単一命令セットSFQマイクロプロセッサを用いたSFQ/CMOSハイブリッドメモリシステムの動作実証

摘要

単一磁束量子（SFQ)回路に適合する大規模メモリシステムの実現方式として、CMOSメモリをSFQ回路と組み合わせるSFQ/CMOSハイブリッドシステムが提案されている。本研究ではSFQプロセッサとCMOSメモリを用いた演算システムの原理実証に向け、SFQマイクロプロセッサを設計しこれを以前までに開発したSFQ/CMOSハイブリッドメモリと組み合わせて動作を評価した。SFQマイクロプロセッサは単一命令SUBNEGを実行可能なアーキテクチャを採用し、超伝導インターフェース回路と組み合わせAIST-STP2により実装した。ハイブリッドメモリにはSRAMベースの64-kb CMOSメモリが用いられ、全64-kb中16×4-bitの領域にアクセス可能な仕様となっている。測定ではSFQプロセッサによるCMOSメモリへの正常アクセスを確認し、メモリ内のデータを並び替える整数ソートのプログラムを実証した。