分离的三维处理器制造技术

分离的三维处理器(100)含有面对面堆叠的第一芯片(100a)和第二芯片(100b)。第一芯片(100a)含有三维存储（3D‑M）阵列(170),第二芯片(100b)含有逻辑电路(180)和3D‑M阵列(170)的至少一片外周边电路组件(190)。第一芯片(100a)不含所述片外周边电路组件(190)。第一芯片(100a)和第二芯片(100b)通过多个芯片间连接(160)电耦合，并具有相同或相近面积。

【技术实现步骤摘要】
分离的三维处理器本申请是申请号为201910038528.0，申请日为2019年1月16日的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及集成电路领域，更确切地说，涉及处理器。
技术介绍
处理器（包括CPU、GPU、FPGA等）广泛应用于数学计算、计算机模拟、可编程门阵列、模式处理、神经网络等领域。传统处理器芯片基于二维集成，其逻辑电路（如算术逻辑单元、控制单元等）与存储电路（内部存储器，包括用于缓存的RAM和存储查找表的ROM等）处于同一平面（即半导体衬底表面）。由于处理器芯片的主要功能是算术逻辑运算，其内部存储器的容量很小。传统计算机基于冯·诺依曼架构，计算机中的处理器和存储器分离：绝大部分存储器为外部存储器（如内存、外存等），它们位于处理器芯片之外。处理器芯片在计算时如需要用到大量数据，则到外部存储器中获取数据。由于外部存储器与处理器芯片物理距离过远、它们之间数据总线较窄，外部存储器与处理器芯片之间的数据传输带宽有限。随着海量数据的出现，传统处理器及其冯·诺依曼架构逐渐力不从心。以下对上述处理器应用领域的现状和局限做一介本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分离的三维处理器(100)，其特征在于含有：/n多个储算单元(100aa-100mn)，每个储算单元(100ij)含有至少一三维存储（3D-M）阵列(170)和一逻辑电路(180)；/n面对面堆叠的第一芯片(100a)和第二芯片(100b)，所述第一芯片(100a)含有所述3D-M阵列(170)，所述第二芯片(100b)含有至少部分所述逻辑电路(180)以及所述3D-M阵列(170)的至少一片外周边电路组件(190)；所述第一芯片(100a)不含有所述片外周边电路组件(190)；所述第一芯片(100a)与所述第二芯片(100b)是两个不同芯片且通过多个芯片间连接(160)电耦合。/n

【技术特征摘要】
20181210 CN 2018115062121;20181211 CN 2018115081301.一种分离的三维处理器(100)，其特征在于含有：
多个储算单元(100aa-100mn)，每个储算单元(100ij)含有至少一三维存储（3D-M）阵列(170)和一逻辑电路(180)；
面对面堆叠的第一芯片(100a)和第二芯片(100b)，所述第一芯片(100a)含有所述3D-M阵列(170)，所述第二芯片(100b)含有至少部分所述逻辑电路(180)以及所述3D-M阵列(170)的至少一片外周边电路组件(190)；所述第一芯片(100a)不含有所述片外周边电路组件(190)；所述第一芯片(100a)与所述第二芯片(100b)是两个不同芯片且通过多个芯片间连接(160)电耦合。


2.一种分离的三维处理器(100)，所述分离的三维处理器(100)用于计算至少一非算术函数或一非算术模型，其特征在于含有：
多个计算单元(100ij)，所述计算单元(100ij)含有至少一三维存储（3D-M）阵列(170)和一算术逻辑电路（ALC）(180)，所述3D-M阵列(170)存储所述非算术函数或所述非算术模型的至少部分查找表（LUT），所述ALC(180)对所述LUT中的至少部分数据进行算术运算；
面对面堆叠的第一芯片(100a)和第二芯片(100b)，所述第一芯片(100a)含有所述3D-M阵列(170)，所述第二芯片(100b)含有至少部分所述ALC(180)以及所述3D-M阵列(170)的至少一片外周边电路组件(190)；所述第一芯片(100a)不含有所述片外周边电路组件(190)；所述第一芯片(100a)与所述第二芯片(100b)是两个不同芯片且通过多个芯片间连接(160)电耦合；
所述非算术函数或所述非算术模型包含的运算多于所述ALC(180)支持的算术运算。


