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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2026-03-15 15:00 アナログ積和演算器における行列計算プログラムのビット誤り検出訂正手法の初期評価 ○亀ヶ森駿太（慶大）・平澤将一・鯉渕道紘（NII）・川島英之（慶大）  CPSY2025-57 DC2025-129 |
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| 抄録 | （和） | 低精度演算器を用いて高精度な浮動小数点演算を可能とする尾崎スキームを適用することにより，アナログ積和演算器を用いた高精度行列計算が実現可能になりつつある． その実用化に向けて残された課題は，アナログ積和演算器の出力に起因するビット誤りを実行時に検出・訂正することである． 本報告では，アルゴリズムレベルでのフォールトトレランス機構（Algorithm-Based Fault Tolerance: ABFT)に着目し，重み付きチェックサム手法（Weighted Checksum Code: WCC）の導入を検討する． ベースラインとなる従来の単純な手法では単一の行列計算において，行列全体で1要素までの誤り訂正に限られていたのに対し，WCCでは各列ごとに1要素までの誤り訂正が可能である． 誤り訂正能力の向上により，許容可能なビット誤り率の範囲を拡大できる．その結果，アナログ積和演算器において誤差を許容するために設ける量子化マージンを緩和し，有効ビット幅を拡大できる可能性がある． 評価結果より，WCCを用いることで，計算が正常に実行可能なビット誤り率の限界を、従来手法に比べて約100倍（2桁）引き上げられることを確認した． |
| （英） | Applying the Ozaki scheme, which enables high-precision floating-point computation using low-precision arithmetic units, makes high-precision matrix computation on analog multiply–accumulate (MAC) units increasingly feasible. A remaining challenge toward practical deployment is the runtime detection and correction of bit errors originating from the outputs of analog MAC units. In this report, we focus on an algorithm-level fault tolerance mechanism, Algorithm-Based Fault Tolerance (ABFT), and investigate the introduction of the Weighted Checksum Code (WCC). In the conventional simple checksum method used as a baseline, error correction is limited to at most one erroneous element in the entire matrix per matrix computation. In contrast, WCC enables correction of up to one erroneous element independently in each column. By improving the error correction capability, the tolerable range of bit error rates can be extended. As a result, it may be possible to relax the quantization margin required to accommodate errors in analog MAC units and to increase the effective bit width available for numerical representation. Evaluation results confirm that the use of WCC increases the upper limit of the bit error rate under which correct computation can be maintained by approximately two orders of magnitude (about 100×) compared with the conventional method. |
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| キーワード | （和） | アナログ積和演算器 / 尾崎スキーム / アルゴリズムベース耐故障性 / 重み付きチェックサム / / / / |
| （英） | Analog Multiply-Accumulate Unit / Ozaki Scheme / Algorithm-Based Fault Tolerance / Weighted Checksum Code / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 125, no. 401, CPSY2025-57, pp. 31-34, 2026年3月. | |
| 資料番号 | CPSY2025-57 | |
| 発行日 | 2026-03-08 (CPSY, DC) | |
| 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 | CPSY2025-57 DC2025-129 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | DC CPSY IPSJ-SLDM IPSJ-EMB IPSJ-ARC |
| 開催期間 | 2026-03-15 - 2026-03-17 |
| 開催地（和） | サン・オリーブ オリーブホール |
| 開催地（英） | Sun-Olive Olive Hall |
| テーマ（和） | 組込み技術とネットワークに関するワークショップ ETNET2026 |
| テーマ（英） | ETNET2026 |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | CPSY |
| 会議コード | 2026-03-DC-CPSY-SLDM-EMB-ARC |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | アナログ積和演算器における行列計算プログラムのビット誤り検出訂正手法の初期評価 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A Preliminary Evaluation of Bit Error Detection and Correction Methods for Matrix Computations using Analog MAC Units |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | アナログ積和演算器 / Analog Multiply-Accumulate Unit |
| キーワード(2)（和/英） | 尾崎スキーム / Ozaki Scheme |
| キーワード(3)（和/英） | アルゴリズムベース耐故障性 / Algorithm-Based Fault Tolerance |
| キーワード(4)（和/英） | 重み付きチェックサム / Weighted Checksum Code |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| 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） | 亀ヶ森 駿太 / Shunta Kamegamori / |
| 第1著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学 (略称： 慶大) Keio University (略称： Keio Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 平澤 将一 / Shoichi Hirasawa / ヒラサワ ショウイチ |
| 第2著者 所属（和/英） | 国立情報学研究所 (略称： NII) National Institute of Informatics (略称： NII) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 鯉渕 道紘 / Michihiro Koibuchi / コイブチ ミチヒロ |
| 第3著者 所属（和/英） | 国立情報学研究所 (略称： NII) National Institute of Informatics (略称： NII) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 川島 英之 / Hideyuki Kawashima / カワシマ ヒデユキ |
| 第4著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学 (略称： 慶大) Keio University (略称： Keio Univ.) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2026-03-15 15:00:00 |
| 発表時間 | 20分 |
| 申込先研究会 | CPSY |
| 資料番号 | CPSY2025-57, DC2025-129 |
| 巻番号（vol） | vol.125 |
| 号番号（no） | no.401(CPSY), no.402(DC) |
| ページ範囲 | pp.31-34 |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2026-03-08 (CPSY, DC) |
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