| 講演名 | 2004/5/13 単一磁束量子回路によるマイクロプロセッサの設計と動作実証(VLSI一般 : ISSCC2004特集) 田中 雅光, 藤巻 朗, 近藤 敏明, 河本 智浩, 神谷 義章, 早川 尚夫, 秋本 彩, 山梨 裕希, 中島 直希, 藤原 完, 吉川 信行, 寺井 弘高, 萬 伸一, |
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| 抄録(和) | 我々は超伝導デバイスを用い、単一磁束量子回路により8ビットのマイクロプロセッサの動作実証に成功した。単一磁束量子回路は超伝導体のリング内に保持される磁束の最小単位(単一磁束量子)を情報ビットとする論理目路で、半導体デバイスに比べて1桁以上高速で消費電力は千分の1以下の論理ゲートを実現することができ、将来の集積回路技術として有力な候補である。ここでは、ピコ秒で動く単一磁束量子を正確に制御するための設計法を開発し、約5000個の超伝導デバイスを5mm角のチップに集積してマイクロプロセッサのプロトタイプの設計を行った。このプロトタイプチップは15.2GHzのクロックで動作し、消費電力は1.6mWであった。さらに、我々はメモリを載せることを前提に、受動線路を用いて設計したマイクロプロセッサについても動作実証に成功している。このマイクロプロセッサは約6300個の超伝導デバイスを集積しており、動作クロックは最高17.9 GHz、消費電力は1.9mWであった。 |
| 抄録(英) | We have succeeded in demonstrating 8-bit microprocessors using single-flux-quantum (SFQ) logic with superconductive devices. In the SFQ logic, a single flux quantum in a superconducting ring corresponds to an information bit. The SFQ logic circuit is a strong candidate for future LSIs because it enables us to realize logic gates operating over ten times higher and consuming less than 1/1000 power compared with semiconductor devices. Here we have developed the design methodologies to control single flux quanta in pico-second timescale, and designed a prototype chip integrating about 5000 superconductive devices on a 5 mm square area. The prototype chip have operated successfully up to 15.2 GHz clock and consumed 1.6 mW. We have also demonstrated a microprocessor using passive transmission lines toward mounting a memory. The microprocessor, made up of about 6300 devices, has worked correctly up to 17.9 GHz clock with power consumption of 1.9 mW. |
| キーワード(和) | 超伝導デバイス / 単一磁束量子回路 / SFQ / マイクロプロセッサ |
| キーワード(英) | Superconductive Device / Single-Flux-Quantum Logic / SFQ / Microprocessor |
| 資料番号 | ICD2004-14 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | ICD |
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| 開催期間 | 2004/5/13(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Integrated Circuits and Devices (ICD) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 単一磁束量子回路によるマイクロプロセッサの設計と動作実証(VLSI一般 : ISSCC2004特集) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Design and Demonstration of a Microprocessor Using Single-Flux-Quantum Logic |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 超伝導デバイス / Superconductive Device |
| キーワード(2)（和/英） | 単一磁束量子回路 / Single-Flux-Quantum Logic |
| キーワード(3)（和/英） | SFQ / SFQ |
| キーワード(4)（和/英） | マイクロプロセッサ / Microprocessor |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 田中 雅光 / Masamitsu TANAKA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 名古屋大学 Nagoya University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 藤巻 朗 / Akira FUJIMAKI |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 名古屋大学 Nagoya University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 近藤 敏明 / Toshiaki KONDO |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 名古屋大学 Nagoya University |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 河本 智浩 / Tomohiro KAWAMOTO |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 名古屋大学 Nagoya University |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 神谷 義章 / Yoshiaki Kamiya |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 名古屋大学 Nagoya University |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 早川 尚夫 / Hisao HAYAKAWA |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 名古屋大学 Nagoya University |
| 第 7 著者 氏名（和/英） | 秋本 彩 / Aya AKIMOTO |
| 第 7 著者 所属（和/英） | 横浜国立大学 Yokohama National University |
| 第 8 著者 氏名（和/英） | 山梨 裕希 / Yuki YAMANASHI |
| 第 8 著者 所属（和/英） | 横浜国立大学 Yokohama National University |
| 第 9 著者 氏名（和/英） | 中島 直希 / Naoki NAKAJIMA |
| 第 9 著者 所属（和/英） | 横浜国立大学 Yokohama National University |
| 第 10 著者 氏名（和/英） | 藤原 完 / Kan Fujiwara |
| 第 10 著者 所属（和/英） | 横浜国立大学 Yokohama National University |
| 第 11 著者 氏名（和/英） | 吉川 信行 / Nobuyuki YOSHIKAWA |
| 第 11 著者 所属（和/英） | 横浜国立大学 Yokohama National University |
| 第 12 著者 氏名（和/英） | 寺井 弘高 / Hirotaka TERAI |
| 第 12 著者 所属（和/英） | 情報通信研究機構 NICT |
| 第 13 著者 氏名（和/英） | 萬 伸一 / Shinichi TOROZU |
| 第 13 著者 所属（和/英） | 超電導工学研究所 SRL-ISTEC |
| 発表年月日 | 2004/5/13 |
| 資料番号 | ICD2004-14 |
| 巻番号（vol） | vol.104 |
| 号番号（no） | 66 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |