Development of content addressable memory-based massive parallel SIMD matrix processing core

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K04461
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21040:Control and system engineering-related
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: Takeshi Kumaki 立命館大学, 理工学部, 教授 (60452596)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: モバイル機器 / 並列処理 / 連想メモリ / マルチメディアデータ / スマートフォン / LSI

Outline of Final Research Achievements

Massive parallel processor is developed for mobile devices. Architecture, circuit data, basic instruction command are implemented. This processor is based on content addressable memory and has over thousand processing elements. Then, table lookup operation and logic or numerical calculation are executed on this processor. For verifying processing capability, multiplication, floating point operation, block cipher (AES, Present), machine learning (SOM) and image processing (Morphological method) are implemented on this processor. We can obtain effective results to compare with Arm core.

Free Research Field

電子情報工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年，スマートフォンに代表されるモバイル機器の重要性が高まっている．例えば，店頭での支払いだけでなく，コロナ禍における陰性証明等が挙げられ，もはや必需品と言える．しかしながら，5Gの普及による通信の速度向上はよく耳にするが，内部に組み込まれている回路の性能向上が必要であることはあまり報道されていない．これは，様々なアルゴリズムの処理速度を向上させるのに直接かかわるものであり，かつ最も重要なハードウェアである．以上の事から，我々はモバイル機器上で様々なアプリを超並列に処理可能な連想メモリベースのプロセッサを開発し，様々な処理を行い，既存のプロセッサと比較することでその効果を確認できた．