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J-GLOBAL ID：201702252416974329   整理番号：17A1149355

単一磁束量子ゲートレベルパイプラインマイクロプロセッサに向けた要素回路設計

Design of Component Circuits for Rapid Single-Flux-Quantum Gate-Level-Pipelined Microprocessors

著者 (8件)： 畑中湧貴 (名古屋大 大学院工学研究科) ,  松井裕一 (名古屋大 大学院工学研究科) ,  田中雅光 (名古屋大 大学院工学研究科) ,  佐野京佑 (名古屋大 大学院工学研究科) ,  藤巻朗 (名古屋大 大学院工学研究科) ,  石田浩貴 (九大 大学院システム情報科学研究院) ,  小野貴継 (九大 大学院システム情報科学研究院) ,  井上弘士 (九大 大学院システム情報科学研究院)
資料名： 電子情報通信学会技術研究報告  (IEICE Technical Report (Institute of Electronics, Information and Communication Engineers))
巻： 117  号： 171(SCE2017 11-20)  ページ： 37-42  発行年： 2017年08月02日 
JST資料番号： S0532B  ISSN： 0913-5685  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 我々はCMOSマイクロプロセッサの性能を凌駕することを最終目的とし,高スループットな単一磁束量子(RSFQ)マイクロプロセッサの開発に着手した。これまでに実証されてきたRSFQマイクロプロセッサのデータ処理方式にはビットシリアル処理が用いられており,スループット性能は限定されたものとなっていた。データ処理方式にビットパラレル処理を用い,論理ゲートごとにパイプラインを構成する,ゲートレベルパイプライン構造を採用することで,ワード長によらず格段に優れたスループット性能が期待される。本研究では,要素回路のうち最も回路規模が大きく,タイミング設計が困難な,データパスの高周波動作の評価を行うことで,ビットパラレルRSFQマイクロプロセッサの実現可能性を示すことに取り組んだ。データパスを構成するアダーとレジスタファイルの高周波動作試験を行った結果,目標動作周波数である30GHzにおいて,バイアス電圧に対し25%の動作余裕度を確認した。また,データパスの詳細設計を行い,論理シミュレーションによる高周波動作の評価を行った結果,30GHzにおいて同程度の動作余裕度を確認することができた。ただし,低バイアス電圧領域における動作に課題が残る結果となり,より安定な動作を得るためにタイミング設計の見直しが必要であると考えられる。(著者抄録)

シソーラス用語： *磁束量子 ,  *超伝導素子 ,  *集積回路 ,  *高速度 ,  *スループット ,  ゲート回路 ,  *パイプライン演算 ,  *マイクロプロセッサ ,  データ処理 ,  タイミング回路 ,  *回路設計 ,  データパス ,  加算器 ,  周波数依存性 ,  論理シミュレーション ,  シフトレジスタ ,  超伝導集積回路 ,  超伝導回路 ,  計算機利用 ,  利用
準シソーラス用語： *単一磁束量子回路 ,  RFSQ

分類 (1件)： Josephson接合・素子  (BM04043E)

引用文献 (13件)：

• G. E. Moore: ′′Cramming more components onto integrated circuits,′′ Electronics Magazine, vol.38, no.8, pp.114-117, 1965.
• G. E. Moore: ′′Progress In Digital Integrated Electronics,′′ IEEE Int. Electron Devices Meeting Tech. Digest, vol.21, pp.11-13, 1975.
• K. K. Likharev and V. K. Semenov: ′′RSFQ Logic/Memory Family: A New Josephson-Junction Technology for Sub-Terahertz-Clock-Frequency Digital Systems,′′ IEEETrans. Appl. Supercond., vol.1, no.1, pp.3-28, 1991.
• Intelligence Advanced Research Projects Activity: ′′Cryogenic Computing Complexity (C3),′′ https://www.iarpa.gov/index.php/research-programs/c3/ accessed on Apr 30, 2016.
• A. Fujimaki et al., ′′High-End Server Based on Complexity-Reduced Architecture for Superconductor Technology,′′ IEICE Trans. Electron., vol.E85-C, No.3, pp.612-616, 2002.

タイトルに関連する用語 (3件)： 単一磁束量子 ,  要素 ,  回路設計