生体情報処理の視点に基づいたエネルギー効率の高いしきい値回路の設計とその限界

基于生物信息处理视角的节能阈值电路设计及其局限性

• 批准号: 20800005
• 负责人: 内沢 啓
• 金额: $ 1.52万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20800005/
• 关键词: 情報基礎; 生体生命情報学; エネルギー効率化; 回路計算量; しきい値回路

本年度は, しきい値回路のシミュレーションシステム開発, 及びそのシミュレーションシステムを利用したパルス発生量の少ないしきい値回路の設計に取り組んだ. この開発の過程において, パルス発生量の少ないしきい値回路の計算能力の限界に関する結果を得ることができた. 具体的には, ある関数を計算するしきい値回路のパルス発生量と他の計算資源(回路を構成する素子の個数や回路の段数)の間に, トレードオフの関係があることを証明した. すなわち, パルス発生量の少ないしきい値回路は, 他の計算資源を多く用いなければならず, また逆に他の計算資源を少なく抑えたしきい値回路は, パルスの発生量を多く用いなければならない. しきい値回路がどのような関数を計算するかよって, トレードオフの形及びその導出手法は大きく異なる.論文[Uchizawa, Takimoto]においては, ほぼすべてのプール関数に対して成立するトレードオフの導出に成功した. このトレードオフでは, パルスの発生量, 回路を構成する素子の個数, 段数という3つの計算資源が全て係る. 論文[Uhizawa, Takimoto, Nishizeki]においては, プール剰余関数を計算するしきい値回路に対してのみ成立するトレードオフの導出に成功した. このトレードオフでは, パルス発生量及び回路を構成する素子の個数が係る. 論文[Uchizawa, Takimoto]で示したトレードオフはほぼ全てのプール関数に対して成立するが, 論文[Uhizawa, Takimoto, Nishizeki]で対象としているプール剰余関数に対しては例外的に成立しない. このため, この2つのトレードオフは双方を補完する結果となっている.

This year, the development of the system of the circuit and the design of the system of the circuit. In the process of development, the amount of output of the loop is reduced, and the limit of the computing power of the loop is determined. The specific relationship between the number of loop elements and the number of loop segments is proved. In the case of a loop, the amount of output is reduced, and in the case of a loop, the amount of output is increased. When the number of variables in the value loop is calculated, the shape and derivation methods of the symbol are very different. Paper [Uchizawa, Takemoto] is a success story. The number of elements, the number of segments, and the computational resources of the loop are all in the system. In this paper [Uhizawa, Takemoto, Nishizeki], the calculation of the residual number of the loop is successful. The number of elements in the loop and the number of elements in the loop are dependent. Paper [Uchizawa, Takemoto] shows that the relationship between the total number of cases is established, Paper [Uhizawa, Takemoto, Nishizeki] shows that the relationship between the total number of cases is established. The results of the study are as follows:

项目成果

Exponential lower bounds on the size of constant-depth threshold circuits with small energy complexity

能量复杂度较小的恒定深度阈值电路尺寸的指数下界

• 发表时间: 2008
• 期刊: Theoretical Computer Science 407(1-3)
• 作者: Kei Uchizawa;Eiji Takimoto
• 通讯作者: Eiji Takimoto

プール剰余関数を計算するしきい値論理回路のサイズとエネルギー複雑度のトレードオフ

计算池余数函数的阈值逻辑电路的尺寸和能量复杂性权衡

• 发表时间: 2008
• 期刊: 信学技報 108, COMP2008-42
• 作者: 内沢啓;瀧本英二;西関隆夫
• 通讯作者: 西関隆夫