3.一种分离的三维处理器(100)，所述分离的三维处理器(100)用于计算一组合函数，其特征在于含有：
第一三维存储（3D-M）阵列(170Q或170S)、第二3D-M阵列(170R或170T)和一算术逻辑电路（ALC）(180)，所述第一3D-M阵列(170Q或170S)存储一第一非算术函数的至少部分第一查找表（LUT），所述第二3D-M阵列(170R或170T)存储一第二非算术函数的至少部分第二LUT，所述ALC(180)对所述第一或第二LUT中的至少部分数据进行算术运算；
面对面堆叠的第一芯片(100a)和第二芯片(100b)，所述第一芯片(100a)含有所述第一和第二3D-M阵列(170Q、170R或170S、170T)，所述第二芯片(100b)含有至少部分所述ALC(180)以及所述第一或第二3D-M阵列(170Q、170R、170S或170T)的至少一片外周边电路组件(190)；所述第一芯片(100a)不含有所述片外周边电路组件(190)；所述第一芯片(100a)与所述第二芯片(100b)是两个不同芯片且通过多个芯片间连接(160)电耦合；
所述组合函数是所述第一和第二非算术函数的一种组合；所述第一和第二非算术函数包含的运算多于所述ALC(180)支持的算术运算。


4.一种分离的三维处理器(100)，所述分离的三维处理器(100)是一种可编程计算阵列并能实现非算术函数的定制，其特征在于含有：
多个可编程逻辑单元(200)和/或可编程连接(300)；以及多个含有至少一三维存储（3D-M）阵列(170)的可编程计算单元(400)，所述3D-M阵列(170)存储所述非算术函数的至少部分查找表（LUT）；
面对面堆叠的第一芯片(100a)和第二芯片(100b)，所述第一芯片(100a)含有所述3D-M阵列(170)，所述第二芯片(100b)含有至少部分所述可编程逻辑单元(200)和/或可编程连接(300)以及所述3D-M阵列(170)的至少一片外周边电路组件(190)；所述第一芯片(100a)不含有所述片外周边电路组件(190)；所述第一芯片(100a)与所述第二芯片(100b)是两个不同芯片且通过多个芯片间连接(160)电耦合；
通过对所述可编程逻辑单元(200)和/或可编程连接(300)、以及所述可编程计算单元(400)编程来实现对所述非算术函数的定制；所述非算术函数包含的运算多于所述可编程逻辑单元(200)支持的算术运算。


5.一种分离的三维处理器(100)，所述分离的三维处理器(100)是一种可编程计算阵列并能实现复杂函数的定制，其特征在于含有：
多个可编程逻辑单元(200)和/或可编程连接(300)；以及第一可编程计算单元(400AA)和第二可编程计算单元(400AC)，所述第一可编程计算单元(400AA)含有存储一第一非算术函数的至少部分第一查找表（LUT）的第一三维存储（3D-M）阵列，所述第二可编程计算单元(400AC)含有存储一第二非算术函数的至少部分第二LUT的第二3D-M阵列；
面对面堆叠的第一芯片(100a)和第二芯片(100b)，所述第一芯片(100a)含有所述第一和第二3D-M阵列，所述第二芯片(100b)含有至少部分所述可编程逻辑单元(200)和/或可编程连接(300)以及所述第一或第二3D-M阵列的至少一片外周边电路组件(190)；所述第一芯片(100a)不含有所述片外周边电路组件(190)；所述第一芯片(100a)与所述第二芯片(100b)是两个不同芯片且通过多个芯片间连接(160)电耦合；
通过对所述可编程逻辑单元(200)和/或可编程连接(300)以及所述第一和第二可编程计算单元(400AA、400AC)编程来实现对所述复杂函数的定制；所述复杂函数是所述第一和第二非算术函数的一种组合；所述第一和第二非算术函数包含的运算多于所述可编程逻辑单元(200)支持的算术运算。


6.一种分离的三维处理器(100)，所述分离的三维处理器(100)是一种模式处理器，其特征在于含有：
一传输至少部分第一模式的输入(110)；
多个与所述输入(110)电耦合的储算单元(100aa-100mn)，每个储算单元(100ij)含有至少一三维存储（3D-M）阵列(170)和一模式处理电路(180)，所述3D-M阵列(170)存储至少部分第二模式，所述模式处理电路(180)对所述第一和第二模式进行模式处理；
面对面堆叠的第一芯片(100a)和第二芯片(100b)，所述第一芯片(100a)含有所述3D-M阵列(170)，所述第二芯片(100b)含有至少部分所述模式处理电路(180)以及所述3D-M阵列(170)的至少一片外周边电路组件(190)；所述第一芯片(100a)不含有所述片外周边电路组件(190)；所述第一芯片(100a)与所述第二芯片(100b)是两个不同芯片且通过多个芯片间连接(160)电耦合。


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【专利技术属性】
技术研发人员：张国飙，
申请(专利权)人：杭州海存信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33