SHF: Small: Leveraging Monolithic 3D for Architectural Innovations
SHF:小型:利用整体 3D 进行建筑创新
基本信息
- 批准号:2008365
- 负责人:
- 金额:$ 50万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-06-15 至 2024-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The design of more efficient processors is a major driving force of the computing industry. Over multiple decades, reducing the size of transistors, which are the building blocks of microprocessors, has been the main driver for efficiency improvements. With this trend of transistor shrinking nearing the physical limit, this research explores three-dimensional chips, where transistors are stacked in multiple layers, as an alternate approach to enhance efficiency. A major challenge with three-dimensional chips is the large dimension of the connections compared to the transistor itself. This project will leverage a new technology called monolithic three-dimensional design (M3D), where inter-layer connections are of dimensions similar to that of a transistor. This research will result in new M3D-based designs for microprocessors that reduce energy and time consumed in interconnections, and enable new functional features for microprocessors. The project will also enhance the national workforce development efforts by training undergraduate, graduate and underrepresented groups in a much-needed area of semiconductor electronics. This project will involve synergistic exploration of process technology and M3D-based architectural design spaces of processors towards achieving transformational impact on processor and accelerator performance. The research will first develop a simulation infrastructure that enables systematic exploration of the space by varying the architectural and technology parameters. Leveraging the simulation infrastructure, this project will perform the following tasks: (1) evaluation of layer-wise partitioning of processor core and cache structures; (2) design of primitive compute functions for integration with the cache memories; (3) design of M3D-enabled application-specific accelerators; and (4) integration of heterogeneous memory technologies to provide support for power efficiency.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
更有效的处理器的设计是计算行业的主要推动力。在数十年中,减少晶体管的大小(这是微处理器的基础)一直是提高效率的主要驱动力。随着这种晶体管收缩接近物理极限的趋势,这项研究探索了三维芯片,其中将晶体管堆叠成多层,作为提高效率的另一种方法。三维芯片的主要挑战是与晶体管本身相比,连接的巨大维度。该项目将利用一种称为单层的三维设计(M3D)的新技术,其中层间连接的维度与晶体管相似。这项研究将为微处理器提供新的基于M3D的设计,以减少互连中的能量和时间,并为微处理器提供新的功能功能。该项目还将通过急需的半导体电子领域的培训本科,研究生和代表性不足的群体来改善国家劳动力发展工作。该项目将涉及对过程技术和基于M3D的处理器的协同探索,以实现对处理器和加速器性能的变革影响。该研究将首先开发一个模拟基础架构,该基础架构可以通过改变建筑和技术参数来实现对空间的系统探索。利用仿真基础架构,该项目将执行以下任务:(1)评估处理器核心和高速缓存结构的层划分; (2)设计原始计算函数,以与缓存记忆集成; (3)设计启用M3D的应用程序特定加速器; (4)将异构记忆技术的整合以提供对功率效率的支持。该奖项反映了NSF的法定任务,并使用基金会的知识分子优点和更广泛的影响审查标准,被认为值得通过评估来获得支持。
项目成果
期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
On the Write Schemes and Efficiency of FeFET 1T NOR Array for Embedded Nonvolatile Memory and Beyond
- DOI:10.1109/iedm45625.2022.10019542
- 发表时间:2022-01-01
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Xiao, Yi;Xu, Yixin;Ni, Kai
- 通讯作者:Ni, Kai
Compact Ferroelectric Programmable Majority Gate for Compute-in-Memory Applications
适用于内存计算应用的紧凑型铁电可编程多数门
- DOI:10.1109/iedm45625.2022.10019400
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Deng, Shan;Benkhelifa, Mahdi;Thomann, Simon;Faris, Zubair;Zhao, Zijian;Huang, Tzu-Jung;Xu, Yixin;Narayanan, Vijaykrishnan;Ni, Kai;Amrouch, Hussam
- 通讯作者:Amrouch, Hussam
CAPE: A Content-Addressable Processing Engine
CAPE:内容可寻址处理引擎
- DOI:10.1109/hpca51647.2021.00054
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Caminal, Helena;Yang, Kailin;Srinivasa, Srivatsa;Ramanathan, Akshay Krishna;Al-Hawaj, Khalid;Wu, Tianshu;Narayanan, Vijaykrishnan;Batten, Christopher;Martinez, Jose F.
- 通讯作者:Martinez, Jose F.
