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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2023-07-06 11:00 誤り検出と冗長救済によるメモリスタ超次元コンピューティング推論アクセラレータの長寿命化 ○岩崎哲朗・新谷道広（京都工繊大）  CAS2023-5 VLD2023-5 SIP2023-21 MSS2023-5 |
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| 抄録 | （和） | 数千から数万の超次元ベクトルにマッピングすることで様々な認知タスクを軽量に処理する超次元コンピューティング（Hyperdimensional computing，HDC）をメモリスタで実装することで，エッジコンピューティング向けの高効率な推論器の実現が期待されている．一方，メモリスタはシリコン材料に比べて長期信頼性に課題があることが指摘されており，高信頼化設計を行うことが必須である．本稿では，メモリスタで実装した HDC 推論器に向けた高信頼化設計手法を提案し長寿命化を図る．具体的には，推論クエリで得られた超次元ベクトルのチェックサムを常時計算することで誤り検出と，検出した故障メモリスタセルを冗長セルに入れ替える冗長救済を行う．提案手法を言語認識タスクに適用し，高信頼化設計を行わなかった場合と比べて同等の認識精度を保ちつつ，デバイスの寿命を 5 倍に伸ばすことができたことが確認した． |
| （英） | The implementation of hyperdimensional computing in memristors is expected to realize a highly efficient inferencer for edge computing, which processes various cognitive tasks in a lightweight manner by mapping them onto hyperdimensional vectors of thousands to tens of thousands of dimensions. On the other hand, it has been pointed out that memristors have a long-term reliability issue compared to silicon materials, it is thus essential to design for high reliability. This paper proposes a design method for the memristor HDC inference accelerator to extend its lifetime. More specifically, we perform error detection and redundancy relief by replacing the detected faulty memristor cells with redundant cells by performing a normalized checksum of the hyper-dimensional vectors obtained by inference queries. We conducted numerical experiments to confirm the effectiveness of the proposed method using a language recognition task. The experimental results show that the proposed method can increase the device lifetime by 5 times while maintaining the recognition accuracy compared to the case where no reliability-aware design is applied. | |
| キーワード | （和） | 超次元コンピューティング / メモリスタ / 高信頼化設計 / 誤り検出 / 組み込み自己救済 / / / |
| （英） | Hyperdimensional Computing / Memristor / Dependability-aware design / Built-in self repair / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 123, no. 98, VLD2023-5, pp. 22-27, 2023年7月. | |
| 資料番号 | VLD2023-5 | |
| 発行日 | 2023-06-29 (CAS, VLD, SIP, MSS) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | CAS2023-5 VLD2023-5 SIP2023-21 MSS2023-5 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | MSS CAS SIP VLD |
| 開催期間 | 2023-07-06 - 2023-07-07 |
| 開催地（和） | 小樽商科大学 3号館 102教室 |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | システムと信号処理および一般 |
| テーマ（英） | |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | VLD |
| 会議コード | 2023-07-MSS-CAS-SIP-VLD |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 誤り検出と冗長救済によるメモリスタ超次元コンピューティング推論アクセラレータの長寿命化 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Lifetime improvement of Memristor-based Hyperdimensional Computing Inference Accelerator by Error Detection and Built-in Self Repair |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 超次元コンピューティング / Hyperdimensional Computing |
| キーワード(2)（和/英） | メモリスタ / Memristor |
| キーワード(3)（和/英） | 高信頼化設計 / Dependability-aware design |
| キーワード(4)（和/英） | 誤り検出 / Built-in self repair |
| キーワード(5)（和/英） | 組み込み自己救済 / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 岩崎 哲朗 / Tetsuro Iwasaki / イワサキ テツロウ |
| 第1著者 所属（和/英） | 京都工芸繊維大学 (略称： 京都工繊大) Kyoto Institute of Technology (略称： KIT) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 新谷 道広 / Michihiro Shintani / シンタニ ミチヒロ |
| 第2著者 所属（和/英） | 京都工芸繊維大学 (略称： 京都工繊大) Kyoto Institute of Technology (略称： KIT) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2023-07-06 11:00:00 |
| 発表時間 | 20分 |
| 申込先研究会 | VLD |
| 資料番号 | CAS2023-5, VLD2023-5, SIP2023-21, MSS2023-5 |
| 巻番号（vol） | vol.123 |
| 号番号（no） | no.97(CAS), no.98(VLD), no.99(SIP), no.100(MSS) |
| ページ範囲 | pp.22-27 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2023-06-29 (CAS, VLD, SIP, MSS) |
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