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An Accuracy-Adaptive Approximate Computing Platform

Research Project

Project/Area Number 17K19971
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Information science, computer engineering, and related fields
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

TSUMURA Tomoaki  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00335233)

Project Period (FY) 2017-06-30 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords計算再利用 / Approximate Computing / 近似計算 / 畳み込みニューラルネットワーク / 機械学習
Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to design a common platform for Approximate Computing. We confirmed the availability of this platform on large-scale data processing, such as image processing and machine learning. Especially for convolutional neural networks (CNNs), we show that the computational complexity can be significantly reduced with our method. In addition, we also studied the configuration and implementation of the hardware of the computing platform. We designed it based on a super-scalar processor and evaluated its speed and power consumption. In addition, we proposed a method to reduce power consumption of the platform and confirmed its efficacy by simulation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本申請研究は,Approximate Computing(近似計算)の統一的適用手法の発見,および,可用性の高い近似計算基盤の実現を目指して研究を行った.今後の発展が期待されている科学技術分野は,その多くが,ビッグデータマイニング,機械学習,コンピュータビジョンなど,大規模データの高速処理が必要とされるものであることから,計算量自体を削減することに対する要求は大きく,これまで検討すらされていなかったこの「統一的な近似計算基盤」に関して検討を行ったことは,広きにわたる学術分野・産業の発展につながることが期待できる.

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (36 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 1 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Functionally-Predefined Kernel: a Way to Reduce CNN Computation2019

    • Author(s)
      INOUCHI Yuta、YAMAKI Hayato、MIWA Shinobu、TSUMURA Tomoaki
    • Journal Title

      Proc. IEEE Pacific Rim Conf. on Communications, Computers and Signal Processing (PacRim 2019)

      Volume: - Pages: 1-6

    • DOI

      10.1109/pacrim47961.2019.8985122

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  • [Journal Article] 一貫性検証手法の動的切り替えによるソフトウェアトランザクショナルメモリの高速化2019

    • Author(s)
      飯田 凌大, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
    • Journal Title

      The 3rd cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG 2019)

      Volume: -

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  • [Journal Article] 静的解析に基づくGPUスケジューリングポリシーの選択手法2019

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      川口 優樹, 津邑 公暁
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      The 3rd cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG 2019)

      Volume: -

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  • [Journal Article] トランザクショナルメモリにおけるメモリアクセスパターンを考慮したポリシー動的切り替え手法2019

    • Author(s)
      小林 龍之介, 二間瀬 悠希, 多治見 知紀, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
    • Journal Title

      The 3rd cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG 2019)

      Volume: -

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  • [Journal Article] Hardware Accelerated Marking for Mark & Sweep Garbage Collection2018

    • Author(s)
      KAWAMURA Shinji、TSUMURA Tomoaki
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Information and Systems

      Volume: E101.D Issue: 4 Pages: 1107-1115

    • DOI

      10.1587/transinf.2017EDP7163

    • NAID

      130006602300

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
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    • Author(s)
      Futamase Yuki、Hayashi Masaki、Tajimi Tomoki、Shioya Ryota、Goshima Masahiro、Tsumura Tomoaki
    • Journal Title

      Proc. 25th IEEE Int'l Conf. on Electronics Circuits and Systems (ICECS 2018)

      Volume: - Pages: 529-532

    • DOI

      10.1109/icecs.2018.8617977

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      Tajimi Tomoki、Hayashi Masaki、Futamase Yuki、Shioya Ryota、Goshima Masahiro、Tsumura Tomoaki
    • Journal Title

      Proc. 25th IEEE Int'l Conf. on Electronics Circuits and Systems (ICECS 2018)

      Volume: - Pages: 517-520

    • DOI

      10.1109/icecs.2018.8618020

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      Norishige FUKUSHIMA, Yoshihiro MAEDA, Yuki KAWASAKI, Masahiro NAKAMURA, Tomoaki TSUMURA, Kenjiro SUGIMOTO, Sei-ichiro KAMATA
    • Journal Title

      Proc. Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC 2018)

      Volume: - Pages: 875-879

    • DOI

      10.23919/apsipa.2018.8659674

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      Tomoki TAJIMI, Anju HIROTA, Ryota SHIOYA, Masahiro GOSHIMA, Tomoaki TSUMURA
    • Journal Title

      Proc. IEEE Pacific Rim Conf. on Communications, Computers and Signal Processing

      Volume: 1 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1109/pacrim.2017.8121912

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  • [Presentation] グラフ処理を題材とした最適なトランザクショナルメモリプログラミングの検討2020

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      山下 淳, 浅井 優太, 小林 龍之介, 二間瀬 悠希, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
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      組込み技術とネットワークに関するワークショップ ETNET2020
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  • [Presentation] ハードウェア機構の活用によるハイブリッドトランザクショナルメモリ高速化の検討2020

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      浅井 優太, 山下 淳, 小林 龍之介, 二間瀬 悠希, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
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      組込み技術とネットワークに関するワークショップ ETNET2020
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  • [Presentation] 記述性と性能を両立する動画像処理環境の検討と実装2019

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      高岡 昌弘, 津邑 公暁
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      デザインガイア2019
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  • [Presentation] 計算再利用によるプロセッサ省電力化の検討2019

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      武石 隆太郎, 津邑 公暁, 中島 康彦
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      2019年並列/分散/協調処理に関する『北見』サマー・ワークショップ (SWoPP2019)
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  • [Presentation] メモリアクセスパターンに基づくGPUスケジューリングポリシーの選択手法2019

