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2019 年度 実績報告書

次世代ストカスティックコンピューティング回路のための3つの要素技術とCAD技術

研究課題

研究課題/領域番号 16K00080
研究機関広島市立大学

研究代表者

市原 英行  広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (50326427)

研究期間 (年度) 2016-10-21 – 2020-03-31
キーワードStochastic Computing / Approximate Computing / 計算機システム / Dependable Computing
研究実績の概要

デジタル回路で確率的に演算を行うストカスティックコンピューティング(SC)用回路の設計に関する研究を行っている.本年度は,昨年度の計画どおり,当初から予定していた要素技術(1)と昨年度派生したテーマ(派生テーマ)について実績をあげた.
要素技術(1)はSC回路の耐故障設計技術に関する研究である.具体的には,線形有限状態機械(線形FSM) に基づくSC 回路の耐過渡故障性に着目し,SC 回路の耐過渡故障性を向上するために線形FSMの状態をストカスティック数により符号化する手法を提案している.本年度はこの符号化アルゴリズムを改良し,大幅に耐故障性を向上することを可能とした.本年度は,これまでの要素技術(1)の成果を積極的に発表しており,電子情報通信学会機能集積情報システム研究会や国際会議IEEE International Symposium on Defect and Fault Tolerance in VLSI and Nanotechnology Systemsでの研究報告,電子情報通信学会の英文論文誌Aや海外雑誌 ELSEVIER Microelectronics Reliabilityへの論文投稿を行った.
一方,派生テーマであるSC回路に基づくニューラルネットワーク(NN)の研究もさらに押し進めた.NNのニューロン内の活性化関数で用いられるシグモイド関数を,線形FSMで実現する手法において,その演算精度に影響を与える要素である,状態数,ストカスティック数長,入力ストカスティック数の無作為性(randomness)に着目し,これらが演算精度に与える特徴を明らかにした.この結果は,SCに基づくNNの設計に適切な指針を与える.研究成果はFTC研究会で報告を行った.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] ストカスティックコンピューティングにおけるシグモイド関数実装法に関する考察2020

    • 著者名/発表者名
      可児冬弥, 瀬戸信明, 市原英行, 岩垣剛, 井上智生
    • 学会等名
      FTC研究会
  • [学会発表] 線形有限状態機械に基づくストカスティック回路の耐過渡故障設計について2019

    • 著者名/発表者名
      市原英行, 前田有希, 福田基, 岩垣剛, 井上智生
    • 学会等名
      機能集積情報システム研究会
  • [学会発表] State Encoding with Stochastic Numbers for Transient Fault Tolerant Linear Finite State Machines2019

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Ichihara, Yuki Maeda, Tsuyoshi Iwagaki, Tomoo Inoue
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Defect and Fault Tolerance in VLSI and Nanotechnology Systems
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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