小型：利用硅光子网络的2.5D集成系统回收暗硅

赞助单位：美国国家科学基金会

奖励编号：1716352

联合导演：米洛斯·波波维奇，阿贾伊·乔希

文摘:

与过去的应用程序相比，云、物联网和高性能计算等不断发展的领域中的新兴应用程序需要更高水平的并行性和更大的数据传输。同时，功率和热的限制限制了芯片上可以同时使用的晶体管数量，这一限制导致了“暗硅”的出现。问题。在利用计算机芯片的全部潜力方面的这些困难加剧了构建高效高性能系统的挑战。该项目建议使用2.5D集成技术与硅光子片上网络（noc）来构建异构计算系统，提供所需的并行性、异构性和网络带宽，以处理下一代应用的需求。该项目的一个主要成果将是一套优化方法，这些方法将实现具有硅光子noc的2.5D系统的高效和稳健的设计和运行。该项目旨在加速高性能、节能系统的设计，以满足不断增长的带宽和性能需求，并以这种方式实现更广泛的认知数据密集型应用。计划的教育和推广活动包括设计教程和讲习班，重点是培训未来的工程师解决跨层设计问题，让本科生、少数族裔和女学生参与澳门威尼斯人注册网站研究的各个方面，并与澳门威尼斯人注册网站研究中心和工业界进行互动，以加速技术转让。

该提案的澳门威尼斯人注册网站研究目标是为具有硅光子noc的2.5D集成异质系统设计新颖的跨层设计自动化方法，并定量证明这些2.5D系统在能效、鲁棒性和性能方面的优势。在设计具有硅光子noc的系统时，提出的工作弥合了器件，物理设计，架构和应用层之间的差距，以显着提高系统效率和鲁棒性。具体的项目重点包括设计：(1)一个建模堆栈，用于量化2.5D系统中的跨层交互（从设备到应用程序），并通知优化器，以实现节能硅光子NOC设计和管理；(2)协调架构设计、芯片放置、NOC设计/路由、激光放置和冷却设计的设计时间方法，以在功率和温度限制下最大化系统性能；(3)热感知设计/运行时优化技术，了解硅光子器件的特性及其对热变化的敏感性；(4)跨层优化方法，帮助导航复杂的设计选择空间和运行时旋角。

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