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Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10119/3313

Title: 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
Authors: 井口,寧
松澤,照男
堀口,進
Issue Date: 2003-11
Publisher: 情報処理学会
Magazine name: 情報処理学会論文誌
Volume: 44
Number: SIG14
Start page: 81
End page: 90
Abstract: 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、論理的に欠落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。 : 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.
Rights: 社団法人 情報処理学会, 井口寧/松澤照男/堀口進, 情報処理学会論文誌 : 数理モデル化と応用, 44(SIG14), 2003, 81-90. ここに掲載した著作物の利用に関する注意: 本著作物の著作権は(社)情報処理学会に帰属します。本著作物は著作権者である情報処理学会の許可のもとに掲載するものです。ご利用に当たっては「著作権法」ならびに「情報処理学会倫理綱領」に従うことをお願いいたします。 The copyright of this material is retained by the Information Processing Society of Japan (IPSJ). This material is published on this web site with the agreement of the author (s) and the IPSJ. Please be complied with Copyright Law of Japan and the Code of Ethics of the IPSJ if any users wish to reproduce, make derivative work, distribute or make available to the public any part or whole thereof. All Rights Reserved, Copyright (C) Information Processing Society of Japan.
URI: http://hdl.handle.net/10119/3313
Material Type: publisher
Appears in Collections:f10-1. 雑誌掲載論文 (Journal Articles)

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