| 講演名 | 2021-01-19 低消費電力単一磁束量子回路の動作周波数の調査 国吉 真波(名大), 村瀬 健(名大), 長岡 一起(名大), 田中 雅光(名大), 山下 太郎(名大), 藤巻 朗(名大), |
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| 抄録(和) | 単一磁束量子回路の低消費電力化するうえで、ジョセフソン接合の臨界電流値や回路のバイアス電圧を下げることは有効な手法であるが、これらはセットアップタイムやホールドタイムといったタイミングパラメータの揺らぎを増加させ、回路動作の高速性や安定性の低下を招く。本稿では、臨界電流やバイアス電圧を下げた時のタイミングパラメータを解析するとともに、それらの結果をもとに消費電力、動作周波数、ビット誤り率の間にあるトレードオフを明らかにした。フルアダーを用いた解析において、臨界電流値やバイアス電圧を従来の1?16まで下げた場合の動作周波数への影響を調査し、エネルギー効率はそれぞれ7.20倍と9.04倍になると見積もられた。また、同程度の低消費電力を達成する場合、これらを組み合わせた方が、より高周波での動作が可能であり、高いエネルギー効率を得られる。 |
| 抄録(英) | To reduce the power consumption of single-flux-quantum circuits, it is an effective method to reduce the critical currents of the Josephson junctions or the bias voltage of the circuit. However, these increase the fluctuation of timing parameters, such as setup time and hold time. It causes a decrease in clock frequencies and stability of circuit operation. In this paper, we analyzed the timing parameters when either the critical currents or bias voltage, or both were lowered and clarified the trade-off between power consumption, operating frequency, and bit error rates. In the analysis on a full adder, we examined the operating frequencies, and estimated that the energy efficiency would be improved 7.20 times or 9.04 times, respectively, by lowering the critical currents or bias voltage to 1?16 of the conventional values. Further, higher operating frequencies with high energy efficiency were obtained by combining them when we targeted comparable power reduction. |
| キーワード(和) | 単一磁束量子回路 / エネルギー効率 / ビット誤り率 / 低消費電力 / タイミングパラメータ |
| キーワード(英) | Single-flux-quantum circuits / Energy-efficiency / Bit error rate / Low-power consumption / Timing parameter |
| 資料番号 | SCE2020-22 |
| 発行日 | 2021-01-12 (SCE) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SCE |
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| 開催期間 | 2021/1/19(から1日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | 信号処理基盤技術及び応用、一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 神代 暁(産総研) |
| 委員長氏名（英） | Satoshi Kohjiro(AIST) |
| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | 三木 茂人(NICT) / 藤井 剛(産総研) |
| 幹事氏名（英） | Shigehito Miki(NICT) / Go Fujii(AIST) |
| 幹事補佐氏名（和） | 赤池 宏之(大同大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Hiroyuki Akaike(Daido Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Superconductive Electronics |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 低消費電力単一磁束量子回路の動作周波数の調査 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Investigation of Operating Frequency of Low-Power Single-Flux-Quantum Circuits |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 単一磁束量子回路 / Single-flux-quantum circuits |
| キーワード(2)（和/英） | エネルギー効率 / Energy-efficiency |
| キーワード(3)（和/英） | ビット誤り率 / Bit error rate |
| キーワード(4)（和/英） | 低消費電力 / Low-power consumption |
| キーワード(5)（和/英） | タイミングパラメータ / Timing parameter |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 国吉 真波 / Manami Kuniyoshi |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 村瀬 健 / Ken Murase |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 長岡 一起 / Ikki Nagaoka |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 田中 雅光 / Masamitsu Tanaka |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 山下 太郎 / Taro Yamashita |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 藤巻 朗 / Akira Fujimaki |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 発表年月日 | 2021-01-19 |
| 資料番号 | SCE2020-22 |
| 巻番号（vol） | vol.120 |
| 号番号（no） | SCE-313 |
| ページ範囲 | pp.30-35(SCE), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2021-01-12 (SCE) |