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高性能アクセラレーション基盤技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 24240005
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算機システム・ネットワーク
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

中島 康彦  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (00314170)

研究分担者 姚 駿  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 准教授 (40567153)
原 祐子  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教 (20640999)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
27,950千円 (直接経費: 21,500千円、間接経費: 6,450千円)
2014年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
2013年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2012年度: 12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
キーワード演算器アレイ / アクセラレータ / ステンシル計算 / ベクトル計算 / 低電力 / グラフ処理
研究成果の概要

電力効率や性能見通しに難点があるマルチスレッディング機構を投入することなくデータ供給性能を目一杯使う、低電力かつ性能見通しの良いアクセラレーション技術を創出した。従来型演算器アレイ型アクセラレータの弱点であるデータ伝搬オーバヘッドを削減し、さらに、ベクトル演算機構としても利用可能な新しい多数演算器制御方式の12.5mm□LSIを開発した。消費電力はわずかに0.88Watt、電力あたり性能は7.7GFlops/Wattに達した。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (33件) 図書 (1件) 備考 (3件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] A Flexible, Self-Tuning, Fault-Tolerant Functional Unit Array Processor2014

    • 著者名/発表者名
      Jun Yao, Yasuhiko Nakashima, Mitsutoshi Saito, Yohei Hazama, Ryosuke Yamanaka
    • 雑誌名

      IEEE Micro

      巻: 34-6 号: 6 ページ: 54-63

    • DOI

      10.1109/mm.2014.92

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Tightly Coupled General Purpose Reconfigurable Accelerator LAPP and Its Power States for HotSpot-Based Energy Reduction2014

    • 著者名/発表者名
      Jun YAO, Yasuhiko NAKASHIMA, Naveen DEVISETTI, Kazuhiro YOSHIMURA, Takashi NAKADA
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E97.D 号: 12 ページ: 3092-3100

    • DOI

      10.1587/transinf.2014PAP0025

    • NAID

      130004841768

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hinting for Auto-Memoization Processor based on Static Binary Analysis2014

    • 著者名/発表者名
      Takanori TSUMURA, Yuuki SHIBATA, Kazutaka KAMIMURA, Tomoaki TSUMURA, Yasuhiko NAKASHIMA
    • 雑誌名

      Proc. 2nd Int'l Workshop on Computer Systems and Architectures

      巻: CSA'14 ページ: 426-432

    • DOI

      10.1109/candar.2014.49

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Performance Evaluation of a 3D-Stencil Library for Distributed Memory Array Accelerators2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Inagaki, Shinya Takamaeda-Yamazaki, Jun Yao, Yasuhiko Nakashima
    • 雑誌名

      Proc. 2nd Int'l Workshop on Computer Systems and Architectures

      巻: CSA'14 ページ: 388-393

    • DOI

      10.1109/candar.2014.100

    • NAID

      130005112347

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An Implementation of Auto-Memoization Mechanism on ARM-based Superscalar Processor2014

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Shibata, Takanori Tsumura, Tomoaki Tsumura and Yasuhiko Nakashima
    • 雑誌名

      Proc. Int'l Symp. on System-on-Chip 2014

      巻: SoC2014 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1109/issoc.2014.6972435

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Two-Order Increase in Robustness of Partial Redundancy Under a Radiation Stress Test by Using SDC Prediction2014

    • 著者名/発表者名
      Tanvir Ahmed, Jun Yao, and Yasuhiko Nakashima
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Nuclear Science

      巻: 未定(採録決定)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective Check of Data-Path for Effective Fault Tolerance2013

    • 著者名/発表者名
      Tanvir AHMED, Jun YAO, Yuko HARA-AZUMI, Shigeru YAMASHITA, and Yasuhiko NAKASHIMA
    • 雑誌名

      IEICE Trans.

      巻: Vol.J96-D,No.8 ページ: 1592-1601

    • NAID

      130003370941

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 線形演算器アレイ型アクセラレータを備えた高電力効率プロセッサの開発2012

    • 著者名/発表者名
      齊藤光俊, 下岡俊介, Devisetti Venkatarama Naveen, 大上俊, 吉村和浩, 姚駿, 中田尚, 中島康彦
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌D

      巻: Vol.J95-D, No.9 ページ: 1729-1737

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 時分割実行機構による演算器アレイ型アクセラレータの効率化2012

    • 著者名/発表者名
      岩上拓矢, 吉村和浩, 中田尚, 中島康彦
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌コンピューティングシステム

      巻: ACS39, Vol.5, No.4 ページ: 13-23

    • NAID

      40019469346

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 画像処理向け線形アレイアクセラレータの性能評価2012

