Die stacking has enabled 2.5D FPGAs by integrating multiple active dice on a passive silicon interposer for improved yield and capacity, and paved the way for 3D architectures that stack active dice directly atop one another. In these multi-die devices, the unique electrical and physical characteristics of the underlying die-stacking technology impose limitations on inter-die connection density and latency, necessitating a bespoke inter-die routing architecture. However, the absence of accurate and versatile modeling tools has left most questions about how to best design the inter-die routing architecture unanswered. To address this gap, we enhance the open-source FPGA CAD tool VTR to flexibly model a wide range of multi-die routing architectures, and augment VPR's placement and routing engines to improve optimization for both 2.5D and 3D FPGAs. We perform HSPICE-based circuit modeling of inter-die connections for active dice using a 7 nm process node and a 45 nm silicon interposer across several die-crossing technologies. Using this enhanced framework, we conduct a detailed design space exploration of inter-die routing architecture in 2.5D and 3D FPGAs, characterizing the impact of die-crossing technology, inter-die connection count, fan-in/fan-out, and interposer wire length on critical path delay (CPD), wirelength, area, and routability. Our results show that with suitable inter-die routing architectures, 2.5D and 3D FPGAs can increase capacity without significant routability or delay penalties. Specifically, 3D FPGAs achieve up to 14% wirelength reduction and 6% CPD improvement over 2D devices, and remain routable even with existing $10\,μ$m pitch technologies, while 2.5D FPGAs incur only a 2% wirelength and 4% CPD overhead at 32% inter-die connectivity. All extensions are open source and integrated with the VTR master branch.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

3D是英文“Three Dimensions”的简称,中文是指三维、三个维度、三个坐标,即有长、有宽、有高,换句话说,就是立体的,是相对于只有长和宽的平面(2D)而言。
AAAI2024|场景图知识增强多模态结构化表示能力
专知会员服务
38+阅读 · 2024年1月14日
基于机器学习的FPGA电子设计自动化技术研究综述
专知会员服务
21+阅读 · 2022年11月22日
面向FPGA的布局与布线技术研究综述
专知会员服务
26+阅读 · 2022年9月3日
深度神经网络 FPGA 设计进展、实现与展望
专知会员服务
59+阅读 · 2022年3月26日
深度神经网络FPGA设计进展、实现与展望
专知会员服务
36+阅读 · 2022年3月21日
FPGA加速系统开发工具设计:综述与实践
专知会员服务
69+阅读 · 2020年6月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 6月11日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
2+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
3+阅读 · 6月17日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员