研究課題/領域番号 |
19H01105
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研究機関 | 九州大学 |
研究代表者 |
井上 弘士 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (80341410)
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研究分担者 |
松永 裕介 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (00336059)
田中 雅光 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (10377864)
岩下 武史 北海道大学, 情報基盤センター, 教授 (30324685)
谷本 輝夫 九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (60826353)
小野 貴継 九州大学, システムLSI研究センター, 准教授 (80756239)
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研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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キーワード | 超伝導コンピューティング / プロセッサ / アーキテクチャ |
研究実績の概要 |
本年度は主に、従来の設計開発資産を基本としSFQプロセッサの実現可能性の実証、設計技術の洗練、超高速実行を可能とする設計技術の確立、を目的として研究開発を進めた。特に、昨年度まではゲートレベルパイプライン型プロセッサの最高動作速度が30GHz程度であったのに対し、本年度は50GHzを越える設計試作に成功した。同じ設計思想を用いて100GHzで動作する加算器の実証にも成功している。ここでは、事前にある程度のセル配置とクロックラインの配置を決定しておき、これに対して回路を適切にマッピングする方式をとった。また、低電圧技術を洗練して50GHz越の動作速度であるにも関わらず消費電力を大幅に削減できる乗算回路の設計にも成功した。加えて、ハードウェア利用率を改善し、データレベル並列性を活用するための可変ビット幅演ベクトル演算器を考案し、そのアーキテクチャ設計、回路設計、ならびに、チップ試作を行った。その結果、50GHzを越える世界初のゲートレベルパイプライン型ビット幅可変演算器の動作実証に成功した。高速SFQ設計技法としては、複数のクロック供給方式を整理し、これらを組合わせたハイブリッド型を含む高速SFQ回路の設計法(特に、クロック信号供給法)を体系化した。これは、今後のSFQ回路の設計指針に大きな影響を与える成果である。これらの研究成果に加え、将来の応用として量子コンピュータでのSFQ回路利用(誤り訂正符号や制御などの周辺回路として)も検討を進め、将来の更なる可能性を見いだすことができた。なお、本研究成果の一つであるマルチバンク型SFQシフトレジスタメモリを導入したアクセラレータ(ゲートレベルパイプライン構造を導入)は、米国科学雑誌であるMicroでのTop Picks 2020 に選出され、世界的な評価を得ることができた。
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現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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