Uncertainty Tolerant Computing using Error-Prone High-Bandwidth Optical Communication

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H01106
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 60:Information science, computer engineering, and related fields
• Research Institution: National Institute of Informatics
• Principal Investigator: Koibuchi Michihiro 国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 教授 (40413926)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中野 浩嗣 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (30281075) ; 天野 英晴 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (60175932) ; 松谷 宏紀 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (70611135) ; 石井 紀代 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 上級主任研究員 (90612177)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 相互結合網 / Approximateコンピューティング / 光通信 / 計算機システム・ネットワーク / データセンター

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to significantly improve the performance of approximate computation using uncertainty-tolerant computing systems.We obtained two research outputs: the design of uncertainty-tolerant computing systems and the uncertainty-tolerant algorithmics.In the study of the uncertainty-tolerant computing system, we presented network architecture using the uncertainty-tolerant concept and parallel and distributed system architecture using approximate in-network processing.In the study of uncertainty-tolerant algorithmics, we investigated the case studies for a bloom filter and other applications and illustrated their efficiency.

Free Research Field

計算機システム・ネットワーク

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

NP困難な問題に対して近似率が定数、あるいは任意の近似率に対する多項式時間アルゴリズムについて「完璧に動作する」コンピュータのモデルを対象とした先行研究は多数存在する。
しかし、これらはエラーを許容する不確実容認計算機システムにおける近似アルゴリズミクスとは一線を画したものである。開発した不確実容認計算アルゴリズミクスは高速性、精度の両面において効果が認められ、学術的意義が高い。
不確実容認コンピューティングは、成熟度の低いデバイスを計算機システムに利用することを可能にする基盤技術であるため応用範囲が広い。