    • 著者名/発表者名
      中田尚, 吉村和浩, 下岡俊介, 大上俊, Devisetti Venkatarama Naveen, 中島康彦
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌コンピューティングシステム

      巻: ACS38, Vol.5, No.3 ページ: 74-85

    • NAID

      40019469283

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 異種命令セットアーキテクチャを持つ高電力効率SMT プロセッサの開発2012

    • 著者名/発表者名
      吉村和浩, 中田尚, 中島康彦, 北村俊明
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌D

      巻: Vol.J95-D、No.6 ページ: 1334-1346

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Speed-Up Technique for an Auto-Memoization Processor by Reusing Partial Results of Instruction Regions2012

    • 著者名/発表者名
      Kazutaka KAMIMURA, Ryosuke ODA, Tatsuhiro YAMADA, Tomoaki TSUMURA, Hiroshi MATSUO, Yasuhiko NAKASHIMA
    • 雑誌名

      Proc. 3rd Int'l. Conf. on Networking and Computing (ICNC'12)

      巻: ICNC12 ページ: 49-57

    • DOI

      10.1109/icnc.2012.17

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] A Parameterized Many Core Simulator for Design Space Exploration2015

    • 著者名/発表者名
      Shohei Takeuchi, Thi Hong Tran, Shinya Takamaeda, Yasuhiko Nakashima
    • 学会等名
      IEEE Symposium on Low-Power and High-Speed Chips
    • 発表場所
      Yokohama Bunka-Center(Yokohama)
    • 年月日
      2015-04-13 – 2015-04-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] XStenciler: a 7.1GFLOPS/W 16-Core Coprocessor with a Ring Structure for Stencil Applications2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Yao, Yasuhiko Nakashima, Kazutoshi Kobayashi, Makoto Ikeda, Wei Xue, Tomohiro Fujiwara, Ryo Shimizu, Masakazu Tanomoto, Yangtong Xu, Xinliang Wang, Weimin Zheng
    • 学会等名
      XStenciler: a 7.1GFLOPS/W 16-Core Coprocessor with a Ring Structure for Stencil Applications
    • 発表場所
      Yokohama Bunka-Center(Yokohama)
    • 年月日
      2015-04-13 – 2015-04-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Lowering the Complexity of k-means Clustering by BFS-dijkstra method for Graph Computing2015

    • 著者名/発表者名
      Anna Zhang, Jun Yao, Yasuhiko Nakashima
    • 学会等名
      XStenciler: a 7.1GFLOPS/W 16-Core Coprocessor with a Ring Structure for Stencil Applications
    • 発表場所
      Yokohama Bunka-Center(Yokohama)
    • 年月日
      2015-04-13 – 2015-04-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 次世代アプリケーションのための包括的なアーキテクチャ探索環境の検討2014

    • 著者名/発表者名
      竹内昌平, 高前田(山崎)伸也, 姚駿, 中島康彦
    • 学会等名
      信学技報CPSY2014-89
    • 発表場所
      機械振興会館
    • 年月日
      2014-12-01 – 2014-12-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] データムービングボトルネックを解決するためのインテリジェントメモリシステムの検討2014

    • 著者名/発表者名
      枝元正寛, 高前田伸也, 姚駿, 中島康彦
    • 学会等名
      信学技報CPSY2014-91
    • 発表場所
      機械振興会館
    • 年月日
      2014-12-01 – 2014-12-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Triangle Countingのための大規模グラフ分割手法2014

    • 著者名/発表者名
      平野竜洋, 高前田伸也, 姚駿, 中島康彦
    • 学会等名
      信学技報CPSY2014-73
    • 発表場所
      ビーコンプラザ(別府国際コンベンションセンター)
    • 年月日
      2014-11-26 – 2014-11-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 最短経路探索の並列化と各種プラットホームによる性能比較2014

    • 著者名/発表者名
      紅林修斗, 高前田伸也, 姚駿, 中島康彦
    • 学会等名
      信学技報CPSY2014-74
    • 発表場所
      ビーコンプラザ(別府国際コンベンションセンター)
    • 年月日
      2014-11-26 – 2014-11-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] メモリネットワークベースアクセラレータの試作と評価2014

    • 著者名/発表者名
      清水怜, 田ノ元正和, 高前田(山崎)伸也, 姚駿, 中島康彦
    • 学会等名
      信学技報CPSY2014-81
    • 発表場所
      ビーコンプラザ(別府国際コンベンションセンター)
    • 年月日
      2014-11-26 – 2014-11-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] メモリネットワークベースアクセラレータを用いた畳み込みニューラルネットワーク処理2014

