M31談12 FFC多埠暫存器陣列

多埠暫存器堆，簡單來說是處理器中多個暫存器所組成的陣列，故又稱多埠暫存器陣列， 是處理器(如中央處理器、內嵌式處理器或神經網絡處理器)中常見的記憶體，用於暫存指令、數據和位址。 暫存器陣列的存貯容量十分有限，但卻有讀寫速度快的優點， 因此在處理器架構裡，暫存器陣列被用來儲存運算單元計算的中間結果，利用快速存取資料來支援運算單元並改善處理器運算效能。

多埠暫存器陣列的實現方式有兩種， 其一，藉由邏輯合成的方式，使用標準原件庫中的閂鎖器或正反器構成； 而另一種方式，是使用客製化的多埠靜態隨機讀寫存儲單元，實現客製化的暫存器陣列， 這種多埠存儲單元具有專門的讀埠與寫埠，可以支援多路同時存儲。 兩者相較，第一種能快速地完成的暫存器陣列的設計與實現，而第二種方式則可以提供較佳的面積與效能。

針對客製化實現多埠暫存器陣列，M31提出分時多工的創新技術，優化暫存器陣列的控制單元，有效提高記憶體單元的儲存與讀取頻寬，可使用晶圓廠提供的標準靜態隨機讀寫存儲單元(如單埠記憶體單元、雙埠記憶體單元)完成多埠暫存器陣列設計與實現。 此一創新技術，不但可以縮短設計時間、縮短交貨流程，更可以提供最佳優化面積與效能的多埠暫存器陣列，協助客戶完成更具有競爭力的處理器設計。

M31 提供完善的設計解決方案，採用TSMC 12奈米先進製程， 針對市場的超高速操作需求，提供2R2W的4埠靜態隨機讀寫暫存器(SRAM)，各埠皆有獨立的操作模式，且不能互相干擾， 此外，M31記憶體團隊使用讀寫的屏蔽技術，確保操作時資料讀寫的穩定性，並同時兼顧CPU/NPU對於平行處理資料運算讀寫的需求; 而客製化的記憶體模組區塊基於晶圓廠提供的SRAM bit cell架構，因此大大減少由傳統閂鎖器或正反器組成所消耗的面積與功耗， 並且，M31也因應bit cell自身讀取速度的極限，開發出boosted amplifier的架構，能進一步滿足處理器內部大於兆頻以上的超高頻需求。