温度予測モデルを用いた重み付けシフトによるウェーハスタック実装の放熱

• Item type: Trans(1)
• 公開日: 2003-11-15
• タイトル: 温度予測モデルを用いた重み付けシフトによるウェーハスタック実装の放熱
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Biased Shifting Cooling Scheme for 3D Stacked Mesh Array Using Temperature Estimation Model
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: オリジナル論文
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
• 資源タイプ: journal article
• 著者所属: 北陸先端科学技術大学院大学情報科学センター／科学技術振興事業団さきがけ研究21（機能と構成）
• 著者所属: 北陸先端科学技術大学院大学情報科学センター
• 著者所属: 北陸先端科学技術大学院大学情報科学研究科
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Center for Information Science, Japan Advanced Institute of Science and Technology/"Information and Systems, "PRESTO, JST
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Center for Information Science, Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): School of Information Science, Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 著者名: 井口, 寧; 松澤, 照男; 堀口, 進
• 著者名(英): Yasushi, Inoguchi; Teruo, Matsuzawa; Susumu, Horiguchi
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 本論文では，ウェーハスタック実装による格子結合型マルチプロセッサの冷却を考慮した再構成方式を提案する．ウェーハスタック実装は，ウェーハ規模のプロセッシング要素（PE）アレイを3次元的に積層して構築され，システムの高速化，省電力化，コンパクト化が期待できる実装方式の1つであるが，中心部にあるPEの冷却や，各ウェーハ表面の欠陥の回避などが大きな問題となっている．欠陥回避のために，あらかじめ予備のPEを設けておき，網を再構成することによって，論理的に欠陥のない格子網を得る方法が従来から提案されているが，本論文では，予備PE選択の際に温度予測モデルを導入し，スタック内温度を低くできるPEを選択することによって，網の再構成とスタックの冷却を同時に行うことを試みる．初期PEの配置として予備PEをウェーハ中心に集める方式，および，PEの移動手法として温度予測モデルを用いて温度が低くなる方向にPEを移動する方式を提案する．2つの手法について，システム全体の歩留まりとウェーハスタック内の最高温度，および冷却性能のばらつきを熱伝導シミュレーションによって評価した．その結果，予備PEをウェーハ中心部に配置すると，PE歩留まりが高い場合にスタック全体の温度を大きく低下できた．温度予測モデルに基づいた重み付きシフトは，システム歩留まりを損なうことなく，従来手法よりも最大で約9%温度を低くすることができた．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: This paper addresses a cooling scheme for 3D stacked mesh array.A 3D stacked implementation consists of a pile of wafers and each wafer contains a processing elements (PEs) array.It is one of good candidates to implement a large scale system with high speed,low power consumption and tight integration.However,cooling of PEs at the center of a stack and avoiding defects on a wafer surface are crucial problems.To avoid these defective PEs,conventional methods obtain a defect free logical mesh network by preparing spare PEs on a wafer and reconfiguring the logical mesh network.This paper proposes biased shifting method as a improved the reconfiguration algorithm to cool the stack.The biased shifting determines a direction to lower temperature using the temperature estimation model,and it shifts defective PEs toward that direction keeping a logical network mesh connection in the stack.System yield, cooling performance,and stability of temperature are examined by thermo-conducting simulation.As the result,the concentrated spare PEs placement much reduces maximum temperature in the 3D stack at highly PE yield, and the biased shifting can lower temperature than conventional method keeping highly system yield.
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AA11464803
• 書誌情報: 情報処理学会論文誌数理モデル化と応用（TOM）; 巻 44, 号 SIG14(TOM9), p. 81-90, 発行日 2003-11-15
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 1882-7780
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会