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2021 年度 実績報告書

超効率近似計算アーキテクチャを実現する適応型アプロキシメイト・メモリシステム

研究課題

研究課題/領域番号 21J11687
研究機関東京大学

研究代表者

中村 朋生  東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
キーワード近似計算 / 計算機アーキテクチャ
研究実績の概要

2021年度の研究成果は、大きく分けて、(1) 提案アーキテクチャ評価環境の整備、(2) 提案アーキテクチャのプロトタイプ評価 の2点である。
(1) 提案アーキテクチャで用いる拡張命令の ISA およびにマイクロアーキテクチャ仕様を策定し、プロセッサシミュレータ上に実装した。加えて、上記 ISA に対応したコンパイラを構築し、ベンチマークスートである Axbench、Phoenix のプログラムをいくつか動作させた。さらに、提案アーキテクチャの一部を HDL 実装し、FPGA 上で論理合成した。
(2) 上述したプロセッサシミュレータ上で、作成したバイナリを動作させた。この評価を通じて、提案アーキテクチャによって、単一のバイナリを、動的に計算精度を変更しながら実行可能であることを示した。加えて、計算精度の変化に応じて、性能指標と計算誤差を単調に変化することを示した。また、提案アーキテクチャの HDL 実装を論理合成することで、追加したマイクロアーキテクチャモジュールによる回路増大オーバヘッドは数%程度であり、新たなクリティカルパスとならないことを示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画通り、以下の項目を達成することができた。
(1)シミュレータ上での実装を通じた提案アーキテクチャの要素技術の選定。
(2)既存のスケーラブルなアウトオブオーダーソフトコア実装をベースとした、選定した要素技術のソフトコア実装。

今後の研究の推進方策

ソフトコア上に実装した提案アーキテクチャをベースとして、プログラム実行中における近似積極度の制御を実装する。
その後、ユーザフィードバックに応じて近似積極度を制御した際の、実行速度・電力効率の評価を行う。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] 近似の積極性を動的制御可能なアーキテクチャのためのコンパイラフレームワーク2022

    • 著者名/発表者名
      冨田 和孝、中村 朋生、小泉 透、出川 祐也、入江 英嗣、坂井 修一
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 63 ページ: 1019~1028

    • DOI

      10.20729/00217606

    • 査読あり
  • [学会発表] Stochastic Iterative Approximation: Software/hardware techniques for adjusting aggressiveness of approximation2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Nakamura, Kazutaka Tomida, Shota Kohno, Hidetsugu Irie, Shuichi Sakai
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Computer Design (ICCD)
    • 国際学会
  • [学会発表] Accurate and Fast Performance Modeling of Processors with Decoupled Front-end2021

    • 著者名/発表者名
      Yuya Degawa, Toru Koizumi, Tomoki Nakamura, Ryota Shioya, Junichiro Kadomoto, Hidetsugu Irie, Shuichi Sakai
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Computer Design (ICCD)
    • 国際学会
  • [学会発表] T-SKID: Predicting When to Prefetch Separately from Address Prediction2021

    • 著者名/発表者名
      Toru Koizumi, Tomoki Nakamura, Yuya Degawa, Hidetsugu Irie, Shuichi Sakai, Ryota Shioya
    • 学会等名
      Design, Automation and Test in Europe Conference (DATE)
    • 国際学会
  • [学会発表] プロセッサ・シミュレータ「鬼斬弐」を基にしたマルチスレッドシミュレータの開発2021

    • 著者名/発表者名
      中村 朋生, 入江 英嗣, 坂井 修一
    • 学会等名
      第240回 システム・アーキテクチャ研究発表会
  • [学会発表] デルタ相関を用いたLSTMベースプリフェッチャ2021

    • 著者名/発表者名
      谷合 廣紀, 中村 朋生, 小泉 透, 出川 祐也, 入江 英嗣, 坂井 修一
    • 学会等名
      パターン認識・メディア理解研究会
  • [学会発表] 投機実行プロセッサにおける命令供給の研究2021

    • 著者名/発表者名
      出川 祐也, 中村 朋生, 小泉 透, 塩谷 亮太, 入江 英嗣, 坂井 修一
    • 学会等名
      The 5th cross-disciplinary Workshop on Computing Systems, Infrastructures, and Programming
  • [学会発表] ユーザ視線検出を用いた効率的な動的映像デコード手法2021

    • 著者名/発表者名
      河野 翔太, 中村 朋生, 門本 淳一郎, 入江 英嗣, 坂井 修一
    • 学会等名
      マルチメディア,分散,協調とモバイルシンポジウム

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公開日: 2022-12-28  

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