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誤差許容計算における PCM 書き込み時間削減

研究課題

研究課題/領域番号 20K11728
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60040:計算機システム関連
研究機関千葉大学

研究代表者

難波 一輝  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60359594)

研究分担者 イン ユウ  群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (10520124)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードメモリシステム / 誤差許容計算 / ニューラルネット / 低電力化 / 高信頼化 / 相変化メモリ / 計算機システム
研究開始時の研究の概要

新しいメモリシステムである PCM (相変化メモリとも呼ばれる) について,その平均書き込み時間削減を目的とする.PCM の書き込み時間削減は申請者らが切り開きつつある計算機システムにおける新しい分野の1種であり学術的興味も高い.本申請課題では特に誤差許容計算実行時の書き込み時間削減について考える.誤差許容計算 は人工知能への使用など要求が高まっている技術であり,その工業的産業的重要性は高い.

研究成果の概要

本研究の主目的であった書き込み時間削減については良好な手法を得ることができなかった。しかし,誤差許容計算を用いたシステムにおけるメモリシステムの消費電力削減技術など関連技術について,複数の手法を明らかにしている。
例えば,誤差許容計算を用いたシステムの代表例であるニューラルネットワークシステムにおいては,2種類の電源電圧を使い分ける手法を提案している。重大な認識率の低下無く,消費電力を35%削減することに成功している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究においては主目的であった書き込み時間削減については結果を出せていない。しかし,副産物と言える消費電力削減手法などはいずれも実用性の高いものであり,本研究成果の工業的産業的重要性は十分に高いものであったと言える。また,目的であったメモリシステム書き込み時間についてもいくつかの知見が得られており,研究当初に考えていた問いにもいくらかは答えられた,学術的にも意義がある研究であったと考えている。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] Pusan National University(韓国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Low Power Neural Network by Reducing SRAM Operating Voltage2022

    • 著者名/発表者名
      Kozu Keisuke、Tanabe Yuya、Kitakami Masato、Namba Kazuteru
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 10 ページ: 116982-116986

    • DOI

      10.1109/access.2022.3219208

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 外れ値を用いたDNNの縮退故障に対するエラー耐性の向上2023

    • 著者名/発表者名
      石井 智大, 難波 一輝
    • 学会等名
      IEICE FIIS
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Stuck-at Fault Tolerance in DNN Using Outliers and Sampling2023

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Ishii, Donghyun Kwon and Kazuteru Namba
    • 学会等名
      Japan-Korea Joint Workshop on Complex Communication Sciences
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stuck-at fault tolerance in DNN using statistical data2022

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Ishii and Kazuteru Namba
    • 学会等名
      IEEE Pacific Rim International Symposium on Dependable Computing
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 外れ値と標本化を用いたDNNの縮退故障に対するエラー耐性の向上2022

    • 著者名/発表者名
      石井 智大, 難波 一輝
    • 学会等名
      IEICE DC
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 動作電圧引き下げによる低消費電力ニューラルネットワークのための6T-8TハイブリッドSRAM2022

    • 著者名/発表者名
      余 若曦, 難波 一輝
    • 学会等名
      IEICE DC
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Low power quantized neural network by reducing the operating voltage of SRAM2022

    • 著者名/発表者名
      Ji Wu, Kazuteru Namba
    • 学会等名
      IEICE DC
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Relaxing device requirements for non-linearity in Deep Neural Networks accelerators with Phase Change Memory2021

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Kozu and Kazuteru Namba
    • 学会等名
      IEEE Int'l Conf. Consum. Electron. Taiwan
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SRAMの動作電圧引き下げによるニューラルネットワークの低電力化2021

    • 著者名/発表者名
      高津 啓佑, 難波 一輝
    • 学会等名
      信学技報, DC
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチレベルセル相変化メモリを用いた連想メモリ2021

    • 著者名/発表者名
      高橋 知宏, 難波一輝
    • 学会等名
      信学技報, DC
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 相変化メモリを用いた赤黒木構造の書き込み時間削減2020

    • 著者名/発表者名
      楊 昊天, 難波 一輝
    • 学会等名
      信学技報, FIIS
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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