    • 著者名/発表者名
      田ノ元正和, 高前田(山崎)伸也, 姚駿, 中島康彦
    • 学会等名
      信学技報CPSY2014-82
    • 発表場所
      ビーコンプラザ(別府国際コンベンションセンター)
    • 年月日
      2014-11-26 – 2014-11-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ニューラルネットワーク処理のエラー削減に向けた命令実行手法2014

    • 著者名/発表者名
      小池和正,高前田(山崎)伸也,姚駿,中島康彦
    • 学会等名
      信学技報CPSY2014-33
    • 発表場所
      朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-07-29 – 2014-07-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] PyCoRAMを用いたグラフ処理FPGAアクセラレータ2014

    • 著者名/発表者名
      高前田(山崎)伸也,枝元正寛,姚駿,中島康彦
    • 学会等名
      信学技報CPSY2014-10
    • 発表場所
      朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-07-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] メモリインテンシブアレイアクセラレータを用いた高性能グラフ処理2014

    • 著者名/発表者名
      清水怜,高前田(山崎)伸也,姚駿,中島康彦
    • 学会等名
      信学技報CPSY2014-11
    • 発表場所
      朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-07-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Performance Tuning of a Global Shallow-water Atmospheric Model on Xeon Phi2014

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Tanomoto, Jun Yao, Yasuhiko Nakashima, Yangtong Xu, Xinliang Wang, Wei Xue
    • 学会等名
      IEEE Symposium on Low-Power and High-Speed Chips
    • 発表場所
      Yokohama Bunka-Center(Yokohama)
    • 年月日
      2014-04-14 – 2014-04-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A Pipelined Newton-Raphson Method for Floating Point Division and Square Root on Distribted Memory CGRAs2014

    • 著者名/発表者名
      Shuto Kurebayashi, Jun Yao, Yasuhiko Nakashima
    • 学会等名
      IEEE Symposium on Low-Power and High-Speed Chips
    • 発表場所
      Yokohama Bunka-Center(Yokohama)
    • 年月日
      2014-04-14 – 2014-04-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Tuning of a Breadth First based Triangle-counting by using Multi-threading2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Hirano, Jun Yao, Yasuhiko Nakashima
    • 学会等名
      IEEE Symposium on Low-Power and High-Speed Chips
    • 発表場所
      Yokohama Bunka-Center(Yokohama)
    • 年月日
      2014-04-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] EReLA: a Low-Power Reliable Coarse-Grained Reconfigurable Architecture Processor and Its Irradiation Tests2014

    • 著者名/発表者名
      Jun Yao, Mitsutoshi Saito, Shogo Okada, Kazutoshi Kobayashi, and Yasuhiko Nakashima
    • 学会等名
      IEEE Nuclear and Space Radiation Effects Conference 2014 (poster)
    • 発表場所
      Paris
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Performance Tuning of a Global Shallow-water Atmospheric Model on Xeon Phi2014

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Tanomoto, Jun Yao, Yasuhiko Nakashima, Yangtong Xu, Xinliang Wang, Wei Xue
    • 学会等名
      IEEE Symposium on Low-Power and High-Speed Chips 2014 (poster)
    • 発表場所
      Yokohama
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A Pipelined Newton-Raphson Method for Floating Point Division and Square Root on Distribted Memory CGRAs2014

    • 著者名/発表者名
      Shuto Kurebayashi, Jun Yao, Yasuhiko Nakashima
    • 学会等名
      IEEE Symposium on Low-Power and High-Speed Chips 2014 (poster)
    • 発表場所
      Yokohama
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Tuning of a Breadth First based Triangle-counting by using Multi-threading2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Hirano, Jun Yao, Yasuhiko Nakashima
    • 学会等名
      IEEE Symposium on Low-Power and High-Speed Chips 2014 (poster)
    • 発表場所
      Yokohama
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A Flexibly Fault-Tolerant FU Array Processor and its Self-Tuning Scheme to Locate Permanently Defective Unit2014

    • 著者名/発表者名
      Jun Yao, Yasuhiko Nakashima, Mitsutoshi Saito, Yohei Hazama, Ryosuke Yamanaka
    • 学会等名
      IEEE Symposium on Low-Power and High-Speed Chips 2014
    • 発表場所
      Yokohama
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 演算器アレイ型アクセラレータへのメモリインテンシブなアプリケーションの写像と性能評価2014

    • 著者名/発表者名
      林大地, 藤原知広, 姚駿, 中島康彦
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告, 計算機アーキテクチャ研究会報告
    • 発表場所
      東工大
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] メモリ分散型アレイアクセラレータのための命令生成手法の開発と評価2014

