| 研究領域 | 光の極限性能を生かすフォトニックコンピューティングの創成 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H05193
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅳ)
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| 研究機関 | 国立情報学研究所 |
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研究代表者 |
鯉渕 道紘 国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 教授 (40413926)
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| 研究分担者 |
安戸 僚汰 京都大学, 情報学研究科, 助教 (00846941)
八巻 隼人 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (20782197)
中野 浩嗣 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (30281075)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-16 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
118,820千円 (直接経費: 91,400千円、間接経費: 27,420千円)
2024年度: 20,670千円 (直接経費: 15,900千円、間接経費: 4,770千円)
2023年度: 20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円)
2022年度: 36,010千円 (直接経費: 27,700千円、間接経費: 8,310千円)
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| キーワード | 相互結合網 / フォトニックコンピューティング / 近似コンピューティング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、多値表現能力を極限まで活用するためにフォトニック近似コンピューティングを探究する。本近似コンピューティングでは1つの波長あたり多値処理、すなわち、現行の数倍から十倍の計算処理を目指す点に特徴がある。最終的に、近似コンピューティングとフォトニックコンピューティングの融合を世界に先駆けて実現し、光の極限性能を生かすシステムアーキテクチャを明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
多値表現能力を極限まで活用するためにフォトニック近似コンピューティング技術を探究した。具体的には、フォトニックコンピューティングを実装、評価するにあたって、既存のコンピューティング技術を補助的に活用できるかを調査した。
タスク1(フォトニックコンピューティングのためのチップ内/チップ間統合近似アーキテクチャ)では、光電融合に関するアーキテクチャを探究した。FPGA間相互結合網において、誤差等の要求指標に応じて許容ビット誤り率を満たすように光アンプの出力を抑えるフレームワークを開発した。転送中に生じたビットエラーを数え、組み合わせ最適化などの並列計算の結果の質に与える影響との関係を調査した。
タスク2(フォトニックコンピューティングのための近似コンピューティング処理系)では、計算アルゴリズムの表現法を探究した。具体的には、量子アニーラー、デジタルアニーラー、光コンピュータの近似計算能力を比較するために、組み合わせ最適化問題のソルバーを検討した。複数の実問題に対して、GPU実装を行い、実行時間と解の質について評価を行った。
タクス3(フォトニックコンピューティングのための耐故障・近似並列計算アルゴリズム)では、すでに光コンピュータにおいて実現可能である多腕バンディット問題を対象とした。同問題を大規模化した場合の解法について検討を行った。
以上、今年度は3つのタスクについて、組み合わせ最適化問題を通して定量的に検討した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
フォトニック近似コンピューティングを構成する3つの要素技術であるアーキテクチャ、処理系、耐故障・近似並列計算アルゴリズムの開発は順調に進んでいる．また、FPGAクラスタを用いた近似コンピューティングの評価環境の整備も進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の予定通りに進捗しているため，計画通り残り4年の研究を進める予定である．
特に、FPGAクラスタを用いて、フォトニック近似コンピューティングの検証を進める予定である。
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