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環境発電技術を用いた社会に溶け込むコンピューティング基盤の研究

研究課題

研究課題/領域番号 26280013
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 計算機システム
研究機関京都大学

研究代表者

石原 亨  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (30323471)

研究分担者 土谷 亮  京都大学, 情報学研究科, 助教 (20432411)
小野寺 秀俊  京都大学, 情報学研究科, 教授 (80160927)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2016年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2015年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2014年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード低消費電力設計 / 電子デバイス・機器 / 低消費電力・高エネルギー密度 / エネルギー効率化 / 計算機システム / システムオンチップ / 省エネルギー / スマートセンサ情報システム
研究成果の概要

太陽光などの不安定な自然エネルギーのみをエネルギー源として極低消費電力動作するマイクロプロセッサシステムを開発した。このマイクロプロセッサには0.3V程度の極低電圧で安定動作するための工夫を組み込んだ。上述のマイクロプロセッサチップを試作し、μW級の極低電力動作を実証した。さらに、電源電圧としきい値電圧を同時調節することにより性能あたりの消費エネルギーを最小化する電圧制御技術を世界に先駆けて考案した。考案したエネルギー最小化技術を実プロセッサチップに適用し有効性を実証した。本研究成果により情報処理学会山下記念研究賞やIEEE SOCC Best Paper Awardなど多数の賞を受賞した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 12件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Analytical Stability Modeling for CMOS Latches in Low Voltage Operation2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Kamakari, Jun Shiomi, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E99.A 号: 12 ページ: 2463-2472

    • DOI

      10.1587/transfun.E99.A.2463

    • NAID

      130005170525

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2016 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] Statistical Timing Modeling Based on a Lognormal Distribution Model for Near-Threshold Circuit Optimization2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Shiomi, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E98.A 号: 7 ページ: 1455-1466

    • DOI

      10.1587/transfun.E98.A.1455

    • NAID

      130005085789

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2015 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] Statistical Timing Modeling Based on a Lognormal Distribution Model for Near-Threshold Circuit Optimization2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Shiomi, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: Vol. E98-A

    • NAID

      130005085789

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] On-Chip Temperature and Process Variation Sensing using a Reconfigurable Ring Oscillator2017

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Kishimoto, Tohru Ishihara, and Hidetoshi Onodera
    • 学会等名
      International Symposium on VLSI Design, Automation and Test
    • 発表場所
      Shinchu, Taiwan
    • 年月日
      2017-04-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Minimum Energy Point Tracking under a Wide Range of PVT Conditions2016

    • 著者名/発表者名
      Shu Hokimoto, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera
    • 学会等名
      The 20th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information technologies
    • 発表場所
      京都リサーチパーク、京都府京都市
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Processor Architecture Integrating Voltage Scalable On-Chip Memories for Individual Tracking of Minimum Energy Points in Logic and Memory2016

    • 著者名/発表者名
      Jun Shiomi, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera
    • 学会等名
      The 20th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information technologies
    • 発表場所
      京都リサーチパーク、京都府京都市
    • 年月日
      2016-09-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fully Digital On-Chip Memory Using Minimum Height Standard Cells for Near-Threshold Voltage Computing2016

    • 著者名/発表者名
      Jun Shiomi, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera
    • 学会等名
      International Workshop on Power and Timing Modeling, Optimization and Simulation
    • 発表場所
      Bremen, Germany
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 広範囲な動作性能領域においてエネルギー最小点追跡を可能にするオンチップメモリ2016

    • 著者名/発表者名
      塩見準、石原亨、小野寺秀俊
    • 学会等名
      情報処理学会DAシンポジウム
    • 発表場所
      山代温泉 ゆのくに天祥、石川県加賀市
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] プロセッサにおける電源電圧と基板電圧の同時調節によるエネルギー最小点追跡手法2016

    • 著者名/発表者名
      保木本修、石原亨、小野寺秀俊
    • 学会等名
      情報処理学会DAシンポジウム
    • 発表場所
      山代温泉 ゆのくに天祥、石川県加賀市
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 回路トポロジー可変なリングオシレータを用いたプロセス変動量と動作温度の推定方法2016

    • 著者名/発表者名
      岸本真、石原亨、小野寺秀俊
    • 学会等名
      情報処理学会DAシンポジウム
    • 発表場所
      山代温泉 ゆのくに天祥、石川県加賀市
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Minimum Energy Point Tracking Using Combined Dynamic Voltage Scaling and Adaptive Body Biasing2016

    • 著者名/発表者名
      Shu Hokimoto, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera
    • 学会等名
      IEEE International System-on-Chip Conference
    • 発表場所
      Seattle, USA
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Guidelines for Effective and Simplified Dynamic Supply and Threshold Voltage Scaling2016

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Takeshita, Tohru ISHIHARA, Hidetoshi Onodera
    • 学会等名
      International Symposium on VLSI Design, Automation and Test
    • 発表場所
      Hsinchu, Taiwan
    • 年月日
      2016-04-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CMOS LSIにおけるエネルギー最小点追跡のための電源電圧としきい値電圧の動的調節指針2016

    • 著者名/発表者名
      竹下俊宏, 塩見準,石原亨,小野寺秀俊
    • 学会等名
      情報処理学会 システムLSI設計技術研究会 研究報告, 2016-SLDM-175(32)
    • 発表場所
      福江文化会館、長崎県福江市
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Variability- and Correlation-Aware Logical Effort for Near-Threshold Circuit Design2016

