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最小距離検索機能を備え持つ高速・小面積連想メモリ

研究課題

研究課題/領域番号 12838009
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 複合集積システム
研究機関広島大学

研究代表者

H・J Mattausch (MATTAUSCH Hans J. / MATTAUSCH Hans Jurgen)  広島大学, ナノデバイス研究センター, 教授 (20291487)

研究分担者 岩田 穆  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 教授 (30263734)
小出 哲士  広島大学, ナノデバイス研究センター, 助教授 (30243596)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2001年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2000年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワード連想メモリ / ハミング距離 / マンハッタン距離 / CMOS技術 / 認識 / 学習 / CMOS集積回路 / 最小距離検索機能 / マンハタン距離
研究概要

本研究計画の目的はCMOS技術により短時間で最小距離検索を行い、かつ小面積である連想メモリの新しいアーキテキチャを集積化することである。取り扱う距離指標はハミング距離、マンハッタン距離とした。
我々の研究成果の要点は全並列動作での検索機能を実現し、この回路面積の増加の割合は参照パターンの数に対して比例している。この方法で各bitが等価な768bitからなる128個の参照パターンから最距離を検索100ns未満で実現した。これは約1TOPS(Tera Operating Per Second)の処理能力に匹敵し、消費電力は参照パターンあたり、約1-2mWの低消費電力と高い性能が得られた。占有面積は0.6μmCMOS技術でさえも10mm^2以下である。
ハミング距離検索を行うには、入力パターンと記憶されている参照パターンをそれぞれビット比較するEXOR機能を実現するためのたった2つのトランジスタの追加するだけでよい。さらに複雑なマンハッタン距離検索を実現するには2つの方法が選択できる。1つ目はハミング距離検索のハードウェアを利用し、符号化のアルゴリズムによりマンハッタン距離検索を実現する方法である。2つ目は必要な引き算と絶対値の回路をバイナリの参照パターンに対し、メモリ領域内に直接つける方法である
本プロジェクトの達成した研究結果は、認識及び学習能力を有する知識ベースの高度なシステムを実現するための新たな可能性を開き、またその高度なシステムはニューラルネットワークよりも優れている可能性がある。なぜなら、これには記憶させるパターンの型に制限が無く、新しいパターンを学習するのも、簡単な書き込み作業によって実現できるからである。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (14件)

  • [文献書誌] Mattausch, Hans Jurgen: "Compact Associative-Memory Architecture with Fully-Parallel Search Capability for the Minimum Hamming Distance"IEEE Journal of Solid-State Circuits. 37. 218-227 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mattausch, Hans Jurgen: "An Architecture for Compact Associative Memories with Deca-ns Nearest-Match Capability up to Large Distances"IEEE International Solid-State Circuits Conference Digest of Tech. Papers. 170-171 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 矢野 祐二: "Fully Parallel Nearest Manhattan-Distance-Search Memory with Large Reference-Pattern Number"Extended Abstracts of the 2002 International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM'2002). 245-255 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mattausch, Hans Jurgen: "Fully-Parallel Pattern Matching Engine with Dynamic Adaptability to Hamming or Manhattan Distance"2002 Symposium on VLSI Circuits Digest of Technical Papers. 252-255 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小出 哲士: "A Nearest-Hamming-Distance Search Memory with Fully Parallel Mixed Digital-Analog Match Circuitry"Proceedings of the Asia and South Pacific Design Automation Conference (ASP-DAC'2003). 591-592 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mattausch, Hans Jurgen: "Copmpact Associative-Memory Architecture with Fully-Parallel Search Capability for the Minimum Hamming Distance"IEEE Journal of Solid-State Circuits. 37. 218-227 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mattausch, Hans Jurgen: "An Architecture for Compact Associative Memories with Deca-ns Nearest-Match Capability up to Large Distances"Circuits Conference Digest of Tech. Papers (ISSCC'2001). 170-171 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Yano: "Fully Parallel Nearest Manhattan-Distance-Search Memory with Large Reference-Pattern Number"Extended Abstracts of the 2002 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM'2002). 254-2555 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mattausch, Hans Jurgen: "Fully-Parallel Pattern-Matching Engine with Dynamic Adaptability to Hamming or Manhattan Distance"2002 Symposium on VLSI Circuits Digest of Technical Papers. 252-255 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Koide: "A Nearest-Hamming-Distance Search Memory with Fully Parallel Mixed Digita-Analog Match Circuitry"Proceedings of the Asia and South Pacific Design Automation Conference (ASP-DAC'2003). 591-592 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mattausch, Hans Jurgen: "Compact Associative-Memory Architecture with Fully-Parallel Search Capability for the Minimum Hamming Distance"IEEE Journal of Solid-State Circuits. 36・2(印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Mattausch, Hans Jurgen: "Fully-Parallel Pattern-Matching Engine with Dynamic Adaptability to Hamming or Manhattan Distance"2002 Symposium on VLSI Circuits Digest of Technical Papers. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Mattausch,Hans Jurgen: "An architecture for compact associative memories with deca-ns nearest-match capability up to large distances"IEEE International Solid-State Circuits Conference. 44. 170-171 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 行天隆幸: "最小ハミング距離検索機能を有する小面積・高速連想メモリの開発"電子情報通信学会、エレクトロニクス講演論文集2. (印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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