Establishment of next-generation floating-point number environment based on arbitrary mixed-precision arithmetic

• Project/Area Number: 25K03126
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 60090:High performance computing-related; Basic Section 60040:Computer system-related; Sections That Are Subject to Joint Review: Basic Section60040:Computer system-related , Basic Section60090:High performance computing-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 今村 俊幸 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, チームプリンシパル (60361838)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中里 直人 会津大学, コンピュータ理工学部, 教授 (00392051) ; 内野 佑基 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 特別研究員 (31000771) ; TAN Yiyu 岩手大学, 理工学部, 准教授 (70743243) ; 尾崎 克久 芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (90434282)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥25,870,000 (Direct Cost: ¥19,900,000、Indirect Cost: ¥5,970,000); Fiscal Year 2027: ¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000); Fiscal Year 2026: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2025: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
• Keywords: 混合精度演算 / 尾崎スキーム / FPGA / 合成浮動小数点数 / GPU・アクセラレータ

Outline of Research at the Start

本研究は, 基礎科学から工学, さらには人工知能応用に至る多様な計算機利用の中で, 数値計算の基盤となる浮動小数点に着目し, 計算機科学と応用数理的観点の融合から, 既存実装より柔軟で変動的な数値表現と算法, つまり「次世代浮動小数点環境」を実現する. 基盤となる2つの計算原理(1: 合成浮動小数点数, 2: 尾崎スキーム)から派生する新算法群についてその理論限界を解析するとともに, FPGAを用いた回路実装から次世代計算機における提案手法の利活用への第一歩となるプロトタイプ評価を行い, 新規ハードウェア開発に必要な技術要件を明らかにする.