    • 著者名/発表者名
      Jun Shiomi, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera
    • 学会等名
      International Symposium on Quality Electronic Design
    • 発表場所
      Santa Clara, California, USA
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Closed-Form Stability Model for Cross-Coupled Inverters Operating in Sub-Threshold Voltage Region2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Kamakari, Jun Shiomi, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera
    • 学会等名
      Asia and South Pacific Design Automation Conference
    • 発表場所
      Sands Cotai, Macau
    • 年月日
      2016-01-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Slew- and Variability-Aware Logical Effort for Near-Threshold Circuit Design2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Shiomi, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera
    • 学会等名
      International Workshop on Variability Modeling and Characterization
    • 発表場所
      San Jose, California, USA
    • 年月日
      2015-11-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] サブスレッショルド領域におけるラッチ回路の動作安定性モデル2015

    • 著者名/発表者名
      鎌苅竜也,塩見準,石原亨,小野寺秀俊
    • 学会等名
      情報処理学会DAシンポジウム2015
    • 発表場所
      温泉ゆのくに天祥、石川県加賀市
    • 年月日
      2015-08-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 統計的タイミングモデルに基づくニアスレッショルド回路のゲートサイジング2015

    • 著者名/発表者名
      塩見準,石原亨,小野寺秀俊
    • 学会等名
      情報処理学会DAシンポジウム2015
    • 発表場所
      温泉ゆのくに天祥、石川県加賀市
    • 年月日
      2015-08-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Practical Supply and Threshold Voltage Scaling for Energy Efficient Operation of Microprocessors2015

    • 著者名/発表者名
      Tohru Ishihara
    • 学会等名
      International Forum on Embedded MPSoC and Multicore
    • 発表場所
      Ventura, California, USA
    • 年月日
      2015-07-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Practical Supply and Threshold Voltage Scaling for Energy Efficient Operation of Microprocessors2015

    • 著者名/発表者名
      Tohru Ishihara
    • 学会等名
      International Forum on FDSOI IC Design
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2015-06-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] An impact of process variation on supply voltage dependence of logic path delay variation2015

    • 著者名/発表者名
      S. Nishizawa, T. Ishihara, H. Onodera
    • 学会等名
      International Symposium on VLSI Design, Automation and Test
    • 発表場所
      Hsinchu, Taiwan
    • 年月日
      2015-04-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Energy Reduction by Built-in Body Biasing with Single Supply Voltage Operation2015

    • 著者名/発表者名
      Norihiro Kamae, Akira Tsuchiya, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera
    • 学会等名
      International Symposium on Quality Electronic Design
    • 発表場所
      San Jose, California, USA
    • 年月日
      2015-03-03 – 2015-03-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ニアスレッショルド回路設計のための基本定理2015

    • 著者名/発表者名
      塩見準,石原亨,小野寺秀俊
    • 学会等名
      電子情報通信学会VLSI設計技術研究会
    • 発表場所
      沖縄県青年会館、沖縄県那覇市
    • 年月日
      2015-03-02 – 2015-03-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電源電圧としきい値電圧の同時最適化が集積回路の消費エネルギーに与える影響の解析2015

    • 著者名/発表者名
      竹下俊宏、西澤真一、Islam AKM Mahfuzul、石原 亨、小野寺秀俊
    • 学会等名
      電子情報通信学会VLSI設計技術研究会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス来往舎、神奈川県横浜市
    • 年月日
      2015-01-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Microarchitectural-Level Statistical Timing Models for Near-Threshold Circuit Design2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Shiomi, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera
    • 学会等名
      20th Asia and South Pacific Design Automation Conference
    • 発表場所
      幕張メッセ、千葉県千葉市
    • 年月日
      2015-01-19 – 2015-01-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A Lognormal Timing Model and Design Guidelines for Near-Threshold Circuits2014

    • 著者名/発表者名
      Jun Shiomi, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera
    • 学会等名
      International Workshop on Variability Modeling and Charactorization
    • 発表場所
      San Jose, California, USA
    • 年月日
      2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Design Methodology of Process Variation Tolerant D-Flip-Flops for Low Voltage Circuit Operation2014

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Nishizawa, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera
    • 学会等名
      IEEE International System-On-Chip Conference
    • 発表場所
      Las Vegas, Nevada, USA
    • 年月日
      2014-09-02 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Variation-Aware Flip-Flop Energy Optimization for Ultra Low Voltage Operation2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Kamakari, Shinichi Nishizawa, Tohru Ishihara, Hidetoshi Onodera
    • 学会等名
      IEEE International System-On-Chip Conference
    • 発表場所
      Las Vegas, Nevada, USA
    • 年月日
      2014-09-02 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] PLLの物理レイアウト自動生成を目指した設計手法2014

    • 著者名/発表者名
      釡江 典裕, 土谷 亮, 石原 亨, 小野寺 秀俊
    • 学会等名
      情報処理学会DAシンポジウム2014
    • 発表場所
      ホテル下呂温泉水明館、岐阜県下呂市
    • 年月日
      2014-08-28 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 製造ばらつきを考慮した極低電圧動作向けフリップフロップの設計手法2014

    • 著者名/発表者名
      鎌苅竜也,西澤真一,石原亨,小野寺秀俊
    • 学会等名
      情報処理学会DAシンポジウム2014
    • 発表場所
      ホテル下呂温泉水明館、岐阜県下呂市
    • 年月日
      2014-08-28 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電源電圧に応じてトランジスタサイズを最適化可能なセルライブラリの生成システム2014

    • 著者名/発表者名
      西澤真一, 石原 亨, 小野寺秀俊
    • 学会等名
      情報処理学会DAシンポジウム2014
    • 発表場所
      ホテル下呂温泉水明館、岐阜県下呂市
    • 年月日
      2014-08-28 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Near-Threshold Computing on Heterogeneous Multicore Architectures2014

    • 著者名/発表者名
      Tohru Ishihara
    • 学会等名
      14th International Forum on Embedded MPSoC and Multicore
    • 発表場所
      Margaux, France
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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