与PE数量相比提高。我们开发了两种关键的光学互连和三维整合技术,以实现所提出的系统。我们成功地制造了光波导,信号传播损失为0.029db/cm。我们使用此光学波导的长度为5厘米,达到了10Gbps的高速数据传输速率。我们还开发了一种新的光束铅键合技术,以直接将光电视图和VCSEL在LSI芯片上集成。我们使用这些技术制造了一个测试模块,在该技术中,该光学波导连接了SRAM缓存记忆,并确认了这些SRAM缓存记忆之间的光学数据传输。furthermore,我们根据晶圆键开发了三维整合技术。我们成功制造了世界上第一次制造三维堆积的微处理器测试芯片。我们还制造了一个具有十个内存层的三维堆叠内存测试芯片。此外,我们开发了一种新的三维集成技术,称为超芯片集成技术,旨在通过堆叠的微处理器和存储芯片实现进一步的先进系统。我们可以通过超芯片集成堆叠具有不同芯片尺寸和厚度的各种芯片。

项目成果

期刊论文数量(138)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
New three-dimensional integration technology using chip-to-wafer bonding to achieve ultimate super-chip integration
Chip-to-Wafer Stacking for 3D Integration with TSV
用于与 TSV 进行 3D 集成的芯片到晶圆堆叠
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    陳 群;関 孝行;佐藤 清貴;内田 雅樹;定方 正毅;Takafumi Fukushima
  • 通讯作者:
    Takafumi Fukushima
ロボットビジョンシステムのための積層型並列リコンフィギャラブル画像処理プロセツサの設計
机器人视觉系统堆叠式并行可重构图像处理处理器设计
SiGe elevated source/drain structure and nickel silicide contact layer for sub 0.1 μm MOSFET fabrication
用于 0.1 μm 以下 MOSFET 制造的 SiGe 升高源极/漏极结构和硅化镍接触层
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yuji Sakamoto;Tetsuo Yasaka;M. Miura-Mattausch;小仲 千里;JeoungChill Shim
  • 通讯作者:
    JeoungChill Shim
JeoungChill Shim, HyucJae Oh, Hoon Choi, Mitsumasa Koyanagi, et al.: "SiGe Elevated Source/Drain Structure an Nickel Silicide Contact Layer for sub 0.1 MOS-FET Fabrication"First International SiGe Technology an Device Meeting (ISTDM). 23-24 (2003)
JeoungChill Shim、HyucJae Oh、Hoon Choi、Mitsumasa Koyanagi 等人:“用于 0.1 以下 MOS-FET 制造的 SiGe 提升源极/漏极结构和镍硅化物接触层”首届国际 SiGe 技术与器件会议 (ISTDM)。
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    0
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    2000
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    $ 73.3万
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    11355015
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    1999
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    $ 73.3万
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  • 资助金额:
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使用3维集成共享存储器的高速并行计算机系统
  • 批准号:
    08505003
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 73.3万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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