3D众核处理器亮相：层叠64核芯片和SRAM芯片

　　美国佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology）、韩国KAIST大学和Amkor Technology公司在“ISSCC 2012”上，共同发布了将277MHz驱动的64核处理器芯片以及容量为256KB的SRAM芯片三维层叠后构筑而成的处理器子系统“3D-MAPS：3D Massively Parallel Processor with Stacked Memory”（论文序号：10.6）。

　　64个处理器内核分别与4KB的SRAM（数据存储器）三维连接，可通过最短的布线长度访问存储器。上下芯片将电路面相对，利用美国的三维IC技术开发公司Tezzaron Semiconductor拥有的芯片层叠技术，通过Face-to-Face（F2F）的铜键合工艺进行连接。在厚度为765μm的存储器芯片上，层叠厚度仅为12μm的处理器芯片。连接上下芯片间的信号线以及电源线和接地线全都采用F2F键合。F2F键合约有5万个，直径为3.4μm，间距为5μm。而且，还针对上层处理器芯片的输入输出，采用了将处理器芯片上下贯通的硅通孔（TSV，Through Silicon Via）。TSV约有5万个，直径为1.2μm，间距为5μm。

　　据介绍，使用试制的子系统并行运行AES加密、动作检测等共计8个应用时，实现了预期的内存带宽（Memory Bandwidth）。以4W的耗电量实现了最大64GB/秒的内存带宽。另外，在对数据存储器进行读写试验时证实，TSV以及F2F键合可以正常发挥作用。

　　此次试制的64核处理器芯片采用5段2路VLIW架构，利用美国GLOBALFOUNDRIES公司的130nm技术制造，芯片面积为25mm2。该处理器芯片配备约3300万个晶体管。在1.5V电源电压下工作，耗电量最大为6.3W。

　　在此次发布的双芯片层叠型系统（“3D-MAPS V1”）中，TSV的应用仅限于处理器芯片的输入输出。目前正在开发新一代系统——将2枚128核处理器芯片（内置SRAM）和3枚DRAM芯片（每枚芯片的存储器容量为64MB）共计5枚芯片三维层叠的子系统“3D-MAPS V2”。除了处理器芯片的输入输出外，3D-MAPS V2还计划在处理器访问DRAM时利用TSV。