潘月斗,王嘉琪,唐　亮,骆祖莹

(1.北京科技大学自动化学院,北京 100083; 2.北京科技大学钢铁流程先进控制教育部重点实验室,北京 100083;3.北京师范大学信息科学与技术学院,北京 100875)



考虑温度/功耗/热导之间相互作用的单循环迭代热分析算法

潘月斗1,2,王嘉琪1,2,唐亮3,骆祖莹3

(1.北京科技大学自动化学院,北京 100083; 2.北京科技大学钢铁流程先进控制教育部重点实验室,北京 100083;3.北京师范大学信息科学与技术学院,北京 100875)

随着纳米工艺的不断改进,温度对漏电流功耗和热导的影响日益显著.考虑温度/功耗/热导相互作用的3D芯片热分析需要采用迭代方法对温度进行精确求解,即先用功耗密度向量和热导矩阵来求解温度向量,再用求解出来的温度向量来刷新功耗密度向量和热导矩阵.为了提高3D芯片热分析的效率,本文以一个设定温度值下的均匀热导矩阵作为预条件,先提出了一种双循环、内循环低迭代次数的高效求解算法TPG-FTCG.鉴于TPG-FTCG具有超快的内循环收敛速度,本文省去了TPG-FTCG算法的内循环部分,提出了一种单循环、低迭代次数的TPG求解算法TPG-Sli.基于GPU(Graphics Processing Unit)并行加速技术,本文编写并改进了TPG-Sli的GPU加速算法.实验数据表明：与采用经典高效的ICCG算法进行3D芯片热分析的TPG-ICCG算法相比,在足够小的误差范围内,TPG-Sli的GPU加速算法可以获得120倍的速度提升.

算法;热分析;快速傅里叶变换;GPU并行

1　引言

随着集成电路(Integrated Circuit,IC)纳米工艺的不断改进,3D芯片已成为事实,提高了IC集成度与功耗,但不可避免地带来了发……