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J-GLOBAL ID：201902273083916550   整理番号：19A2004378

光アプロキシメートコンピューティングの実現に向けた電力性能解析

著者 (10件)： 川上哲志 (九大 大学院システム情報科学研究院) ,  谷本輝夫 (九大 情報基盤研究開発セ) ,  北翔太 (NTT ナノフォトニクスセ) ,  北翔太 (NTT 物性科学基礎研) ,  新家昭彦 (NTT ナノフォトニクスセ) ,  新家昭彦 (NTT 物性科学基礎研) ,  小野貴継 (九大 大学院システム情報科学研究院) ,  納富雅也 (NTT ナノフォトニクスセ) ,  納富雅也 (NTT 物性科学基礎研) ,  井上弘士 (九大 大学院システム情報科学研究院)
資料名： 情報処理学会研究報告(Web)  (IPSJ Technical Report (Web))
巻： 2019  号： ARC-237  ページ： Vol.2019-ARC-237,No.28,1-8 (WEB ONLY)  発行年： 2019年07月17日 
JST資料番号： U0451A  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： ナノフォトニックデバイスは光を情報媒体として扱う性質上,極めて突出した利点(極低レイテンシ,低損失,高い耐雑音性,および,広い帯域幅)を有する反面,集積度の低さや電/光・光/電変換(電力・時間)コストの高さといった問題がある.このような特異なデバイスを活用し効率的なコンピュータシステムを構築するには,デバイスの利点の最大化と欠点の隠蔽をシステムレベルで達成する必要があり,デバイス・アーキテクチャ・ソフトウェアを協調設計が極めて重要となる.本稿では,効率的な光コンピュータの実現に向けて,アプロキシメートコンピューティング応用に着目し光アナログ行列ベクトル乗算器のスループット,消費電力,計算精度の性能モデルを示す.性能モデルベースの評価結果は,光コンピュータの電力効率限界のみならず,どのパラメータが電力効率に大きく寄与しているかも示唆する.さらに,光コンピュータのハードウェアレベルのノイズが,アプリケーションレベルの最終出力精度に与える影響をシミュレーションで評価する.これらの結果と性能モデルは,光コンピュータの電力効率と精度の間の複雑なトレードオフを明確化し,システム階層を跨いだ協調設計の指針となる.(著者抄録)

シソーラス用語： 光学素子 ,  *光計算機 ,  工学 ,  *計算 ,  *電力効率 ,  性能分析 ,  *乗算器 ,  精度 ,  システム設計 ,  トレードオフ ,  計算精度 ,  光コンピューティング ,  コデザイン
準シソーラス用語： *アナログ乗算器 ,  *アプロキシメートコンピューティング ,  ナノフォトニクス ,  協調設計 ,  光デバイス

分類 (1件)： その他の計算機  (JC06020B)

引用文献 (25件)：

• Akiyama, S., Baba, T., Imai, M., Akagawa, T., Takahashi, M., Hirayama, N., Takahashi, H., Noguchi, Y., Okayama, H., Horikawa, T. et al.: 12.5-Gb/s operation with 0.29-V・cm V π L using silicon Mach-Zehnder modulator based-on forward-biased pin diode, Optics express, Vol. 20, No. 3, pp. 2911-2923 (2012).
• Cartwright, S.: New optical matrix-vector multiplier, Applied optics, Vol. 23, No. 11, pp. 1683-1684 (1984).
• Chen, Y., Luo, T., Liu, S., Zhang, S., He, L., Wang, J., Li, L., Chen, T., Xu, Z., Sun, N. et al.: Dadiannao: A machine-learning supercomputer, Proceedings of the 47th Annual IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture, IEEE Computer Society, pp. 609-622 (2014).
• Chi, P., Li, S., Qi, Z., Gu, P., Xu, C., Zhang, T., Zhao, J., Liu, Y., Wang, Y. and Xie, Y.: PRIME: A Novel Processing-In-Memory Architecture for Neural Network Computation in ReRAM-based Main Memory, Proceedings of ISCA, Vol. 43 (2016).
• Clements, W. R., Humphreys, P. C., Metcalf, B. J., Kolthammer, W. S. and Walmsley, I. A.: An Optimal Design for Universal Multiport Interferometers, arXiv preprint arXiv:1603.08788 (2016).

タイトルに関連する用語 (1件)： 性能解析