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超伝導プロセッサ向けメモリシステムに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18J21274
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 計算機システム
研究機関九州大学

研究代表者

石田 浩貴  九州大学, システム情報科学府, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2020年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2019年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード単一磁束量子回路 / SFQ / メモリ・アーキテクチャ / 超伝導 / ジョセフソン接合 / プロセッサ・アーキテクチャ
研究実績の概要

コンピュータの性能向上を支えた半導体の微細化がついに終焉を迎えつつあり,高いポテンシャルを持つ新デバイスを用いたコンピューティング技術が着目されている。なかでも本研究では「単一磁束量子回路」に着目した「コンピュータ構成法」ならびにその計算速度に追従可能な「高速なメモリ技術」の研究を世界に先駆けて実施した.特に令和2年度は世界初となる成果を多く生み出した.具体的には、半導体分野でトップクラスであるSymposia on VLSI Technology and Circuitsで世界初となるゲートレベルパイプライン・アーキテクチャを採用した 30 GHzプロセッサを発表し,学会を代表する注目論文に選出された。また,コンピュータアーキテクチャ分野でトップクラスである IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture では高速なオンチップメモリを搭載した超伝導AIアクセラレータを提案しており,当年において日本の所属機関として唯一の発表であった.この結果は、IEEE が主催する「Top Picks(トップクラス・アーキテクチャ会議に採択された論文から年間を通して最も優れた12件の論文を選出)」に採択されており,これは日本からの選出として初めてである.申請書に記載した計画通りに研究を進められ,結果として,専門とするアーキテクチャ分野のみならず集積回路,超伝導などといった異なる分野でも世界的に認められ,国内外に研究成果を発信できたと自負している.

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Superconductor Computing for Neural Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Ishida Koki、Byun Ilkwon、Nagaoka Ikki、Fukumitsu Kosuke、Tanaka Masamitsu、Kawakami Satoshi、Tanimoto Teruo、Ono Takatsugu、Kim Jangwoo、Inoue Koji
    • 雑誌名

      IEEE Micro

      巻: 41 号: 3 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1109/mm.2021.3070488

    • 関連する報告書
      2020 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] SuperNPU: An Extremely Fast Neural Processing Unit Using Superconducting Logic Devices2020

    • 著者名/発表者名
      Koki Ishida, Ilkwon Byun, Ikki Nagaoka, Kousuke Fukumitsu, Masamitsu Tanaka, Satoshi Kawakami, Teruo Tanimoto, Takatsugu Ono, Jangwoo Kim, Koji Inoue
    • 学会等名
      2020 53rd Annual IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture (MICRO)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 32 GHz 6.5 mW Gate-Level-Pipelined 4-bit Processor using Superconductor Single-Flux-Quantum Logic2020

    • 著者名/発表者名
      Koki Ishida, Masamitsu Tanaka, Ikki Nagaoka, Takatsugu Ono, Satoshi Kawakami, Teruo Tanimoto, Akira Fujimaki, Koji Inoue
    • 学会等名
      2020 Symposia on VLSI Technology and Circuits
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of 50-GHz, High-Throughput Rapid Single-Flux-Quantum Circuits toward Ultra-Fast, Energy-Efficient Computing2020

    • 著者名/発表者名
      Masamitsu Tanaka, Ikki Nagaoka, Kyosuke Sano, Taro Yamashita, Koki Ishida, Takatsugu Ono, Koji Inoue, Akira Fujimaki
    • 学会等名
      10th ACASC/2nd Asian-ICMC/CSSJ Joint Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超伝導ニューラルネットワーク・アクセラレータのアーキテクチャ探索を目的とした電力性能モデリング2020

    • 著者名/発表者名
      石田浩貴, Ilkwon, Byun, 長岡一起, 福光孝介, 田中雅光, 川上哲志, 谷本輝夫, 小野貴継, 藤巻朗, 井上弘士
    • 学会等名
      組込み技術とネットワークに関するワークショップ (ETNET2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アーキテクチャ探索を目的とした単一磁束量子回路の電力効率モデリング2020

    • 著者名/発表者名
      福光孝介, 石田浩貴, 長岡一起, 田中雅光, 川上哲志, 谷本輝夫, 小野貴継, 藤巻朗, 井上弘士
    • 学会等名
      システム・アーキテクチャ研究発表会 (HotSPA2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 32 GHz 6.5 mW Gate-Level-Pipelined 4-bit Processor using Superconductor Single-Flux-Quantum Logic2020

    • 著者名/発表者名
      Koki Ishida1, Masamitsu Tanaka, Ikki Nagaoka, Takatsugu Ono, Satoshi Kawakami, Teruo Tanimoto, Akira Fujimaki, Koji Inoue
    • 学会等名
      2020 Symposium on VLSI Circuits
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prototype Design of 31 GHz Single-Flux-Quantum Gate-Level-Pipelined Microprocessor2019

    • 著者名/発表者名
      石田浩貴,田中雅光,小野貴継,井上弘士
    • 学会等名
      Superconductive SFQ VLSI Workshop 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単一磁束量子回路を用いたゲートレベルパイプライン・プロセッサの設計と評価2018

    • 著者名/発表者名
      石田浩貴,田中雅光,小野貴継,井上弘士
    • 学会等名
      LSIとシステムのワークショップ2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 単一磁束量子回路を用いた4ビットゲートレベルパイプライン・プロセッサの設計と評価2018

    • 著者名/発表者名
      石田浩貴,田中雅光,小野貴継,井上弘士
    • 学会等名
      Hot Spring Annual Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Prototype Design of 30 GHz Superconducting Single-Flux-Quantum Microprocessor Towards Cryogenic General Purpose Computing2018

    • 著者名/発表者名
      石田浩貴,田中雅光,小野貴継,井上弘士
    • 学会等名
      MICRO Student Research Competition 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: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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