| 講演名 | 2015-03-04 ルックアップテーブルを用いたapproximate computing向けアーキテクチャの実装と評価(高性能化手法,システムオンシリコンを支える設計技術) 杉山 翔一郎, タンビア アーメド, 原 祐子, |
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| 抄録(和) | これまで、計算機の高性能化に関して、様々な手法が提案されてきたが、そのほとんどは「計算機は常に正しい処理をする」ということを前提している。しかし、スマートフォンなどのディスプレイやスピーカーなどからの最終出力は、完全に正確ではない人間の五感によって知覚され、それらには妥協できる誤差の範囲がある。本論文では、アプリケーションの許容誤差(approximate computing)を活用して、実行命令数を削減するアーキテクチャを提案する。アプリケーション内のループ構造に着目し、過去のイタレーションの既計算結果をルックアップテーブルと呼ばれる小さなメモリに保存し、過去と現イタレーションで扱うデータが十分近い場合には、保存されている結果を再利用する。本研究では、シングルコアのMIPSアーキテクチャに提案手法を適用した。実験により、Xilinx社のFPGA (Zynq XC7Z045-2)を使用した場合、レジスタ数が1.0%、LUT数が2.9%の増加と非常に小さい回路面積のオーバーヘッドで、高い性能改善を実現できることを示す。 |
| 抄録(英) | Various techniques have been proposed for improving the computation performance so far, where correct computations have been always expected. Recently, however, we observe that some errors would be acceptable depending on the applications, e.g., image and audio processing whose output is perceived by human's five sense. In this paper, exploiting such features of acceptable errors or approximate computing, we propose an architecture which reduces the instructions to be executed. Focusing on the fact that many applications for which approximate computing can be applied contain loop structures, we explore the chance of reusing results computed in the previous iteration if the input data to the loop is close enough between the previous and current iterations. The structure is realized by using a small memory called Lookup Table. In our evaluation, our technique was applied to a single-core MIPS processor on Xilinx FPGA Zynq XC7Z045-2, which demonstrated good speedup with small area overhead (i.e., an increase in registers by 1.0% and LUTs by 2.9%). |
| キーワード(和) | Approximate computing / データ再利用 / ルックアップテーブル |
| キーワード(英) | Approximate computing / Data reuse / Lookup Table |
| 資料番号 | VLD2014-183 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | VLD |
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| 開催期間 | 2015/2/23(から1日開催) |
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| 委員長氏名（和） | |
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| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | VLSI Design Technologies (VLD) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ルックアップテーブルを用いたapproximate computing向けアーキテクチャの実装と評価(高性能化手法,システムオンシリコンを支える設計技術) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Implementation and Evaluation of Architecture Using Lookup Table for Approximate Computing |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | Approximate computing / Approximate computing |
| キーワード(2)（和/英） | データ再利用 / Data reuse |
| キーワード(3)（和/英） | ルックアップテーブル / Lookup Table |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 杉山 翔一郎 / Shoichiro Sugiyama |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京工業大学 Tokyo Institute of Technology |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | タンビア アーメド / Ahmed Tanvir |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京工業大学 Tokyo Institute of Technology |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 原 祐子 / Yuko Hara-Azumi |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 東京工業大学:JST PRESTO Tokyo Institute of Technology:JST PRESTO |
| 発表年月日 | 2015-03-04 |
| 資料番号 | VLD2014-183 |
| 巻番号（vol） | vol.114 |
| 号番号（no） | 476 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |