単一磁束量子回路向けマイクロプロセッサのアーキテクチャ探索

• Item type: Journal(1)
• 公開日: 2017-03-15
• タイトル: 単一磁束量子回路向けマイクロプロセッサのアーキテクチャ探索
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Exploring Design Space of a Single-flux-quantum Microprocessor
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: [特集：2020年に向けた情報処理技術] マイクロプロセッサ，単一磁束量子，SFQ回路，ジョセフソン接合，低消費電力，高性能
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
• 資源タイプ: journal article
• 著者所属: 九州大学
• 著者所属: 名古屋大学
• 著者所属: 九州大学
• 著者所属: 九州大学
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Kyushu University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Nagoya University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Kyushu University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Kyushu University
• 著者名: 石田, 浩貴; 田中, 雅光; 小野, 貴継; 井上, 弘士
• 著者名(英): Koki, Ishida; Masamitsu, Tanaka; Takatsugu, Ono; Koji, Inoue
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 近年，CMOSマイクロプロセッサは消費電力の問題のため動作周波数の向上が頭打ちとなっている．この問題に対し，我々はCMOS集積回路が直面している消費電力問題を根本的に解決する特徴を原理的に有している単一磁束量子（SFQ: Single-Flux-Quantum）回路を用いた超高性能マイクロプロセッサに着目した．本論文では，SFQマイクロプロセッサの実現に向け，それに適したアーキテクチャを検討した．得られた検討結果に基づきSFQマイクロプロセッサを論理設計し，性能および消費電力を見積もりCMOSマイクロプロセッサと定量的に比較した．その結果，設計したSFQマイクロプロセッサは，最大でCMOSマイクロプロセッサ・モデルの約35倍の性能を1.46Wという低消費電力で達成する可能性があることが分かった．また，回路面積をSFQに適したアーキテクチャの実装前と比較したところ，3.58倍になることが明らかになった．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: CMOS microprocessors have been facing a limitation for clock speed improvement because of increasing computing power. Using SFQ (Single-Flux-Quantum) devices and circuits is a promising way to solve the power wall problem. In this paper, we explore architecture design space of SFQ microprocessors to exploit SFQ potential. In addition, we estimate performance, area, and power consumption of the proposed SFQ microprocessor based on gate-level logic design. The results show that the SFQ microprocessor is able to outperform a CMOS microprocessor model by 35X with 1.46W. Moreover, the area of the SFQ microprocessor is 3.58X larger than a baseline SFQ microprocessor.
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AN00116647
• 書誌情報: 情報処理学会論文誌; 巻 58, 号 3, p. 629-643, 発行日 2017-03-15
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 1882-7764