Técnicas de diseño para el control de la temperatura en arquitecturas multiprocesador en tres dimensiones

Resumen

En el trabajo realizado por esta tesis se proponen técnicas de diseño y de optimización mediante herramientas de ayuda automáticas para resolver el problema térmico que se da en las arquitecturas multiprocesador en tres dimensiones. El trabajo trata el problema de la fabricación de los dispositivos y los problemas que estos procedimientos de fabricación tienen en la fiabilidad de los mismos. Se muestra cómo se ha ido avanzando en la construcción de este tipo de dispositivos y se hace hincapié en el problema térmico y su relación de nuevo con la fiabilidad. Posteriormente se presentan técnicas de diseño a nivel de empaquetado para paliar los problemas que se pudieran producir en los dispositivos debido a las altas temperaturas que se puedan encontrar. Se propone una nueva técnica de diseño estructural para la creación de dominios térmicos mediante la inserción de canales de aislamiento de aire.Una vez se propuestas las diferentes herramientas de diseño térmico se hace un repaso de técnicas de diseño automáticas que se encuentran en la literatura y que se han usado tradicionalmente en diseños bidimensionales, mostrando sus deficiencias cuando son adaptadas a técnicas de diseño de dispositivos multiprocesador en tres dimensiones. Por ello se hace evidente la necesidad de aportar herramientas de diseño automáticas que sean capaces de lidiar con el problema térmico en la fase de diseño del dispositivo. Para ello se propone una nueva representación de las soluciones de diseño que al ser usado por un motor de optimización pueda optimizar térmicamente un diseño de un dispositivo en 3D. Para la optimización completa del dispositivo se hace uso de varias técnicas de diseño estructural entre las que se encuentra la propuesta realizada de incluir dominios térmicos. Mediante el desarrollo e implementación de un modelo térmico se prueba que los resultados obtenidos por nuestra propuesta, mejoran notablemente otros trabajos de optimización de diseños en 3D que se pueden encontrar en la literatura. Esta tesis pone de manifiesto la necesidad de profundizar aún más en la optimización térmica de dispositivos tridimensionales ya que está bien demostrado que una de la mayores causas de fallo en los dispositivos vienen provocados por fenómenos térmicos adversos