M31谈12 FFC多端口缓存器数组

 

多埠暂存器阵列

　　多埠暂存器堆，简单来说是处理器中多个暂存器所组成的阵列，故又称多埠暂存器阵列，是处理器(如中央处理器、内嵌式处理器或神经网络处理器)中常见的记忆体，用于暂存指令、数据和位址。暂存器阵列的存贮容量十分有限，但却有读写速度快的优点，因此在处理器架构裡，暂存器阵列被用来储存运算单元计算的中间结果，利用快速存取资料来支援运算单元并改善处理器运算效能。    

 

　　多埠暂存器阵列的实现方式有两种，其一，藉由逻辑合成的方式，使用标准原件库中的闩锁器或正反器构成；而另一种方式，是使用客製化的多埠静态随机读写存储单元，实现客製化的暂存器阵列，这种多埠存储单元具有专门的读埠与写埠，可以支援多路同时存储。两者相较，第一种能快速地完成的暂存器阵列的设计与实现，而第二种方式则可以提供较佳的面积与效能。

 

图: 2R2W Register File in Multi-core Computing Structure

 

分时多工的创新技术

　　针对客製化实现多埠暂存器阵列，M31提出分时多工的创新技术，优化暂存器阵列的控制单元，有效提高记忆体单元的储存与读取频宽，可使用晶圆厂提供的标准静态随机读写存储单元(如单埠记忆体单元、双埠记忆体单元)完成多埠暂存器阵列设计与实现。此一创新技术，不但可以缩短设计时间、缩短交货流程，更可以提供最佳优化面积与效能的多埠暂存器阵列，协助客户完成更具有竞争力的处理器设计。     

 

客製化记忆体模组区块

　　M31 提供完善的设计解决方案，採用TSMC 12奈米先进製程，针对市场的超高速操作需求，提供2R2W的4埠静态随机读写暂存器(SRAM)，各埠皆有独立的操作模式，且不能互相干扰，此外，M31记忆体团队使用读写的屏蔽技术，确保操作时资料读写的稳定性，并同时兼顾CPU/NPU对于平行处理资料运算读写的需求;而针对晶圆厂的SRAM bit cell架构，M31所客製化记忆体模组区块，可大幅减少由传统闩锁器或正反器组成所消耗的面积与功耗，并且，M31开发出boosted amplifier架构，克服bit cell自身读取速度的极限，能进一步满足处理器内部大于兆频以上的超高频需求。