| 研究課題/領域番号 |
19H01108
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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 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
広渕 崇宏 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究チーム長 (20462864)
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| 研究分担者 |
高野 了成 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (10509516)
今村 裕志 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究チーム長 (30323091)
荒井 礼子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (50431755)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
45,110千円 (直接経費: 34,700千円、間接経費: 10,410千円)
2022年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2021年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2020年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2019年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
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| キーワード | Error Permissive / 不揮発性メモリ / 磁気メモリ / MRAM / 計算機アーキテクチャ / システムソフトウェア / Approximate Computing / シミュレーション / 計算機システム / メモリ / ハイパーバイザ / 省エネ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、非常に低消費電力ながら信頼性が低いメモリデバイスを計算機に適用する手法を研究することで、既存の計算機技術では達成し得ない抜本的な省エネ化を実現することを目指す。メモリのビット化けを許容する計算機アーキテクチャ、それを取り扱うシステムソフトウェアを研究し、その有効性を実際のアプリケーションを通して明らかにする。特に、書き込み電力が格段に小さい反面、書き込みエラーの発生率が問題となる電圧駆動型磁気メモリ（MRAM）に着目し、CPUキャッシュとメインメモリの消費電力を2桁以上削減することを目指す。
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| 研究成果の概要 |
非常に低消費電力ながら信頼性が低いメモリデバイスを計算機に適用するため、電圧駆動磁気メモリ（MRAM）素子の理論モデルから計算機アーキテクチャおよびシステムソフトウェアまで階層横断的に研究を行った。メモリ素子エラーの理論モデルを統合した階層横断的な計算機メモリシミュレータを開発して、計算機におけるエラーの振る舞いをメモリ素子レベルからハードウェアレベルおよびソフトウェアレベルに至るまで横断的に分析し、ビット化けを許容する計算機システムの構成手法を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
非常に低消費電力ながら信頼性が低いメモリデバイスを計算機に適用する手法を明らかにすることで、信頼性が高いメモリデバイスを前提としてきた既存の計算機技術では達成し得ない抜本的な計算機の省エネ化を実現することが可能になる。本研究において電圧駆動磁気メモリ（MRAM）を題材として計算機の構成手法を議論することで、将来の低消費電力計算機の実現に向けて端緒を開くことができた。
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