| 講演名 | 2015-12-03 単一磁束量子回路を用いたマイクロプロセッサの論理設計 石田 浩貴(九大), 津秦 伴紀(九大), 田中 雅光(名大), 小野 貴継(九大), 井上 弘士(九大), |
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| 抄録(和) | 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．そして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の設計法針を定めた．本稿では，定めた設計方針にしたがってSFQ マイクロプロセッサを論理設計し，性能，面積，消費電力を見積もった．その結果，設計したSFQマイクロプロセッサはCMOSマイクロプロセッサの約56倍の性能となり，1 命令の実行に必要な平均消費エネルギーは約1/5000 に削減できる可能性があることが分かった． |
| 抄録(英) | CMOS microprocessors have been facing a limitation for clock speed improvement because of increasingcomputing power. Using SFQ (Single-Flux-Quantum) devices and circuits is a promising way to solve the power wall problem. In a previous study, we have suggested proper archtecture to design SFQ microprocessor. Thispaper designs an SFQ microprocessor and assesses in terms of clock frequencies, area, and power consumption. The evaluation results show that an SFQ microprocessor clock speed passed 222Ghz and 56 times faster thanCMOS microprocessor. Moreover, the SFQ microprocessor consumes only 1/5000 of energy compared to CMOSmicroprocessor. |
| キーワード(和) | マイクロプロセッサ / 単一磁束量子回路 / 高性能 / 低消費電力 |
| キーワード(英) | Microprocessor / Single-Flux-Quantum Circuit / High Performance / Low Power |
| 資料番号 | CPSY2015-73 |
| 発行日 | 2015-11-24 (CPSY) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | VLD / DC / IPSJ-SLDM / CPSY / RECONF / ICD / CPM |
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| 開催期間 | 2015/12/1(から3日開催) |
| 開催地（和） | 長崎県勤労福祉会館 |
| 開催地（英） | Nagasaki Kinro Fukushi Kaikan |
| テーマ（和） | デザインガイア2015 -VLSI設計の新しい大地- |
| テーマ（英） | Design Gaia 2015 -New Field of VLSI Design- |
| 委員長氏名（和） | 松永 裕介(九大) / 金川 信康(日立) / 福井 正博(立命館大) / 中島 康彦(奈良先端大) / 渡邊 実(静岡大) / 藤島 実(広島大) / 野毛 悟(沼津高専) |
| 委員長氏名（英） | Yusuke Matsunaga(Kyushu Univ.) / Nobuyasu Kanekawa(Hitachi) / Masahiro Fukui(Ritsumeikan Univ.) / Yasuhiko Nakashima(NAIST) / Minoru Watanabe(Shizuoka Univ.) / Minoru Fujishima(Hiroshima Univ.) / Satoru Noge(Numazu National College of Tech.) |
| 副委員長氏名（和） | 竹中 崇(NEC) / 井上 美智子(奈良先端大) / / 中野 浩嗣(広島大) / 入江 英嗣(東大) / 本村 真人(北大) / 柴田 裕一郎(長崎大) / 日高 秀人(ルネサス エレクトロニクス) / 廣瀬 文彦(山形大) |
| 副委員長氏名（英） | Takashi Takenana(NEC) / Michiko Inoue(NAIST) / / Koji Nakano(Hiroshima Univ.) / Hidetsugu Irie(Univ. of Tokyo) / Masato Motomura(Hokkaido Univ.) / Yuichiro Shibata(Nagasaki Univ.) / Hideto Hidaka(Renesas) / Fumihiko Hirose(Yamagata Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 冨山 宏之(立命館大) / 福田 大輔(富士通研) / 岩田 浩司(鉄道総研) / 吉村 正義(京都産大) / 横山 昌生(シャープ) / 高島 康裕(北九州市大) / 西出 岳央(東芝) / 三吉 貴史(富士通研) / 鯉渕 道紘(NII) / 山田 裕(東芝) / 山口 佳樹(筑波大) / 吉田 毅(広島大) / 小舘 淳一(NTT) / 岩田 展幸(日大) |
| 幹事氏名（英） | Hiroyuki Tomiyama(Ritsumeikan Univ.) / Daisuke Fukuda(Fujitsu Labs.) / Koji Iwata(RTRI) / Masayoshi Yoshimura(Kyoto Sangyo Univ.) / Masao Yokoyama(Sharp) / Yasuhiro Takashima(Kitakyushu City Univ.) / Takeo Nishide(Toshiba) / Takashi Miyoshi(Fujitsu Labs.) / Michihiro Koibuchi(NII) / Yutaka Yamada(Toshiba) / Yoshiki Yamaguchi(Univ. of Tsukuba) / Takeshi Yoshida(Hiroshima Univ.) / Junichi Kodate(NTT) / Nobuyuki Iwata(Nihon Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 谷口 一徹(立命館大) / / / 高前田 伸也(奈良先端大) / 大川 猛(宇都宮大) / 谷川 一哉(広島市大) / 三好 健文(イーツリーズ・ジャパン) / 高宮 真(東大) / 岩崎 裕江(NTT) / 橋本 隆(パナソニック) / 伊藤 浩之(東工大) / 範 公可(電通大) / 坂本 尊(NTT) / 中村 雄一(豊橋技科大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Ittetsu Taniguchi(Ritsumeikan Univ.) / / / Shinya Takameda(NAIST) / Takeshi Ohkawa(Utsunomiya Univ.) / Kazuya Tanikagawa(Hiroshima City Univ.) / Takefumi Miyoshi(e-trees.Japan) / Makoto Takamiya(Univ. of Tokyo) / Hiroe Iwasaki(NTT) / Takashi Hashimoto(Panasonic) / Hiroyuki Ito(Tokyo Inst. of Tech.) / Pham Konkuha(Univ. of Electro-Comm.) / Takashi Sakamoto(NTT) / Yuichi Nakamura(Toyohashi Univ. of Tech.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on VLSI Design Technologies / Technical Committee on Dependable Computing / Special Interest Group on System and LSI Design Methodology / Technical Committee on Computer Systems / Technical Committee on Reconfigurable Systems / Technical Committee on Integrated Circuits and Devices / Technical Committee on Component Parts and Materials |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 単一磁束量子回路を用いたマイクロプロセッサの論理設計 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Logic Design of A Single-Flux-Quantum Microprocessor |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | マイクロプロセッサ / Microprocessor |
| キーワード(2)（和/英） | 単一磁束量子回路 / Single-Flux-Quantum Circuit |
| キーワード(3)（和/英） | 高性能 / High Performance |
| キーワード(4)（和/英） | 低消費電力 / Low Power |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 石田 浩貴 / Koki Ishida |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 九州大学(略称：九大) Kyushu University(略称：Kyushu Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 津秦 伴紀 / Tomonori Tsuhata |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 九州大学(略称：九大) Kyushu University(略称：Kyushu Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 田中 雅光 / Masamitsu Tanaka |
| 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） | 小野 貴継 / Takatsugu Ono |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 九州大学(略称：九大) Kyushu University(略称：Kyushu Univ.) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 井上 弘士 / Koji Inoue |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 九州大学(略称：九大) Kyushu University(略称：Kyushu Univ.) |
| 発表年月日 | 2015-12-03 |
| 資料番号 | CPSY2015-73 |
| 巻番号（vol） | vol.115 |
| 号番号（no） | CPSY-342 |
| ページ範囲 | pp.69-74(CPSY), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2015-11-24 (CPSY) |