Tredimensionella staplade integrerade kretsar (3D IC) är extremt attraktiva för att övervinna hindren i sammanlänkningsskalning, vilket ger en möjlighet att fortsätta CMOS prestandatrender för nästa årtionde. Ur ett termiskt perspektiv är dock vertikal integration av högpresterande ICs i form av 3D stackar mycket krävande eftersom den effektiva areal värmeavledning ökar med antalet dör (med hotspot värmeflöden upp till 250W/cm 2 ) som genererar höga chip temperaturer. I detta sammanhang är inter-tier integrerad mikrokanalskylning en lovande och skalbar lösning för hög värmeflödesborttagande. En robust konstruktion av en 3D IC och dess efterföljande termiska hantering är starkt beroende av noggrann modellering av effekterna av flytande kylning på värmebeteendet hos IC under de tidiga stadierna av design. I detta papper presenterar vi 3D-ICE, en kompakt transient termisk modell (CTTM) för termisk simulering av 3D ICs med flera olika mikrokanalsvätskekylning. Den föreslagna modellen är kompatibel med befintliga termiska CAD-verktyg för IC, och erbjuder betydande upphastighet (upp till 975x) över ett typiskt kommersiellt simuleringsverktyg för beräkningsvätska samtidigt som noggrannheten bevaras (dvs. största temperaturfel på 3,4 %). Dessutom har en termisk simulator byggts baserat på 3D-ICE, som kan köras parallellt på multicore arkitekturer, erbjuder ytterligare besparingar i simuleringstid och visar effektiv parallellisering av den föreslagna metoden.
Slutligen är 3D-ICE REF ett nytt termiskt modelleringsverktyg speciellt utformat för 3D stackar, och inkluderar interlayer flytande kylning modellering kapacitet.
3D-ICE: Fast compact transient thermal modeling for 3D ICs with inter-tier liquid cooling
{'venue': '2010 IEEE/ACM International Conference on Computer-Aided Design (ICCAD)', 'journal': '2010 IEEE/ACM International Conference on Computer-Aided Design (ICCAD)', 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}