ネットワーク・オン・チップ(NoC)とは?

半導体チップの中のネットワークのことです. チップ内の部品(下図ではタイルと書いてある)をつなぎます.


半導体チップのモジュール化

図:半導体チップのモジュール化. タイル3からタイル7にデータを送っている.


そもそも,どうして部品をタイル状に区切るの?

半導体技術は年々進歩しており,チップは高機能化,大規模化の一途を たどっています.しかし,チップが複雑になると設計や検証が大変になります. また,性能の観点から言っても,たくさんの回路をまたぐ長い配線は好ましくあり ません. そこで,チップ内の部品をタイル状に区切り,ネットワークでつなぐ研究が 始まりました.

どうやってNoC上にアプリケーションを載せるの?

まず,各タイルに仕事を割り当てます.例えば,あるタイルはCPUになるし, 別のタイルはメモリになります.CPUのタイル,メモリのタイルなど,必要な部品が そろったところで,これらのタイル同士をつなぎ合わせます.

タイルのつなぎ方が決まったら,今度はデータの流し方を決めます. さきほどの図ではタイル3がタイル7にデータを送っています. ある通信路が混んでいたら,別のルートを通る ように流し方を工夫したりします.

具体的な研究内容

タイル同士のつなぎ方,データの流し方には,いろいろな方法があります.また, 作りたいアプリケーションによってベストな組合せは違います.効率的なチップ 内ネットワークを考えるのが当グループの研究内容です.

当グループではマルチメディア用途を想定した新しいネットワークを提案し てきました.また,アプリケーションの特性に合ったネットワークを見つける ため,NoCシミュレータの研究開発が進められています.

最新の研究動向

現在はワイヤレス3次元積層チップについての研究を行っています.ワイヤレス3次元積層チップとは,複数のタイルを載せたチップを重ね,それらのチップ間の通信をワイヤレスで行う方式です.これによりチップの構成を自由に変えることが可能となります.

また,NoCの他に,スパコンやデータセンター向けのネットワークの研究も行っています.

NoCやスパコン・データセンター向けのネットワークに興味を持たれた方は,一度研究室にいらしてはいかがでしょうか.

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