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» 2017年01月24日 09時30分 公開

福田昭のデバイス通信(100) 高性能コンピューティングの相互接続技術(5):NVIDIAがエネルギー効率の高い相互接続技術を解説(後編) (2/2)

[福田昭,EE Times Japan]
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伝送路をツイストさせて電流をバランスさせる

 BCRB技術では、信号伝送路を周期的にツイストさせる。具体的には、上のバスにレイアウトされていた伝送路と、下のバスにレイアウトされていた伝送路が入れ換わる。この入れ換わりによって上下のバスで電流を均等に保つ。従って中間電位は電源電圧と接地電圧の中央で安定化し、疑似的に電源電圧の役割りを果たせるようになる。

BCRB(Balanced Charge Recycling Bus:バランス型電荷再利用バス)技術の概要。上下のバスで伝送路を入れ換える直前にはクロック動作のセンスアンプを配置した。出典:NVIDIA(クリックで拡大)

 ただし、BCRBにも問題がいくつかある。中間電位の配線は電源配線と同様に太くかつ厚くしなければならず、製造コストを増加させる。また信号伝送路の配線容量は、上下のバスで等しくしておく必要がある。そして電圧安定化用に、大容量のバイパスキャパシターを設けておかなければならない。

クロストークによるスキューの累積をキャンセル

 電荷再利用型バスには、別の問題もある。スイッチング波形のスキューがクロストークによって伝送距離が伸びるとともに悪化していくのだ。そこで平行する配線で信号の伝送方向を逆向きにすることで、クロストークによるスキューの累積をキャンセルする。

クロストークによるスキューの累積。出典:NVIDIA(クリックで拡大)
信号の伝送方向を互いに逆向きにすることで、スキューの累積をキャンセルする。出典:NVIDIA(クリックで拡大)

(次回に続く)

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