Аннотация.

В данной работе представлена комплексная методология оптимизации при проектировании элементов конструкции процессора и вычислительного модуля многопроцессорного сервера. Оптимальные решения для вычислительного модуля и процессора достигаются только при условии их совместного проектирования. Оригинальная совокупность методов и подходов рассматриваемой методологии оптимизации неоднократно применялись для проектирования серверных процессоров и многопроцессорных модулей на их основе. Оптимизация элементов конструкции вычислительного модуля (печатной платы и компонентов) выполняется итеративно, начиная с ранних этапов проектирования процессора. Предлагается проводить выбор элементов конструкции процессора (периферии кристалла и элементов корпуса) с учетом планирования вычислительного модуля. Внедрение методологии оптимизации позволило улучшить технические и технико-экономические характеристики разработок вычислительных систем. Результатом внедрения методологии оптимизации является успешная разработка четырехпроцессорного
вычислительного модуля для сервера «Эльбрус-4.4».

Ключевые слова:

многокритериальная оптимизация, многоядерный процессор, многопроцессорная система, совместное проектирование.

Стр. 3-12.

I.N. Bychkov

"Methodology for chip-package-board design of server"

This paper describes comprehensive optimization methodology for chip-package-board design of multiprocessor server. Optimum decisions for the motherboard and the processor can be defined only on condition of their co-design process. Original set of approaches and methods of considered methodology was repeatedly put into practice for multi-core processor and motherboard designs of multi-processor servers. Printed circuit board (PCB) and electronic components optimization is iteratively carried out, since early design stages of the processor. It is proposed to take planning of the motherboard for selection from options of processor’s components (I/O padring and IC package components) into account. Application of the proposed optimization methodology to co-design process had improved technical and economic characteristics of computer systems under development. Development of the successful motherboard with four processors for the Elbrus-4.4 server is the result of optimization methodology introduction to co-design process.

Keywords: Multi-objective optimization, multi-core processor, multiprocessor system, co-design.

 Полная версия статьи в формате pdf.

REFERENCES

1. Lee H.C., Chang Y.W. A chip-package-board co-design methodology // Proceedings of the 49th Annual ACM/IEEE Design Automation Conference 2012. – pp. 1082–1087.
2. Lee S.; Lim S; Cheon J. Innovative early stage CPS (Chip-Package-System) codesign methodology // Proceedings of the 2013 International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC Europe 2013), Brugge, Belgium, September 2-6, 2013. – pp. 215–219.
3. Park J. Chip-Package-Board Optimization: The Future Of Integrated Co-Design // Semiconductor Engineering. March 26, 2015. URL: http://semiengineering.com/chip-packageboard-optimization-the-future-of-integrated-co-design/. Data obrashcheniya 21.08.2015g.
4. Meister T., Lienig J., Thomke G. Interface optimization for improved routability in chip-package-board co-design // Proceedings 13th ACM/IEEE Workshop on System level Interconnect Prediction (SLIP 2011), San Diego, CA, June 5, 2011. – pp. 1–8.
5. Lip-Bu Tan. New blood and ideas are crucial // New Electronics magazine (www.newelectronics.co.uk) / 14 July 2015 – pp. 12–13.
6. Sato A., Kimura Y., Matsumura M. CHIP-PKG-PCB Co-Design Methodology // Fujitsu Science and Technology Journal / Vol. 49. No.1 – pp. 131–137 (January 2013).
7. Levin M. Sh. Modular System Design and Evaluation // Springer International Publishing Switzerland 2015 (ISBN 978-3-319-09875-3) – pp. 11–20.
8. Prokhorov N.L., Yegorov G.A., Krasovskiy V.Ye., Andreev A.M., Reyzman Ya.A. Upravlyayushchie vychislitelnye kompleksy dlya promyshlennoy avtomatizatsii // M.: Izd-vo MGTU im. I.S. Baumana, 2012. – S. 158–167.
9. Bailey B. IoT Demands Correct By Construction Assembly // Semiconductor Engineering. September 25, 2014.
URL: http://semiengineering.com/iot-demands-correct-byconstruction-assembly/. Data obrashcheniya 21.08.2015g.
10. Karpov A.V. Psikhologiya upravleniya. Protsessy prinyatiya resheniy v strukture upravlencheskoy deyatelnosti. // Psikhologicheskiy zhurnal 2000 №01 (ISSN 0205-9592) / Tom 21. – M.: IP RAN. – S. 63–77.
11. Bychkov I.N., Volkonskiy V.Yu., Vorobushkov V.V., Gruzdov F.A., Kim A.K., Mikhaylov M.S., Neyman-zade M.I., Parakhin Yu.N., Semenikhin S.V., Slesarev M.V., Feldman V.M. Rossiyskie tekhnologii "Elbrus" dlya personalnykh kompyuterov, serverov i superkompyuterov. // Sovremennye informatsionnye tekhnologii i IT obrazovanie. Sbornik dokladov 9-y mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, Moskva, 14-16 noyabrya 2014. – S.39–49.