ウェーハスタック構造は、シミュレーションや動画像処理に必要とされる大規模超並列 計算機システムを実現するWSIの手法である。しかしウェーハスタック構造ではウェー ハ間の結合に大きな面積を必要とするため、ウェーハ間結線数を制限する必要がある。本 研究では、ウェーハ間結線数を減らしつつ、直径やチップ面積の増加を抑えるネットワー クとして、3次元階層型トーラスと3次元階層型メッシュの提案を行なっい、その性能を 評価した。第2章ではウェーハスタック構造におけるネットワーク特性を調べるため、既 存のネットワークのウェーハ間最大結線数、ウェーハ間結線に必要な面積を考慮したレイ アウト面積を求め、直径と合わせた検討を行なった。その結果、階層型ネットワークや 低次数のネットワークがウェーハスタック構造に適していることが示した。第3章では ウェーハスタック構造に適したネットワークとして、基本モジュール間のリンクを減らし た3次元階層型トーラスと基本モジュール間のリンクを増やし、通信の分散を行なった
3次元階層型メッシュを提案した。また3次元階層型ネットワークのルーティングを示し た。直径、ウェーハ間最大結線数、レイアウト面積を求め、第2章で用いた既存のネット ワークとの比較を行ないその有効性を確かめた。第4章では3次元階層型ネットワーク にアプリケーションのマッピングを行ないO(logN)で実行可能であることを示した。ま た総通信ステップ数を用いて実行性能を調べた。その結果3次元階層型トーラスでは階 層間のリンク数が少ないため、通信の集中により性能が大きく低下すること分かった。し かし、3次元階層型メッシュでは階層間のリンク数を増加させたことによって、数千PE で2Dトーラスよりも少ないステップ数でアプリケーションの実行が可能であることも示
今後の課題としては、以下のものが挙げられる。
階層型冗長構成法の検討
階層型ネットワークに適したアプリケーションの選択
複雑なアプリケーションのマッピング
謝辞
本研究を進めるにあたり、終始熱心な御指導、御鞭撻をいただいた北陸先端科学技術大 学院大学 堀口 進 教授、阿部 亨 助教授に深く感謝いたします。
サブテーマで熱心に御指導をいただいた 酒井 正彦 助教授に感謝いたします。
日頃より有意義な御教示、検討、議論をしてくださった沼田一成助手に感謝いたします。
また、日頃よりお世話になった堀口・阿部研究室の皆様に厚く御礼申し上げます。
参考文献
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