ストカスティックコンピューティングにおけるレイテンシ削減のための線形FSMの並列実装の解析と改良

• Item type: SIG Technical Reports(1)
• 公開日: 2023-11-10
• タイトル: ストカスティックコンピューティングにおけるレイテンシ削減のための線形FSMの並列実装の解析と改良
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Analysis and Improvement of the Parallel Implementation of Linear FSMs for Reducing the Latency in Stochastic Computing
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: ハードウェアセキュリティ，VLSI実装技術
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_18gh
• 資源タイプ: technical report
• 著者所属: 広島市立大学大学院情報科学研究科
• 著者所属: 広島市立大学大学院情報科学研究科
• 著者所属: 広島市立大学大学院情報科学研究科
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Graduate School of Information Sciences, Hiroshima City University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Graduate School of Information Sciences, Hiroshima City University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Graduate School of Information Sciences, Hiroshima City University
• 著者名: 岡原, 康太; 市原, 英行; 井上, 智生
• 著者名(英): Kota, Okahara; Hideyuki, Ichihara; Tomoo, Inoue
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 確率的な計算手法であるストカスティックコンピューティング（SC）では，線形有限状態機械（線形 FSM）を用いることで絶対値関数などの 1 入力関数を近似計算できる．線形 FSM を用いた SC の高速化のために線形 FSMを並列実装し，並列化による精度の低下を，補助回路を用いて入力値の推定と線形 FSM の初期状態を制御することで，抑制する手法が提案されている．本研究では，この線形 FSM の並列実装の詳細設計を行い，入力値の推定に必要なサイクル数が演算精度と回路面積に与える影響を明らかにする．さらに，演算精度の向上を目的とした，多入力線形 FSM を用いた並列実装法を提案する．計算機実験では，提案する並列実装法を用いることで，並列実装を行わない場合と同程度の演算精度を，短い推定サイクル数で達成できることを示す．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: In stochastic computing, which is a computational method with probabilities, various one-input functions, such as absolute value function, hyperbolic tangent function and so on, can be approximately calculated with linear finite state machines (linear FSMs). To reduce the latency of stochastic computing with linear FSMs, a parallel implementation method, in which several linear FSMs are implemented in parallel and the initial states of the linear FSMs are controlled so as to increase the calculation accuracy, has been proposed. In this study, we clarify the detailed design of the parallel implementation of linear FSMs and unveil the effect of the number of the cycles required to estimate the input values to the calculation accuracy and the circuit area size. Moreover, we propose a novel implementation method with multi-input linear FSMs in order to achieve more accurate calculation. Experimental analysis shows that the proposed parallel implementation method can attain the high calculation accuracy, which is equivalent to that single linear FSMs can achieve, with a few estimation cycles and small hardware cost.
• 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: AA11451459
• 書誌情報: 研究報告システムとLSIの設計技術（SLDM）; 巻 2023-SLDM-204, 号 21, p. 1-6, 発行日 2023-11-10
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 2188-8639
• Notice: SIG Technical Reports are nonrefereed and hence may later appear in any journals, conferences, symposia, etc.
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会