    • 著者名/発表者名
      楠田浩平, 姚駿, 中島康彦
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告, 計算機アーキテクチャ研究会報告
    • 発表場所
      東工大
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] CAM Size Reduction Method for Auto-Memoization Processor by considering Characteristics of Loops2013

    • 著者名/発表者名
      Yuuki SHIBATA, Kazutaka KAMIMURA, Tomoaki TSUMURA, Hiroshi MATSUO, Yasuhiko NAKASHIMA
    • 学会等名
      Proc. 1st Int'l Workshop on Computer Systems and Architectures (CSA'13)
    • 発表場所
      道後ひめぎんホール
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A Two-Order Increase in Robustness of Partial Redundancy Under Radiation Stress Test by Using SDC Prediction2013

    • 著者名/発表者名
      Tanvir AHMED, Jun YAO, and Yasuhiko NAKASHIMA
    • 学会等名
      IEEE Conference on Radiation Effects on Components and Systems (RADECS)
    • 発表場所
      Oxford
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] リング型アレイアクセレータ向け演算ライブラリの実装と性能評価2013

    • 著者名/発表者名
      稲垣慶和, 原祐子, 姚駿,中島康彦
    • 学会等名
      研究報告計算機アーキテクチャ(ARC)
    • 発表場所
      北九州
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] メモリ分散型アレイアクセラレータの浮動小数点演算に関する性能考察2013

    • 著者名/発表者名
      林大地, 関賀, 原祐子, 姚駿,中島康彦
    • 学会等名
      研究報告計算機アーキテクチャ(ARC)
    • 発表場所
      北九州
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] リング型アレイアクセラレータのマクロパイプライン化による性能見積もり2013

    • 著者名/発表者名
      藤原知広, 姚駿, 原祐子, 中島康彦
    • 学会等名
      研究報告計算機アーキテクチャ(ARC
    • 発表場所
      北九州
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 再利用表パージアルゴリズムの改良による自動メモ化プロセッサのハードウェア削減手法2013

    • 著者名/発表者名
      柴田裕貴, 神村和敬, 津邑公暁, 松尾啓志, 中島康彦
    • 学会等名
      研究報告計算機アーキテクチャ(ARC)
    • 発表場所
      北九州
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] コヒーレントキャッシュを用いたSoCのシステム設計技法2013

    • 著者名/発表者名
      森高晃大, 吉田浩章, 伴野充,中島康彦
    • 学会等名
      システムLSI設計技術研究発表会
    • 発表場所
      北九州
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] HW/SW Approaches to Accelerate GRAPES in an FU Array2013

    • 著者名/発表者名
      Wei Wang, Jun Yao, Youhui Zhang, Wei Xue, Yasuhiko Nakashima, and Weimin Zheng
    • 学会等名
      IEEE Symposium on Low-Power and High-Speed Chips 2013
    • 発表場所
      Yokohama
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 再利用対象区間の細分化による自動メモ化プロセッサの高速化2012

    • 著者名/発表者名
      神村和敬, 山田龍寛, 小田遼亮, 津邑公暁, 松尾啓志, 中島康彦
    • 学会等名
      研究報告計算機アーキテクチャ(ARC)
    • 発表場所
      鳥取市とりぎん文化会館
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] GCCのvectorizerを利用した演算器アレイ向け命令変換手法

    • 著者名/発表者名
      王昊,姚駿,中島康彦
    • 学会等名
      研究報告計算機アーキテクチャ(ARC)2013-ARC-203 No.9
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] リング接続を利用しデータ移動を最小限にするアクセラレータの提案

    • 著者名/発表者名
      関賀,姚駿,中島康彦
    • 学会等名
      研究報告システムLSI設計技術(SLDM)SIG Technical Reports, 2013-SLDM-159, Vol.17
    • 発表場所
      慶応大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] コンピュータアーキテクチャ2012

    • 著者名/発表者名
      中島康彦
    • 総ページ数
      203
    • 出版者
      オーム社
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] コンピューティング・アーキテクチャ研究室

    • URL

      http://arch.naist.jp/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] NAIST Computing Architecture Lab.

    • URL

      http://arch.naist.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] Computing Architecture Lab.

    • URL

      http://arch.naist.jp

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [産業財産権] データ処理装置2015

    • 発明者名
      中島康彦・高前田伸也
    • 権利者名
      中島康彦・高前田伸也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-079552
    • 出願年月日
      2015-04-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] データ供給装置及びデータ処理装置2013

    • 発明者名
      中島康彦, 姚駿
    • 権利者名
      中島康彦, 姚駿
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013-03-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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