    • Author(s)
      川口 優樹, 津邑 公暁
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      HotSPA2019 (Hot SPring Annual meeting 2019)
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  • [Presentation] メモリアクセス解析に基づくトランザクショナルメモリのポリシー動的切り替え手法2019

    • Author(s)
      小林 龍之介, 二間瀬 悠希, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
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      HotSPA2019 (Hot SPring Annual meeting 2019)
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  • [Presentation] Functionally-Predefined Kernel: a Way to Reduce CNN Computation2019

    • Author(s)
      INOUCHI Yuta、YAMAKI Hayato、MIWA Shinobu、TSUMURA Tomoaki
    • Organizer
      IEEE Pacific Rim Conf. on Communications, Computers and Signal Processing (PacRim 2019)
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  • [Presentation] Computation Reuse と Approximate Computing2018

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      津邑 公暁
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  • [Presentation] Isolation-Safe Speculative Access Control for Hardware Transactional Memory2018

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      Tomoki TAJIMI, Masaki HAYASHI, Yuki FUTAMASE, Ryota SHIOYA, Masahiro GOSHIMA, Tomoaki TSUMURA
    • Organizer
      25th IEEE Int'l Conf. on Electronics Circuits and Systems (ICECS 2018)
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  • [Presentation] An Analysis and a Solution of False Conflicts for Hardware Transactional Memory2018

    • Author(s)
      Yuki FUTAMASE, Masaki HAYASHI, Tomoki TAJIMI, Ryota SHIOYA, Masahiro GOSHIMA, Tomoaki TSUMURA
    • Organizer
      25th IEEE Int'l Conf. on Electronics Circuits and Systems (ICECS 2018)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Efficient Computational Scheduling of Box and Gaussian FIR Filtering for CPU Microarchitecture2018

    • Author(s)
      Norishige FUKUSHIMA, Yoshihiro MAEDA, Yuki KAWASAKI, Masahiro NAKAMURA, Tomoaki TSUMURA, Kenjiro SUGIMOTO, Sei-ichiro KAMATA
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      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC 2018)
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  • [Presentation] Speculatively Granting Conflicting Accesses on Hardware Transactional Memory2018

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      Tomoki Tajimi, Yuki Futamase, Masaki Hayashi, Ryota Shioya, Masahiro Goshima, Tomoaki Tsumura
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      ACM Student Research Competition (SRC), held in conjunction with MICRO-51
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  • [Presentation] トランザクショナルメモリとロックを併用する並行性制御手法2018

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      林 昌樹, 二間瀬 悠希, 多治見 知紀, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
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      The 2nd cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming (xSIG 2018)
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  • [Presentation] 学習済み重みを利用した畳み込みニューラルネットワークの学習法の初期検討2018

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      横手 宥則, 三輪 忍, 井内 悠太, 津邑 公暁, 八巻 隼人, 本多 弘樹
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      電子情報通信学会 総合大会
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  • [Presentation] 軽量な一貫性検証によるソフトウェアトランザクショナルメモリの並列性向上に関する検討2018

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      飯田 凌大, 津邑 公暁
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      2018年並列/分散/協調処理に関する『熊本』サマー・ワークショップ (SWoPP2018)
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  • [Presentation] カーネルテンプレート化と計算再利用によるCNNの計算量削減に関する検討2018

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      2018年並列/分散/協調処理に関する『熊本』サマー・ワークショップ (SWoPP2018)
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  • [Presentation] 競合アクセスを投機的に許可するトランザクショナルメモリの検討2018

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      多治見 知紀, 林 昌樹, 二間瀬 悠希, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
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      HotSPA2018 (Hot SPring Annual meeting 2018)
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  • [Presentation] トランザクショナルメモリにおける競合誤検出の影響調査とその改善手法2018

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      二間瀬 悠希, 林 昌樹, 多治見 知紀, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
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  • [Presentation] カーネルの類似性に基づく近似計算を行うCNNアクセラレータの検討2017

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      進藤 智司, 松井 優樹, 八巻 隼人, 津邑 公暁, 三輪 忍
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  • [Presentation] 高抽象度言語とオートチューニング機能を持つ動画像処理環境2017

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      古橋 一輝, 津邑 公暁
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      林 昌樹, 二間瀬 悠希, 多治見 知紀, 塩谷 亮太, 五島 正裕, 津邑 公暁
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      第222回システム・アーキテクチャ・第183回システムとLSIの設計技術・第47回組込みシステム合同研究発表会(ETNET2018)
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      進藤 智司, 松井 優樹, 八巻 隼人, 津邑 公暁, 三輪 忍
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      2017年並列/分散/協調処理に関する『秋田』サマー・ワークショップ (SWoPP2017)
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  • [Presentation] 自動メモ化プロセッサにおける復帰アドレス別の再利用率調査とその応用2017

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      松山 且樹, 藤井 政圭, 津邑 公暁, 中島 康彦
    • Organizer
      2017年並列/分散/協調処理に関する『秋田』サマー・ワークショップ (SWoPP2017)
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      Tomoki TAJIMI, Anju HIROTA, Ryota SHIOYA, Masahiro GOSHIMA, Tomoaki TSUMURA
    • Organizer
      IEEE Pacific Rim Conf. on Communications, Computers and Signal Processing (PacRim 2017)
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    • Int'l Joint Research

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Published: 2017-07-21   Modified: 2021-02-19  

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