| 講演名 | 2024-01-23 [Invited Talk] Research on Novel Binary Neural Processing Elements Using Single Flux Quantum Circuits 韓 澤宇(横浜国大), 李 宗元(横浜国大), 山梨 裕希(横浜国大), 吉川 信行(横浜国大), |
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| 抄録(和) | |
| 抄録(英) | Superconducting convolutional neural networks, based on single flux quantum (SFQ) circuits, hold significant potential due to their high-speed operation and low power consumption. However, the floating-point multiply and accumulate (MAC) operations used in neural networks are challenging to implement due to the limitations of the integration density of the current SFQ circuit fabrication process. The binary neural network transforms the floating-point MAC operations into exclusive-NOR (XNOR) and bitcount operations by binarizing the weights of the neural networks and the input feature values. Our proposed processing elements (PEs) introduce novel solutions to enhance the circuit area efficiency from two key perspectives. Firstly, the implementation of an in-memory XNOR gate enables efficient in-memory computation, minimizing data transmission between memory and the PE. Secondly, the transformation of the bitcount operation into time-domain addition results in a circuits area reduction. We simulated and estimated the proposed binary in-memory and time-domain PEs which don’t need the weights buffer and have ability to reduce approximate 60% circuits area for the 3x3 binary convolution circuits. |
| キーワード(和) | |
| キーワード(英) | Binary Neural NetworkProcessing ElementsSingle Flux Quantum Circuits |
| 資料番号 | SCE2023-23 |
| 発行日 | 2024-01-16 (SCE) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SCE |
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| 開催期間 | 2024/1/23(から1日開催) |
| 開催地（和） | 機械振興会館 |
| 開催地（英） | Kikai-Shinko-Kaikan Bldg. |
| テーマ（和） | 超伝導エレクトロニクス一般 |
| テーマ（英） | Superconducting Electronics |
| 委員長氏名（和） | 三木 茂人(NICT) |
| 委員長氏名（英） | Shigehito Miki(NICT) |
| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | 小山 大介(金沢工大) / 高木 一義(三重大) |
| 幹事氏名（英） | Daisuke Oyama(Kanazawa Inst. of Tech.) / Kazuyoshi Takagi(Mie Univ.) |
| 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 | ENG |
| タイトル（和） | |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | [Invited Talk] Research on Novel Binary Neural Processing Elements Using Single Flux Quantum Circuits |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | / Binary Neural NetworkProcessing ElementsSingle Flux Quantum Circuits |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 韓 澤宇 / Zeyu Han |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 横浜国立大学(略称：横浜国大) Yokohama National University(略称：Yokohama National Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 李 宗元 / Zongyuan Li |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 横浜国立大学(略称：横浜国大) Yokohama National University(略称：Yokohama National Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 山梨 裕希 / Yamanashi Yuki |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 横浜国立大学(略称：横浜国大) Yokohama National University(略称：Yokohama National Univ.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 吉川 信行 / Yoshikawa Nobuyuki |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 横浜国立大学(略称：横浜国大) Yokohama National University(略称：Yokohama National Univ.) |
| 発表年月日 | 2024-01-23 |
| 資料番号 | SCE2023-23 |
| 巻番号（vol） | vol.123 |
| 号番号（no） | SCE-353 |
| ページ範囲 | pp.1-6(SCE), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2024-01-16 (SCE) |