FeFET-Based Logic-in-Memory Supporting SA-Free Write-Back and Fully Dynamic Access With Reduced Bitline Charging Activity and Recycled Bitline Charge
- DOI:10.1109/tcsi.2023.3251961
- 发表时间:2023-06
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Wenjun Tang;Ming-En Lee;Juejian Wu;Yixin Xu;Yao Yu;Yongpan Liu;Kai Ni;Yu Wang;Huazhong Yang;V. Narayanan;Xueqing Li
- 通讯作者:Wenjun Tang;Ming-En Lee;Juejian Wu;Yixin Xu;Yao Yu;Yongpan Liu;Kai Ni;Yu Wang;Huazhong Yang;V. Narayanan;Xueqing Li
An 8T/Cell FeFET-Based Nonvolatile SRAM with Improved Density and Sub-fJ Backup and Restore Energy
- DOI:10.1109/iscas48785.2022.9937438
- 发表时间:2022-05
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Jianfeng Wang;Nuo Xiu;Juejian Wu;Yiming Chen;Yanan Sun;Huazhong Yang;N. Vijaykrishnan;Sumitha George;Xueqing Li
- 通讯作者:Jianfeng Wang;Nuo Xiu;Juejian Wu;Yiming Chen;Yanan Sun;Huazhong Yang;N. Vijaykrishnan;Sumitha George;Xueqing Li
共 10 条
- 1
- 2
VIJAYKRISHNAN NARA...的其他基金
Collaborative Research: FET: Medium:Compact and Energy-Efficient Compute-in-Memory Accelerator for Deep Learning Leveraging Ferroelectric Vertical NAND Memory
合作研究:FET:中型:紧凑且节能的内存计算加速器,用于利用铁电垂直 NAND 内存进行深度学习
- 批准号:23128862312886
- 财政年份:2023
- 资助金额:$ 50万$ 50万
- 项目类别:Standard GrantStandard Grant
FuSe-TG: FAB: A Heterogeneous Ferroelectronics Platform for Accelerating Big Data Analytics
FuSe-TG:FAB:加速大数据分析的异构铁电子平台
- 批准号:22353662235366
- 财政年份:2023
- 资助金额:$ 50万$ 50万
- 项目类别:Standard GrantStandard Grant
EFRI BRAID: Neuroscience Inspired Visual Analytics
EFRI BRAID:神经科学启发的视觉分析
- 批准号:23181012318101
- 财政年份:2023
- 资助金额:$ 50万$ 50万
- 项目类别:Standard GrantStandard Grant
Collaborative Research: Visual Cortex on Silicon
合作研究:硅上视觉皮层
- 批准号:13175601317560
- 财政年份:2013
- 资助金额:$ 50万$ 50万
- 项目类别:Continuing GrantContinuing Grant
Planning Grant: I/UCRC for Nexys: Next Generation Electronic System Design
规划补助金:I/UCRC for Nexys:下一代电子系统设计
- 批准号:11609801160980
- 财政年份:2012
- 资助金额:$ 50万$ 50万
- 项目类别:Standard GrantStandard Grant
TC:Small:Improving Lifetime Reliability for Reconfigurable Embedded Systems
TC:Small:提高可重新配置嵌入式系统的使用寿命可靠性
- 批准号:09168870916887
- 财政年份:2009
- 资助金额:$ 50万$ 50万
- 项目类别:Continuing GrantContinuing Grant
CPATH CDP: Integrating Biology and Computing: Empowering Future Computer Professionals
CPATH CDP:整合生物学和计算:赋予未来计算机专业人员权力
- 批准号:08296070829607
- 财政年份:2008
- 资助金额:$ 50万$ 50万
- 项目类别:Standard GrantStandard Grant
EMT/NANO: Co-Exploration of Device and System Architecture for Quantum NanoElectronics
EMT/NANO:量子纳米电子器件和系统架构的共同探索
- 批准号:08299260829926
- 财政年份:2008
- 资助金额:$ 50万$ 50万
- 项目类别:Standard GrantStandard Grant
HoDoo: Holistic Design of On-chip Interconnects
HoDoo:片上互连的整体设计
- 批准号:07026170702617
- 财政年份:2007
- 资助金额:$ 50万$ 50万
- 项目类别:Standard GrantStandard Grant
CRI: SEAT: Soft Error Analysis Toolset
CRI:SEAT:软错误分析工具集
- 批准号:04541230454123
- 财政年份:2005
- 资助金额:$ 50万$ 50万
- 项目类别:Continuing GrantContinuing Grant
相似国自然基金
基于18F-FDG PET/CT影像利用GWAS分析预测非小细胞肺癌基因组突变的研究
- 批准号:82302249
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
利用小鼠干细胞来源的合成胚胎研究小分子致畸物对着床后胚胎命运的影响及作用机制
- 批准号:82301873
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
利用氢键构筑的强相分离嵌段共聚物及其小尺寸自组装结构的调控和功能化研究
- 批准号:52373200
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
解析小分子诱导型血管内皮细胞的分化机制并利用AMI猪模型研究其移植治疗效果
- 批准号:32370854
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
利用DNA编码化合物库技术发现靶向非Cys氨基酸的活性共价小分子
- 批准号:22377139
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
CSR: Small: Leveraging Physical Side-Channels for Good
CSR:小:利用物理侧通道做好事
- 批准号:23120892312089
- 财政年份:2024
- 资助金额:$ 50万$ 50万
- 项目类别:Standard GrantStandard Grant
放射光白色X線を利用した微小血管造影システムの基礎的開発
同步辐射白X射线显微血管造影系统的基础研究
- 批准号:24K1079824K10798
- 财政年份:2024
- 资助金额:$ 50万$ 50万
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
貝殻を利用する矮小シクリッドの平行進化および側所的種分化の機構解明
使用贝壳的矮慈鲷的平行进化和横向物种形成机制
- 批准号:23K2394923K23949
- 财政年份:2024
- 资助金额:$ 50万$ 50万
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
人口縮小時代の都市再生に寄与する「公共未利用地」の戦略的活用デザイン
人口萎缩时代助力城市复兴的“闲置公共土地”战略利用设计
- 批准号:24K0780624K07806
- 财政年份:2024
- 资助金额:$ 50万$ 50万
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
狭小戸建・共同を含む都市部住宅での蓄熱・蓄電を活用した太陽エネルギーの総合的利用
城市住宅(包括小型独立住宅和共享建筑)综合利用太阳能蓄热、蓄电
- 批准号:23K2625823K26258
- 财政年份:2024
- 资助金额:$ 50万$ 50万
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)Grant-in-Aid for Scientific Research (B)