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データマイニングを加速する次世代リコンフィギュラブルアーキテクチャの創出

研究課題

研究課題/領域番号 15H02673
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算機システム
研究機関北海道大学

研究代表者

本村 真人  北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (90574286)

研究分担者 有村 博紀  北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (20222763)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2018年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2016年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2015年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワードビッグデータ / データマイニング / イジングモデル / 組合せ最適化問題 / リコンフィギュラブルシステム / グラフ処理 / リコンフィギュラブル / ストリーム処理
研究成果の概要

本研究では組合せ最適化問題の最適解を導き出すことを狙ったアーキテクチャ研究に注力した。従来の単一スパースハードウェアグラフでは、ハードウェア構造より密なグラフを再現する際、スピンを複製し、擬似的に密なグラフを再現するマイナーエンベディングという方法がとられる。スピンの状態の更新が、隣接スピンの状態とスピン間相互作用の積和演算によって再現されることを利用して、スパースなハードウェア構造それぞれに対して、時間方向の接続(積和演算を継続)を可能にすることで、複製スピンによる強い相互作用を加えることなく処理を行うことを実現し、大規模な問題から高い精度の解を得るアーキテクチャを提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

IoT 社会の到来により、データマイニングに代表されるビッグデータ処理が計算処理の中心的課題となりつつある。本研究は、(1)データマイニング処理に適したリコンフィギュラブルアーキテクチャと、(2)HW アーキテクチャを考慮したデータマイニングアルゴリズムの二つの課題に統括的に取り組むことで、超高速・低電力なデータマイニング処理基盤の確立を目指すものである。

報告書

(4件)
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Mainly static/partially dynamic reconfigurable array accelerator towards energy-efficient embedded microprocessor2017

    • 著者名/発表者名
      Hida I., Takamaeda-Yamazaki S., Ikebe M., Motomura M., and Asai T.
    • 雑誌名

      Circuits and Systems

      巻: Vol.8

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] FPGA-based stream processing for frequent itemset mining with incremental multiple hashes2016

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto K., Ikebe M., Asai T., and Motomura M.,
    • 雑誌名

      Circuits and Systems

      巻: V0l. 7 号: 10 ページ: 3299-3309

    • DOI

      10.4236/cs.2016.710281

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] A Time-Division Multiplexing Ising Machine on FPGAs2017

    • 著者名/発表者名
      amamoto K., Huang W., Takamaeda-Yamazaki S., Ikebe M., Asai T., and Motomura M.
    • 学会等名
      International Symposium on Highly-Efficient Accelerators and Reconfigurable Technologies (HEART 2017)
    • 発表場所
      Ruhr University, Bochum, Germany
    • 年月日
      2017-06-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 時分割多重機構を用いた高密度FPGAイジングマシン2017

    • 著者名/発表者名
      山本 佳生, 高前田 伸也, 池辺 将之, 浅井 哲也, 本村 真人
    • 学会等名
      電子情報通信学会コンピュータシステム研究会 (CPSY)
    • 発表場所
      登別温泉第一滝本館
    • 年月日
      2017-05-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] メモリアクセスパターンを考慮した遅延評価によるZDD構築の高速化2017

    • 著者名/発表者名
      熊澤 輝顕, 高前田 伸也, 池辺 将之, 浅井 哲也, 本村 真人
    • 学会等名
      第30回 回路とシステムワークショップ
    • 発表場所
      北九州国際会議場, (北九州)
    • 年月日
      2017-05-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] A scalable ising model implementation on an FPGA2017

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto K., Takamaeda-Yamazaki S., Ikebe M., Asai T., and Motomura M.
    • 学会等名
      COOL Chips 20
    • 発表場所
      Yokohama Media & Communications Center, Yokohama
    • 年月日
      2017-04-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-Division Multiplexing2017

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto K., Ikebe M., Asai T., Motomura M., and Takamaeda-Yamazaki S.,
    • 学会等名
      GI-CoRE GSQ, GSB, & IGM Joint Symposium -Quantum, Informatics, Biology, & Medicine
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Time-Division Multiplexing Ising Machine on FPGAs2017

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto K., Huang W., Takamaeda-Yamazaki S., Ikebe M., Asai T., and Motomura M.
    • 学会等名
      nternational Symposium on Highly-Efficient Accelerators and Reconfigurable Technologies (HEART 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高次数イジングネットワークの時分割処理方式の検討2017

    • 著者名/発表者名
      山本 佳生, 熊澤 輝顕, 池辺 将之, 浅井 哲也, 本村 真人, 高前田 伸也
    • 学会等名
      電子情報通信学会コンピュータシステム研究会 (CPSY)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 時分割多重機構を用いた高密度FPGAイジングマシン2017

    • 著者名/発表者名
      山本 佳生, 池辺 将之, 浅井 哲也, 本村 真人, 高前田 伸也
    • 学会等名
      電子情報通信学会コンピュータシステム研究会 (CPSY)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] AI応用がもたらすプロセッサLSIのゲームチェンジ2017

    • 著者名/発表者名
      本村 真人
    • 学会等名
      CRDSシンポジウム IoT/AI時代にむけたテクノロジー革新
    • 発表場所
      Marunouchi Hall & Conference, Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Rise of deep neural network accelerators2017

    • 著者名/発表者名
      Motomura M
    • 学会等名
      Workshop on Brain-inspired Hardware
    • 発表場所
      AIST Tokyo waterfront Annex building, Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hardware architecture for online frequent items mining with memory-efficient data structure,2016

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto K., Asai T., and Motomura M
    • 学会等名
      COOL Chips XIX
    • 発表場所
      Yokohama Media & Communications Center, Yokohama, Japan
    • 年月日
      2016-04-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 知的情報処理を加速するハードウェア技術2015

    • 著者名/発表者名
      本村真人
    • 学会等名
      STARCフォーラム2015
    • 発表場所
      Shin Yokohama Hokusai Hotel, Yokohama, Japan
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] An accelerator for frequent Itemset mining from data stream with parallel item tree2015

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto K., Fukuda E.S., Asai T., and Motomura M
    • 学会等名
      The 19th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies
    • 発表場所
      Evergreen Resort Hotel, Yilan, Taiwan
    • 年月日
      2015-05-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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