パイプライン化したビットシリアル単一磁束量子マイクロプロセッサの開発(ディジタル・一般)
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概要
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われわれは、パイプライン化した単一磁束量子マイクロプロセッサCORElβの設計を行い、その動作をオンチップでの高速試験で実証した。このマイクロプロセッサでは、16bitの命令と8bitのデータをビットシリアル方式で扱い、単一磁束量子回路の高いスループット特性を利用することで高い性能/消費電力比を達成している。われわれは、複雑なパイプライン処理を効果的に実装するために、ビットシリアル処理と命令実行のためのクロック信号とを分離し、ワンホットエンコーディングによるコントローラや読み書きが独立に行えるレジスタファイル、タイミング調整を容易にするためのバッファなどいくつかの要素回路を開発した。また、CORElβは10,000接合を超える大規模回路となるため、バイアス供給線を超伝導層で完全に被覆したセルライプラリと8mm角のチップを採用し、バイアス電流の供給に伴う磁場の影響を排除した。試作したCORElβは命令とデータのビット操作について最大25GHz,17GHzのクロックで動作し、消費電力は3.4mWであった。ピーク性能は1400MOPS(million operations per second)と見積もられる。
- 2007-01-19
著者
-
山梨 裕希
横浜国立大学大学院工学府
-
吉川 信行
横浜国立大学大学院工学府
-
藤巻 朗
名古屋大学
-
田中 雅光
名古屋大学
-
入江 直樹
名古屋大学
-
朴 熙中
横浜国立大学
-
岩崎 真悟
名古屋大学
-
武富 一博
横浜国立大学
-
寺井 弘高
情報通信研究機構
-
萬 伸一
日本電気株式会社
-
寺井 弘高
NICT
-
萬 伸一
科学技術振興機構:日本電気株式会社ナノエレクトロニクス研究所
-
吉川 信行
横浜国大工
-
朴 熙中
横浜国立大学工学府
-
武富 一博
横浜国立大学大学院:crest-jst
-
岩崎 真悟
名古屋大学:戦略的創造研究推進事業
-
藤 巻朗
名古屋大学 工学部
-
山梨 祐希
横浜国立大学工学部
-
吉川 信行
横浜国立大学 工学部 電子情報工学科
-
山梨 裕希
横浜国立大学大学院
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