14/05-10 - Pressemeddelelse

Ny banebrydende it-forskning sætter nye standarder for optimering af chipdesign - men er chip-producenterne parat til at omstille sig?

Når institutleder ved Datalogisk Institut ved Københavns Universitet (DIKU), Martin Zachariasen, fredag den 21. maj 2010 kl. 14.00 forsvarer den naturvidenskabelige doktorgrad med afhandlingen Fixed Orientation Interconnection Problems: Theory, Algorithms and Applications, sammenfattes 10 års intensiv forskning i at skabe nye muligheder i udformningen af integrerede kredsløb (chips).

De fleste mennesker har et meget klart billede af, hvordan en chip ser ud. En lille rektangulær brik med en masse påloddede kontaktpunkter og ledninger, der løber på langs og på tværs (i forskerjargon kaldet Manhattan-arkitektur).

Teoretisk vil en chip kunne effektiviseres med op til 30%, hvis dens ledninger kan løbe i andre retninger end lodret og vandret. I praksis har det vist sig at udgøre et ualmindelig svært teoretisk og praktisk problem, som i et årti har udfordret it-forskere verden over.

Martin Zachariasen har i godt 10 år forsket i at løse et optimeringsproblem, i forskerkredse kaldet Steinerproblemet, der kort fortalt går ud på at udregne den korteste vej mellem en række faste forbindelsespunkter, med henblik på anvendelse i chip-industrien.

Nu ser det endelig ud til at være lykkedes: At knække den teoretiske algoritme-kode for ledningsforløb i vilkårlige retninger. Det vil betyde hurtigere og effektivere chips og mulige milliardgevinster i industrien som potentiel gevinst.

Chip-industrien har ganske vist hidtil forholdt sig tøvende med at omsætte Martin Zachariasens teoretiske arbejde til praktisk produktion af de nye, mere effektive chips, selv om der potentielt er store fordele at hente. En mulig forklaring er, at erhvervslivet skal investere store summer i en omstilling af produktionsapparatet, og at der skal vedtages nye tekniske standarder, der sikrer en ensartet udrulning af produktionsmetoden på globalt plan. Der er dog ikke tvivl om, at industrien på sigt vil tage anvendelsen i brug, nu hvor det teoretiske grundlag er tilvejebragt.

Om forskningen og disputatsen, der har været undervejs siden 1999, siger Martin Zachariasen.

"Siden jeg blev færdig med min ph.d. i 1998, der i øvrigt også handlede om Steiner-problemet, har jeg forsket videre i at udvikle algoritmer, der kan danne grundlag for at skabe bedre og mere effektivt chip-design.

I 2002 oplevede jeg og mine samarbejdspartnere fra Melbourne University lidt af et gennembrud, da vi udviklede en metode til at udvide antallet af ledningsretninger i en chip. Med vores metode var det muligt at lade ledningerne løbe i flere uniforme, dvs. symmetriske, retninger. Dette kunne reducere ledningsforbruget, og dermed forøge hastigheden og reducere strømforbruget af en chip.

Målet var dog endnu ikke nået - min ambition var at finde en metode til også at få ledningerne til at løbe i vilkårlige retninger. Dette problem ansporede mig til at forske videre og i 2006 lykkedes det faktisk at udvikle en algoritme, der tillod design af kredsløb med ledninger i mange vilkårlige retninger med et fast retningsforløb."

Et af afhandlingens hovedbidrag er da også netop et helt nyt paradigme for konstruktion af netforbindelser på en chip under en generel arkitektur med faste orienteringer. I afhandlingen dokumenteres, at der er klare fordele ved at benytte mere end to orienteringer i chip-design.

Afhandlingens styrke er, at den ikke udelukkende er teoretisk funderet, men at metoden løbende er blevet testet i et ægte produktionsmiljø. Martin Zachariasen har som led i sin forskning samarbejdet med en chipproducent for at sikre, at metoden også har hold i virkeligheden.

Yderligere information om eller eksemplarer af afhandlingen kan fås ved henvendelse til Martin Zachariasen på tlf. 35 32 13 57.

Læs hele pressemeddelse med CV og dansksproget resume af afhandlingen www.diku.dk/Nyheder/2010/pressemeddelelse/

Link til opslag om doktordisputatsforsvaret www.diku.dk/begivenheder/2010/doktor/