| Project/Area Number |
19H01105
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 60:Information science, computer engineering, and related fields
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
Inoue Koji 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (80341410)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松永 裕介 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (00336059)
田中 雅光 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (10377864)
岩下 武史 北海道大学, 情報基盤センター, 教授 (30324685)
谷本 輝夫 九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (60826353)
小野 貴継 九州大学, システムLSI研究センター, 准教授 (80756239)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥44,980,000 (Direct Cost: ¥34,600,000、Indirect Cost: ¥10,380,000)
Fiscal Year 2021: ¥13,650,000 (Direct Cost: ¥10,500,000、Indirect Cost: ¥3,150,000)
Fiscal Year 2020: ¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
Fiscal Year 2019: ¥14,430,000 (Direct Cost: ¥11,100,000、Indirect Cost: ¥3,330,000)
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| Keywords | コンピュータアーキテクチャ / 超伝導コンピューティング / マイクロプロセッサ / プロセッサ / アーキテクチャ |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，①空間計算型SFQプロセッサ技術の確立，②時間計算型SFQプロセッサ技術の確立，③100 GHz級SFQ回路を対象とする設計自動化技術の確立，④時空間超伝導コンピューティング法の確立，の4つの研究課題を設定する．これらを遂行することにより，単一磁束量子回路を用いた 100 GHz 級超高速ビット並列型プロセッサを世界に先駆けて実現する．汎用空間方向処理とレースロジック方式による時間方向処理を融合した新しい超伝導コンピューティング・アーキテクチャ技術を確立し，ポストムーア時代を支えるコンピューティング基盤へとつなげる．
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| Outline of Final Research Achievements |
Aiming to realize a processor with ultra-high speed and ultra-low power consumption using single flux quantum (SFQ) logics, we have proposed novel architectures that consider the device and circuit characteristics. In addition, through chip prototyping, we have successfully demonstrated many SFQ chips, such as the world's first 30 GHz bit-parallel gate-level pipelined processor and its improved version with 50 GHz operation, a variable bit-width vector arithmetic unit, and a 100 GHz circuit. In addition, we have organized and generalized the design methodology of SFQ ultra-high-speed circuits.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
世界最先端の超高速SFQプロセッサアーキテクチャとその回路設計を通じて、世界初となる数々の動作実証に成功した。これらの成果は、今後の超伝導コンピューティングを支える要素技術として大きな成果である。また、データセンターなど情報処理における電力消費（その結果として二酸化炭素排出量）の増大は、地球環境負荷の観点から深刻な問題となってる。これに対し、本研究で取り組んだ超伝導コンピューティングはポストムーア時代を支える超高性能かつ超低消費電力な情報処理プラットフォームを実現する有望な候補の一つであり、今後の情報技術の世界的普及と浸透を鑑みた場合、大きな社会的意義を持つ。
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