高精度と高性能を両立するオーバークロッキング近似計算回路の高位合成

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本研究の目的は、性能と計算精度を高い次元で柔軟にトレードオフすることが可能なオーバークロッキング近似計算回路の高位合成技術を開発することである。1年目の2021年度は、オーバークロッキング近似計算回路の計算誤差を最小化することを目的として、既存の高位合成技術を再評価した。また、FPGAを対象としてオーバークロッキング可能な乗算器を開発した。2年目の2022年度は、1年目の成果を発展させ、新しい高位合成技術の開発を目指した。その結果、主に以下の研究成果が得られた。(a) 演算のマルチサイクリングとチェイニングを組み合わせる新しい高位合成スケジューリング手法を開発した。本提案手法は、時間制約と資源制約のもとで、計算誤差の最小化を目的としている。昨年開発した手法は、プログラム中の各乗算演算について、オーバークロッキングによる近似を行うか、マルチサイクリングによる厳密計算を行うかを、自動的に決定する。本年度新たに開発した手法は、前述の選択肢に加え、チェイニングとオーバークロッキングを組み合わせて近似を行う、マルチサイクリングとチェイニングとオーバークロッキングを組み合わせて近似を行う、マルチサイクリングとチェイニングとオーバークロッキングを組み合わせて厳密計算を行うという選択肢も含め、最適な決定を行う。最適解を求める整数計画法に基づく手法と、最適性の保証はないが良い解を高速に求めるヒューリスティックアルゴリズムを開発した。(b) FPGAを対象として、オーバークロッキングに適した近似加算器を開発した。また、昨年開発した近似乗算器の改良を行った。