2016 Fiscal Year Annual Research Report
Approximate Computing ネットワークの研究
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16H02816
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| Research Institution | National Institute of Informatics |
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Principal Investigator |
鯉渕 道紘 国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 准教授 (40413926)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 紀代 国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (90612177)
松谷 宏紀 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (70611135)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 相互結合網 / Approximate Computing / 計算機システム / フォトニックネットワーク / ハイパフォーマンス・コンピューティング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，センサー観測データやソーシャルデータ処理に代表されるビッグデータ計算を対象にして，情報の価値に応じた許容誤差でデータ転送することで，通信遅延比，エネルギー性能比を向上させるApproximate Computing ネットワークを追求している．
本年度はまず，議論の前提である(エラーが生じても)再送しない技術の位置付けを明瞭にした．低信頼なハードウェア資源を用いて高信頼な計算処理を行う高信頼コンピューティング技術は，システム多重化やエラー検出訂正機構を用いて従来から幅広く行われてきた．一方，Approximate Computing ネットワークはエラー(誤差)を許容する．つまりビットエラーが生じた場合にも，そのまま処理を続行する点を利用することが特徴である．
次に，その点を最大限に活用するApproximate Computingネットワークの要素技術を検討した．具体的には，情報の価値に応じたエラー耐性可変符号化，高スペクトラム効率・低い雑音耐性変調方式やその点を活用するネットワークアーキテクチャを研究開発した．まずビット列から数値の符号化を工夫することで，ビットエラーがもたらす転送データ値の誤差を最小化する方式を開発した．対象とする並列アプリケーションにおいてプロセス間通信の転送データのフォーマットである IEEE754 浮動小数点数表現における符号部，指数部，仮数部の各ビットエラーがもたらす数値誤差は均一ではない．そこで，我々はビットエラーがもたらすアプリケーションの転送データの数値への影響を最小化するように符号部，指数部の上位ビットに対し直角位相振幅変調の一部の符シンボルのみを用いることとして，精度と性能のトレードオフを探求し，その点を活用する最新のテクノロジを用いたネットワークアーキテクチャを検討した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り，情報の価値に応じたエラー耐性可変符号化，高スペクトラム効率・低い雑音耐性変調方式を開発し，初期評価から定量的に有効性を示すことができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
順調に進んでいるため，大幅な計画の変更は必要としない．
当初の計画通り，情報の価値に応じたエラー耐性可変符号化，高スペクトラム効率・低い雑音耐性変調方式を発展させ，イベントドリブンシミュレーションによる定量的な評価を行い，その有効性を様々なアプリケーションに対して提示する．
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| Remarks |
研究分担者の松谷宏紀先生(慶大)がH29.4.1付けで准教授(H28年度は講師)となりました．本報告では所属は准教授としてますが，講師の方がよければご指示ください．
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