| 研究実績の概要 |
インターネットに接続する機器数の飛躍的増加に伴い，高速・高信頼なネットワークが必須になる一方，従来のContent-Addressable Memory(CAM)によるInternet protocol(IP)ルータのパケット処理LSIでは，総当り検索のためIPアドレス数の増加に伴い，その消費電力が膨大になってしまう．この問題を解決するために，本年度は確率的演算に基づくSparse clustered network(SCN)の活用により，IPパケット処理LSIの大幅な低電力化を実現する，検索アルゴリズムの考案及び具体的なアプリケーション下での性能評価を行った．
SCNは入力データ（パケット）に関連する記憶データのみの検索を行う部分検索で，総当り検索を行う従来CAMと同等の検索を行うことが可能でなるため, 検索に係る処理を大幅に削減出来る可能性がある．そこで，2000パターンのデータを検索可能な検索エンジン用アルゴリズムをSCNで実現した結果，従来CAM実現と比較して，処理時間を8.6倍高速に出来ることが分かった（IIEE SIPS, pp.133-138, Oct. 2014.）．
さらに，そのアルゴリズムのハードウェア実装を行い性能評価を行った．ハードウェア実装には90 nm CMOSプロセスに加えて，不揮発性素子であるMagnetic-Tunnel-Junction(MTJ)を活用した．不揮発性素子であるMTJをデータの記憶部分に用いることで，検索を行わない際にLSIの電源を完全にOFFにすることが出来るため，CMOSに起因する静的電力を大幅に削減可能になる．その結果，従来CAM実現と比較して，89%のエネルギー削減が可能となった（IEEE JETCAS, vol. 4, no. 4, pp. 460-474, 2014. ）．
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