ストカスティック演算回路の実装と専用命令化に関する研究

• 研究課題/領域番号: 24K14878
• 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: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 市川 周一 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70262855)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2026年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2025年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2024年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 近似計算 / FPGA / 乱数生成

研究開始時の研究の概要

ストカスティック計算(SC)は，確率に基づいて計算を行う近似計算法の一種である．SCの応用範囲は，画像認識やディープラーニングなど，多岐にわたる．SCには，演算回路が単純化されるという利点があるが，確率演算であるため演算入力に相関があると誤差が大きくなる．ストカスティック数(SN)生成には乱数生成器(RNG)が用いられるが，SN間の相関を減らすためには高い実装コストが必要になる．また，二進演算と併用するためには，SNと二進表現の高効率な相互変換も必須である．このようにSC計算回路の構成には，通常の二進演算と異なる様々な配慮・工夫が必要となる．