カオス・ボルツマン・マシンをべースとしたレザバーコンピューティングの高位合成実装－外部メモリへのデータ圧縮による疎行列乗算の大規模化と効率化－

• Item type: SIG Technical Reports(1)
• 公開日: 2023-11-10
• タイトル: カオス・ボルツマン・マシンをべースとしたレザバーコンピューティングの高位合成実装－外部メモリへのデータ圧縮による疎行列乗算の大規模化と効率化－
• タイトル / 言語: en
• タイトル: High-Level Synthesis Implementation of a Reservoir Computing based on Chaotic Boltzmann Machine－Improving scalability and efficiency of sparse matrix multiplication through a dedicated data compression in external memory－
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: FPGA応用
• 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: 株式会社アイヴィス
• 著者所属: 株式会社アイヴィス
• 著者所属: 株式会社アイヴィス
• 著者所属: 九州工業大学大学院生命体工学研究科
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): IVIS, Inc.
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): IVIS, Inc.
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): IVIS, Inc.
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Kyushu Institute of Technology
• 著者名: 松本, 茂樹; 市川, 湧希; 梶原, 信樹; 田向, 権
• 著者名(英): Shigeki, Matsumoto; Yuki, Ichikawa; Nobuki, Kajihara; Hakaru, Tamukoh
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 本稿では，多次元空間における粒子の複雑なダイナミクスを利用したカオス・ボルツマン・マシン・レザバー・コンピューティング（CBM-RC）の FPGA 実装について報告する．自律移動ロボットのセンサ情報予測等への適用を想定しており，レザバーは大規模なものとなる．そのため重み情報は FPGA 外部の大容量メモリに格納することを前提に実装方式を設計する．CBM-RC ノードの変化の特性，及び，大規模レザバーの重み行列は一般的には疎行列になることを考慮し，重み行列の効率的な圧縮方法と FPGA での並列演算による効率的な実装方式を提案する．AMD（Xilinx）社の Alveo U50 FPGA 上に，ニューロン数 8000 以上の CBM-RC を実現した．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: This paper reports on an FPGA implementation of Chaotic Boltzmann Machine Reservoir Computing (CBM-RC). The reservoir will be large-scale, as it is expected to be applied to sensor information prediction for autonomous mobile robots. Therefore, the method is designed with the premise that the weight information is stored in a large memory outside the FPGA. Considering both the characteristics of CBM-RC and the weight matrix of a large-scale reservoir is generally a sparse matrix, an efficient compression method for the weight matrix and a parallel processing system are developed. A CBM-RC with more than 8000 neurons is realized using AMD (Xilinx) Alveo U50 FPGA.
• 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 48, 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