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再構成アクセラレータにおけるデータ形式最適化と精度保証

研究課題

研究課題/領域番号 18H03217
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分60040:計算機システム関連
研究機関早稲田大学

研究代表者

木村 晋二  早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 教授 (20183303)

研究分担者 戸川 望  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30298161)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワードエラー耐性に基づく最適化 / 誤差解析 / Approximate Computing / 誤差と計算結果の関係 / 近似計算 / データ表現形式 / 共有指数表現 / データ表現と誤差解析 / データ圧縮 / 再構成可能アーキテクチャ / データ表現と精度保証
研究成果の概要

再構成アクセラレータにおけるデータ形式最適化と精度保証という題目で、FPGA (Field Programmable Gate Array) に代表されるような、ハードウェアの再構成で応用毎に専用のアクセラレータハードウェアを構築できる再構成アクセラレータに対して、データの表現方法と最終的な解の精度を保証する手法の研究を行った。画像処理や画像認識に対して、応用が持つ計算誤差への耐性に基づき、最適なデータ表現および最適な演算器を構築する手法の研究を行った。具体的には、データ表現や演算器に対する誤差の解析手法の提案と評価を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、CNN (Convolutional Neural Network, 畳み込みニューラルネットワーク)のように、非常に多くの演算を必要とする応用が用いられるようになってきた。そのハードウェアによる高速化は実応用においては非常に重要であり、端末側からサーバー側まで広くハードウェアアクセラレータが用いられている。再構成アクセラレータはそのような応用志向のハードウェアを実現するプラットフォームであり、本プロジェクトで、実際に再構成アクセラレータへ向けたデータ表現とその誤差評価の手法や演算器の提案を行ったことは、学術上および実用上の意義が高い。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Approximate FPGA-Based Multipliers Using Carry-Inexact Elementary Modules2020

    • 著者名/発表者名
      Yi GUO, Heming SUN, Ping LEI, Shinji KIMURA
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals

      巻: E103A 号: 9 ページ: 1054-1062

    • DOI

      10.1587/transfun.2019kep0002

    • NAID

      130007893715

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Design of Low-Cost Approximate Multipliers Based on Probability-Driven Inexact Compressors2019

    • 著者名/発表者名
      GUO Yi、SUN Heming、LEI Ping、KIMURA Shinji
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E102.A 号: 12 ページ: 1781-1791

    • DOI

      10.1587/transfun.E102.A.1781

    • NAID

      130007754045

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2019-12-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Lossy Compression for Embedded Computer Vision Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Li Guo, Dajiang Zhou, Jinjia Zhou, Shinji Kimura, and Satoshi Goto
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 6 ページ: 39385-39397

    • DOI

      10.1109/access.2018.2852809

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Accuracy-Configurable Low-Power Approximate Floating-Point Multiplier Based on Mantissa Bit Segmentation2020

    • 著者名/発表者名
      Jie Li, Yi Guo and Shinji Kimura
    • 学会等名
      IEEE Region 10 Conference (TENCON)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approximate Floating Point Multiplier based on Shifting Addition Using Carry Signal from Second-Highest-Bit2020

    • 著者名/発表者名
      Jie LI, Yi GUO, and Shinji KIMURA
    • 学会等名
      IEICE Tech. Report, VLD2019-120
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Small-Area and Low-Power FPGA-Based Multipliers using Approximate Elementary Modules2020

    • 著者名/発表者名
      Guo Yi、Sun Heming、Kimura Shinji
    • 学会等名
      Proc. of ASP-DAC 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Embedded Frame Compression for Energy-Efficient Computer Vision Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Li Guo, Dajiang Zhou, Jinjia Zhou, Shinji Kimura
    • 学会等名
      ISCAS 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sparseness Ratio Allocation and Neuron Re-pruning for Neural Networks Compression2018

    • 著者名/発表者名
      Li Guo, Dajiang Zhou, Jinjia Zhou, Shinji Kimura
    • 学会等名
      ISCAS 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low Cost Approximate Multiplier Design using Probability Driven Inexac t Compressors2018

    • 著者名/発表者名
      Yi Guo, Heming Sun, Li Guo, Shinji Kimura
    • 学会等名
      APCCAS 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Energy-Efficient and High Performance Approximate Multiplier Using Compre ssors Based on Input Reordering2018

    • 著者名/発表者名
      Zhenhao Liu, Yi Guo, Xiaoting Sun and Shinji Kimura
    • 学会等名
      TENCON 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Radix-4 Partial Product Generation-Based Approximate Multiplier for High-Speed and Low-Power Digital Signal Processing2018

    • 著者名/発表者名
      Xiaoting Sun, Yi Guo, Zhenhao Liu, Shinji Kimura
    • 学会等名
      ICECS 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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