| 研究課題/領域番号 |
19H01105
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分60:情報科学、情報工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
井上 弘士 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (80341410)
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| 研究分担者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2021年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
2020年度: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2019年度: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
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| キーワード | 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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| 研究開始時の研究の概要 |
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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| 研究成果の概要 |
単一磁束量子（SFQ: Single Flux Quantum）回路を用いた超高速かつ超低消費電力なプロセッサの実現を目指し、デバイス特性や回路特性を考慮した新しいアーキテクチャを考案した。また、チップ試作を行い、世界初となる 30GHz ビットパラレル型ゲートレベルパイプラインプロセッサ、その改良版である50GHz プロセッサ、ビット幅可変ベクトル演算器、さらには、本研究の目標である100GHzの回路動作など、多くの実証に成功した。また、これまでの設計試作で蓄積した技術を整理ならびに一般化し、超高速動作のための設計法として確立させた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
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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